第十二单元 第3讲 晶体结构与性质-【金版教程】2024高考化学一轮复习创新方案word（全国统考版）

高考总复习·化学［全国统考版］ 第3讲　晶体结构与性质 复习目标 1．了解晶体的类型，了解不同类型晶体中微粒结构、微粒间作用力的区别。2.了解分子晶体、离子晶体结构与性质的关系。3.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。4.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。5.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 考点一　晶体常识 晶体结构模型 一、晶体的常识 1．晶体与非晶体 晶体 非晶体 结构特征 组成微粒周期性有序排列 组成微粒相对无序排列 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 区别二者的科学方法 对固体进行X­射线衍射实验 实例 冰、NaCl、Fe 玻璃、石蜡 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。 3．晶胞 (1)概念：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。 ③形状：一般而言晶胞都是平行六面体。 二、常见晶体的类型与结构 1．分子晶体——干冰和冰 (1)干冰的晶体结构 干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个，属于分子密堆积。每个晶胞中含有4个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等。 (2)冰的晶体结构 冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol “氢键”。晶胞结构与金刚石相似，含有8个H2O。 2．原子晶体——金刚石与SiO2 (1)金刚石晶体 ①金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角是109°28′，最小的环是六元环。每个C被12个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C—C键有2 mol。 ②在金刚石的晶胞中，内部的C在晶胞的体对角线的处。每个晶胞含有8个C。 (2)SiO2晶体 SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，最小的环是12元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子。1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。 3．金属晶体四种堆积模型对比 堆积模型 晶体结构 晶体详解 简单立方堆积 典型代表Po，配位数为6，空间利用率52% 体心立方堆积 又称为钾型，典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率68% 六方最密堆积(A3型) 又称为镁型，典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率74% 面心立方最密堆积(A1型) 又称为铜型，典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率74% 4.离子晶体 (1)NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－。 (2)CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。 5．混合晶体 像石墨这样的晶体是一种混合晶体。石墨晶体是层状结构，层与层之间靠范德华力维系。石墨的二维结构中，每个碳原子的配位数是3，呈sp2杂化，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，因此石墨有类似金属晶体的导电性。 　请指出下列各说法的错因 (1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。 错因：非晶体也可能具有规则的外形，如玻璃。 (2)冰和碘晶体中相互作用力完全相同。 错因：冰中除存在范德华力还存在氢键。 (3)区分晶体和非晶体最可靠的方法是看固体是否具有固定的熔点。 错因：对固体进行X­射线衍射实验是区分晶体与非晶体最可靠的方法。 (4)固体SiO2一定是晶体。 错因：无定形的SiO2并不是晶体。 (5)缺角的NaCl晶体久置会慢慢变为完美的立方体块。 错因：晶体在固态时不具有自范性。 (6)立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用。 错因：立方晶胞中，顶点上的原子被8个晶胞共用。 1．晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。 2．习惯上晶胞是从晶体中“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．晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法 (1)晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的份额就是。 (2)方法 ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算： ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子