专题5 第25讲 晶体结构与性质(基础课)(教参)-【名师导航】2024年高考化学一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

第25讲　晶体结构与性质(基础课) 　1．能认识晶体中粒子的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，能根据晶胞确定粒子数或晶体的组成。　2．能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。　3．知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可以获得特殊的材料。　4．了解晶体的有关性质如熔点、沸点、硬度、导电性等。 　晶体与常见晶体的空间结构模型 1．晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体比较 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 无各向异性 二者区 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：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)一般形状为平行六面体，其特点为8个顶角相同，三套各4根平行棱分别相同，三套各两个平行面分别相同。 (4)晶胞中粒子数目的计算——均摊法 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。 立方(或四方或六方等)晶胞中不同位置的粒子数的计算。 (5)其他晶胞结构中粒子数的计算(如三棱柱) 3．常见典型的晶体模型 (1)共价晶体——金刚石与SiO2 　 ①a.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有2 mol。 b．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。 ②SiO2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，最小的环是十二元环，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数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。 (2)分子晶体——干冰和冰 ①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。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，1个晶胞中含有8个H2O。 (3)离子晶体 ①NaCl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－。 ②CsCl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。 ③CaF2型：在晶体中，F－的配位数为4，Ca2＋的配位数为8，晶胞中含4个Ca2＋，含8个F－。晶胞中Ca2＋在体对角线的处。 　①晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。 ②离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 (4)混合型晶体——石墨晶体 ①石墨层状晶体中，层与层之间的作用力是范德华力。 ②平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。 ③在每层内存在共价键和金属键。能导电，晶体中每个C形成3个共价键，C的另一价电子在电场作用下可移动，形成电流。 ④石墨C—C的键长比金刚石C—C的键长短，熔点比金刚石的高。 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)晶体与非晶体的本质区别是晶体中的粒子在三维空间呈周期性有序排列。 (　　) (2)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。(　　) (3)任何分子晶体的晶胞中每个分子最近等距离的分子有12个。(　　) (4)干冰晶胞中含有4个CO2分子。(　　) (5)金刚石晶胞中含有8个碳原子。(　　) [答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√ 　晶胞中粒子数与配位数的确定 1．已知某化合物的晶体是由如图所示最小单元密置堆积而成的，关于该化合物的叙述中错误的是 (　　) A．1 mol该化合物中有1 mol Y B．1 mol该化合物中有3 mol Cu C．1 mol该化合物中有2 mol Ba D．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6 D　[Y位于顶点，1个晶胞中Y的个数为8×＝1，则1 mol该化合物中有1 mol Y，故A正确；Cu位于体内