内容正文:
微课时突破2 综合深化解重难(晶体结构的比较及晶胞相关计算)
1.共价晶体
晶体
晶体结构
晶体详解
金刚石
①每个碳与相邻4个碳以共价键结合,碳原子轨道均为sp3杂化,形成正四面体结构
②键角均为109°28′
③最小碳环由6个C组成且6原子不在同一平面内
④每个C参与4个C—C键的形成,C原子数与C—C键数之比为1∶2
SiO2
①每个Si与4个O以共价键结合,硅原子轨道均为sp3杂化,形成正四面体结构
②每个正四面体占有1个Si,4个“O”,n(Si)∶n(O)=1∶2
③最小环上有12个原子,即6个O,6个Si
2.分子晶体
冰
水分子间的主要作用力是氢键,也存在范德华力,每个水分子周围紧邻的水分子数有4个
干冰
①8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子
②每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个
3.离子晶体
NaCl型
①每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有6个。每个Na+周围等距且紧邻的Na+有12个
②每个晶胞中含4个Na+和4个Cl-
CsCl型
①每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有8个,每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有6个
②如图为8个晶胞,每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-
CaF2型
①在CaF2晶体中,每个Ca2+周围距离最近且等距离的F-有8个;每个F-周围距离最近且等距离的Ca2+有4个。
②Ca2+、F-的配位数分别为8和4
4.金属晶体
简单立方堆积
典型代表Po,配位数为6,空间利用率52%
面心立方最密堆积
又称为铜型,典型代表Cu、Ag、Au,配位数为12,空间利用率74%
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
又称为A3型或镁型,典型代表Mg、Zn、Ti,配位数为12,空间利用率74%
5.混合晶体
石墨
①石墨层状晶体中,层与层之间的作用是分子间作用力
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每层相邻碳原子间存在σ键和π键,还有金属键
④C—C键的键长比金刚石的C—C键的键长短,熔点比金刚石的高
[全训题点考法]
1. (2023·广西高三检测)高温下,超氧化钾晶体结构与NaCl的相似,其晶体结构的一个基本重复单元如图所示,已知晶体中氧的化合价可看作部分为0,部分为-2。下列说法正确的是( )
A.晶体中每个K+周围有8个O,每个O周围有8个K+
B.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞中含有4个K+和4个O
C.晶体中与每个K+距离最近的K+有8个
D.晶体中,0价氧原子与-2价氧原子的数目比为2∶1
解析:选B 由晶胞图可知:1个K+周围有6个O,同样1个O周围有6个K+,A错;根据均摊法,每个晶胞中有8×+6×=4个K+,1+12×=4个O,所以超氧化钾晶体中两种离子的个数比为1∶1,其化学式为KO2,B正确;根据晶胞结构可知,晶体中与每个K+距离最近的K+有12个,C错;O中O的平均化合价为-0.5,所以若有1个-2价氧原子,则应有3个0价的氧原子,故0价氧原子与-2价氧原子个数比为3∶1,D错。
2.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,如图为其晶胞,其中的每个原子均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是( )
A.磷化硼晶体中每个原子均形成4条共价键
B.磷化硼晶体的化学式为BP,属于离子晶体
C.磷化硼晶体的熔点很低
D.磷化硼晶体结构中微粒的空间堆积方式与氯化钠晶体相同
解析:选A 根据磷化硼晶胞结构可知,晶体中每个原子均形成4条共价键,故A正确;白球位于立方晶胞内,1个晶胞中有4个,而黑球位于顶点和面心,1个晶胞中黑球个数为8×+6×=4,所以磷化硼晶体的化学式为BP,由磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料知其属于共价晶体,故B错误;磷化硼晶体是共价晶体,熔点很高,故C错误;磷化硼晶体中微粒的空间堆积方式与氯化钠晶体不相同,故D错误。
3.(2022·江苏等级考)下列说法正确的是( )
A.金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°
B.SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子
C.锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2
D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同
解析:选B 金刚石中的碳原子为正四面体结构,C—C—C夹角为109°28′,故A错误;SiH4的化学键为Si—H,为极性键,为正四面体,正负电荷中心重合,为非极性分子;SiCl4的化学键为Si—Cl,为极性键,为正四面体,正负电荷中心重合,为非极性分子,故B正确;锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]4s24p2,故C错误;ⅣA族元素中