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（人教不定项版 新教材 新高考）

第27讲　晶体结构与性质 复习目标 1.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。 2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。 3.知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。 考点一 　晶体和晶胞 1．物质三态间的相互转化 2．晶体和非晶体 (1)晶体和非晶体的比较 晶体 非晶体 结构特征 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 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 区别方法 间接方法 看是否有固定的熔点 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 3．晶胞 (1)概念 晶胞是描述晶体结构的基本单元，是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。 (2)晶胞的特点 (1)常温下，凡是具有规则几何外形的固体都是晶体(　　×　　) (2)冰晶体内水分子之间存在氢键，分子采取非密堆积方式排列(　　√　　) (3)不规则的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中放置一段时间，变成规则几何外形，说明晶体具有自范性(　　√　　) (4)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 C．晶体的密度ρ＝ g/cm3 D．每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有12个 [思路剖析] ① 据晶胞中Mo、N原子位置含有Mo、N原子数晶体的化学式 ② 相邻两个最近的N原子的距离体心与棱中点N原子的距离 ③ 计算1个晶胞的质量m(晶胞)和体积V(晶胞)ρ＝ D　解析：根据物质结构可知该晶胞中含有Mo原子数目为8×＋6×＝4，含有的N原子数目为1＋4×＝2，Mo∶N＝4∶2＝2∶1，则氮化钼的化学式为Mo2N，A错误；根据晶胞结构可知：在该晶体中两个最近的N原子位于面对角线的一半，则其距离是L＝a nm，B错误；该晶体的密度ρ＝＝ g/cm3＝ g/cm3，C错误；以顶角的Mo原子为研究对象，通过该顶角能够形成8个晶胞，在一个晶胞中与该Mo原子距离最近的Mo原子有3个，分别位于通过该Mo原子三个平面的面心上，每个Mo原子被重复计算2次，则每个钼原子周围与其距离最近的钼原子个数为＝12，D正确。 (1)判断晶体和非晶体的两种方法 ①根据固体的熔点判断：晶体的熔点较固定，而非晶体没有固定的熔点，熔化过程温度会发生变化。 ②根据X射线衍射实验判断：区分晶体和非晶体