内容正文:
第3课时:夯实教材基础(3)——晶体结构与性质
基础落实(一) 晶体常识 晶体的空间结构模型
系统主干知识
(一)晶体与晶胞
1.晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的区别
结构特征 晶体 非晶体
结构粒子___________排列 结构粒子_____排列
性质特征 自范性 有 无
熔点 固定 不固定
异同表现 __________ __________
二者区别方法 间接方法 测定其是否有固定的_______
科学方法 对固体进行____________实验
周期性有序
无序
各向异性
各向同性
熔点
X-射线衍射
1
(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_____排列、 _____相同。
平行
取向
2
(二)晶体的类型
1.原子晶体(共价晶体)——金刚石与SiO2
(1)金刚石晶体
①金刚石晶体中,每个C与另外___个C形成共价键,碳原子采取____杂化,C—C—C夹角是109°28′,最小的环是___元环。每个C被___个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C—C有___ mol。
4
sp3
6
12
2
3
8
2
12
Si
4NA
sp3
4
4
2.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____个,属于分子密堆积。晶胞中含有____个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等。
12
4
(2)冰的晶体结构
冰的结构模型中,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。晶胞结构与金刚石相似,含有8个H2O。
4
2
5
3.金属晶体
(1)金属键
①“电子气理论”是把金属键描述为金属原子脱落下来的_______形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而把所有金属原子维系在一起。
②金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。
价电子
6
(2)金属晶体的常见堆积
结构类型 常见金属 配位数 晶胞
面心立方最密堆积(铜型) Cu、Ag、Au ___
体心立方堆积 Na、K、Fe ___
六方最密堆积(镁型) Mg、Zn、Ti ___
简单立方堆积 Po ___
12
8
12
6
7
[注意] 六方最密堆积是按ABABAB……的方式堆积,面心立方最密堆积是按ABCABCABC……的方式堆积。
8
4.离子晶体
6
6
6
4
4
8
8
8
4
8
4
8
9
5.石墨晶体——混合型晶体
范德华力
sp2
共价
金属
高
2
10
题点细练过关
1.下列关于CaF2的表述正确的是 ( )
A.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用
B.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点低于CaCl2
C.阴、阳离子数之比为2∶1的物质,均与CaF2晶体构型相同
D.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电
解析:Ca2+与F-之间既有静电吸引作用,也有静电排斥作用,A错误;离子所带电荷相同,F-的离子半径小于Cl-,所以CaF2晶体的晶格能大,熔点高,B错误;晶体构型还与离子半径的相对大小有关,所以阴、阳离子数之比为2∶1的物质,不一定与CaF2晶体构型相同,C错误;CaF2中的化学键为离子键,在熔融状态下发生电离,因此CaF2在熔融状态下能导电,D正确。
答案:D
11
2. (2022·湖北等级考)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.Ca2+的配位数为6
B.与F-距离最近的是K+
C.该物质的化学式为KCaF3
D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变
答案:B
13
3.(1)(2022·辽宁等级考·节选)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-1,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_________。
14
(2)(2022·山东等级考·节选)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为a=b≠c,α=β=γ=90°。回答下列问题:
晶胞中N原子均参与形成配位键,Ni2+与Zn2+的配位数之比为________;x∶