第5章 第27讲 晶体结构与性质（Word教参）-【优化指导】2024高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（鲁科版 新教材 新高考）

第27讲　晶体结构与性质

 

　晶体和晶胞

1.晶体与非晶体的概念

(1)晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。如食盐、干冰、金刚石等。

(2)非晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间无周期性重复排列的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。

2.晶体的特性

3.晶胞

(1)概念：是指晶体结构中基本的重复单元，晶胞的形状为平行六面体。

(2)特点

(1)冰和碘晶体中相互作用力相同(　　×　　)

(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性重复排列(　　√　　)

(3)凡有规则外形的固体一定是晶体(　　×　　)

(4)固体SiO2一定是晶体(　　×　　)

(5)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块(　　√　　)

(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”(　　×　　)

(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验(　　√　　)

考向1　晶体和非晶体的比较

【例1】下列关于晶体性质的叙述，不正确的是(　　)

A.晶体的自范性是指在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形

B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的，但统一于晶体中

C.晶体的对称性是微观粒子在空间呈周期性有效排列的必然结果

D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性

B　解析：晶体的各向异性和对称性不是矛盾的，晶体的对称性是微观粒子在空间呈周期性有效排列的必然结果，而各向异性是微观粒子的排列具有特定的方向性。

考向2　确定晶体中的粒子数目和化学式

【例2】(1)(2022·辽宁卷)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为188 g/mol，则M元素为________(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为________。

(2)(2021·天津卷)用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为________。每个晶胞B中含Fe原子数为______________。

答案：(1)Fe　3d6　(2)8　4

解析：(1)根据“均摊法”可知，每个晶胞中含有个数为8×＋6×＝4，含有个数为8个，即含4个M(NH3)6和8个BH4，二者个数之比为1∶2，故该晶体的化学式为M(NH3)6(BH4)2。又知该化合物的摩尔质量为188 g/mol，则有Ar＋17×6＋15×2＝188，解得Ar＝56，故M元素为Fe。根据化合物中各元素化合价代数和为0推知，Fe显＋2价，则Fe2＋的价电子排布为3d6。(2)晶胞A为体心立方结构，体心Fe原子与顶角的8个Fe原子紧邻；晶胞B为面心立方结构，每个晶胞中含有Fe原子个数为8×＋6×＝4。

考向3　计算晶体的密度和粒子的间距

【例3】(2023·湖北省鄂东南名校联考)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为 a nm。下列说法正确的是(　　)

A.氮化钼的化学式为MoN2

B.相邻两个最近的N原子的距离为a nm