专题03 晶体结构与性质（知识串讲+专题过关）-2022-2023学年高二化学下学期期中期末考点大串讲（人教版2019）

专题03 晶体结构与性质 一、晶胞、晶体结构模型 1．晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的区别 比较 晶体 非晶体 结构特征 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 异同表现 各向异性 各向同性 二者区别方法 间接方法 测定其是否有固定的熔点 科学方法 对固体进行X­射线衍射实验 (2)获得晶体的三条途径 ①熔融态物质凝固 ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华) ③溶质从溶液中析出 2．晶胞 (1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。 (2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 【特别提醒】(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。 (2)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。 (3)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六面体”。 3．常见晶体的结构模型 晶体 晶体结构 晶体详解 共价晶体 金刚石 ①每个碳与相邻个碳以共价键结合，形成正四面体结构 ②键角均为109°28′ ③最小碳环由个C组成且六原子不在同一平面内 ④每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2 SiO2 ①每个Si与个O以共价键结合，形成正四面体结构 ②每个正四面体占有1个Si,4个O，n(Si)∶n(O)＝1∶2 ③最小环上有个原子，即6个O,6个Si 分子晶体 干冰 ①8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子 ②每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有个 冰 每个水分子与相邻的个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成 mol氢键 离子晶体 NaCl型 ①每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有个 ②每个晶胞中含个Na＋和个Cl－ CsCl型 ①每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个 ②如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－ 金属晶体 简单立方堆积 典型代表Po，配位数为，空间利用率52% 面心立方最密堆积 典型代表Cu、Ag、Au，配位数为，空间利用率74% 体心立方堆积 典型代表Na、K、Fe，配位数为，空间利用率68% 六方最密堆积 典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为，空间利用率74% 混合晶体 石墨 ①石墨层状晶体中，层与层之间的作用是范德华力 ②平均每个正六边形拥有的碳原子个数是，C原子采取的杂化方式是 sp2 ③每层中存在σ键和π键 ④石墨的C—C的键长比金刚石的C—C的键长短，熔点比金刚石的高 ⑤硬度不大、有滑腻感、能导电 二、判断晶体类型的方法 1.依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 ①分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。 ②共价晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。 ③金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。 ④离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。 2.依据物质的分类判断 ①大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2等外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ②金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是共价晶体。 ③金属单质（除汞外）和合金是金属晶体 ④金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 3.依据晶体的熔点判断 ①分子晶体的熔点低 ②离子晶体的熔点较高 ③共价晶体的熔点很高 ④金属晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低合金的熔、沸点比其成分金属低 4.依据导电性判断 ①金属晶体是电的良导体，固体导电 ②共价晶体一般为非导体，但硅为半导体 ③离子晶体溶于水及熔融状态时能导电 ④分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电 5.依据硬度和机械性能判断 ①分子晶体硬度小且较脆 ②共价晶体硬度大 ③金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。合金的硬度比其成分金属大 ④离子晶体硬度较大、硬而脆 三、物质熔沸点大小的比较 1.首先看物质状态：一般情况下，固体>液体>气体。 2.其次看物质所属晶体类型：一般情况下，共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，汞、铯等金属的熔、沸点很低。 3.同种类型晶体的熔、沸点的