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第三章 晶体结构与性质
章复习 整理与提升
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第三章 晶体结构与性质
5A新学案 化学 · 选择性必修2 物质结构与性质
整合提升
高考典题
O
配位
N
sp3
sp2
乙二胺的两个氮原子提供孤电子对与金属离子形成配位键
Cu2+
4
C
分子晶体
分子晶
分子晶体
体
H2O>H2S> CH4
GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶
体,离子键强于分子间作用力
8
4
3
7.7%
共价晶体
8
2-x
N、O、
Cl
6
铝
低于
2
图b不是晶体结构中最小的重复单元
4
1∶1∶2
6
MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多,离子键强度更大
SiC
SiCl4
O
Mg2GeO4
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第三章 晶体结构与性质
5A新学案 化学 · 选择性必修2 物质结构与性质
四类典型晶体的比较
类型
项目
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
构成粒子
阴、阳离子
原子
分子
金属阳离子和自由电子
粒子间的作用力
离子键
共价键
范德华力(有的含氢键)
金属键
判断作用力强弱的依据
离子电荷数、半径
键长(原子半径)
组成结构相似时,比较相对分子质量(有的要考虑氢键)
离子半径、离子所带电荷数
类型
项目
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
熔、沸点
较高
很高
较低
差别较大(汞常温下为液态,钨熔点为3410℃)
硬度
略硬而脆
很大
较小
差别较大
导电、导热性
晶体不导电,水溶液或熔融态导电
一般不具有导电性
一般不导电,溶于水后有的导电
电和热的良导体
溶解性
大多易溶于水等极性溶剂
难溶于任何溶剂
相似相溶
一般不溶于水,少数与水反应
类型
项目
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
物质类别
及举例
金属氧化物(如K2O)、强碱(如NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)
部分非金属单质(如金刚石、硅、硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2)
大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)
金属单质与合金(如Na、青铜)
1.不同类型晶体熔、沸点的比较:
(1)看物质的状态,一般情况下是固体>液体>气体。
(2)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体。
(3)金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔点很高,汞、铯等熔点很低。
2.同类晶体熔沸点比较
晶体类型
比较方法
举例
原子晶体
原子半径越小、键长越短,键能越大,晶体的熔、沸点越高
金刚石>碳化硅>硅
离子晶体
一般来说,阴、阳离子的电荷数越多、离子半径越小,离子晶体的熔、沸点越高
MgO>MgCl2>NaCl>CsCl
晶体类型
比较方法
举例
金属晶体
金属离子半径越小,离子所带电荷越多,熔、沸点越高
Al>Mg>Na
Li>Na>K
分子晶体
分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的晶体,熔、沸点反常地高
H2O>H2Te>H2Se>H2S
组成结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高
SnH4>GeH4>SiH4>CH4
组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,熔、沸点越高
CO>N2
CH3OH>CH3CH3
晶体的配位数确定
晶体的配位数是指晶体中一个原子周围与其等距离的最邻近的原子的数目。
1.最密堆积晶体的配位数均为12,如分子晶体中的干冰。
2.金刚石、碳化硅,配位数均为4。
3.金属晶体
堆积模型
简单立方堆积
体心立方堆积
六方最密堆积
面心立方最密堆积
晶胞
配位数
6
8
12
12
4.离子晶体中的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目。
化学式
NaCl
CsCl
CaF2
ZnS
晶胞
阳离子的配位数
6
8
8
4
阴离子的配位数
6
8
4
4
[注意]化学式中的原子个数比等于晶胞中对应原子配位数的反比。
晶体空间利用率的计算
空间利用率=eq \f(球体积,晶胞体积)×100%,球体积为金属原子的总体积。
堆积模型
示意图
简单计算过程
简单立
方堆积
立方体的棱长为2r,球的半径为r,V(球)=eq \f(4,3)πr3,V(晶胞)=(2r)3=8r3,空间利用率=eq \f(V球,V晶胞)×100%=eq \f(\f(4,3)πr3,8r3)×100%≈52%
堆积模型
示意图
简