第5章 第4讲 晶体结构与性质 配合物（Word教参）-【新高考方案】2024高考化学一轮复习（新教材版Ⅰ 新高考）

第4讲　晶体结构与性质　配合物(基础落实课) 逐点清(一)　晶体常识　晶体结构模型 (一)物质的聚集状态 (二)晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的区别 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。 (三)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：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 (3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 3．常规晶胞 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的最小平行六面体。 4.晶体结构的测定 (1)测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 (2)由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等。 (四)分子晶体——干冰和冰 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 冰的晶体结构 冰的结构模型中，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，含有8个H2O (五)共价晶体——金刚石与SiO2 金刚石晶体 ①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6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共价键有2 mol。 ②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 二氧化硅晶体 SiO2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12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键数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。 低温石英结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，具有手性 (六)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价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，形成“巨分子”。 (2)金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。 (3)利用“电子气理论”可以解释金属材料具有延展性、导电性和导热性。 [注意]　金属晶体具有导电性，但导电的物质不一定是金属，如石墨晶体导电但不是金属晶体。 2．金属晶体的常见堆积 结构型式 常见金属 配位数 晶胞 面心立方 最密堆积(铜型) Cu、Ag、Au 12 体心立方堆积 Na、K、Fe 8 六方最密堆积 (镁型) Mg、Zn、Ti 12 简单立方堆积 Po 6 (七)离子晶体 NaCl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－ CsCl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 CaF2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F－在体对角线的处 (八)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(或大π键)。 4．C—C的键长比金刚石的C—C的键长短，熔点比金刚石的高。 5．导电性：石墨晶体中，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，p电子在整个平面中运动。但电子不能从一个平面跳跃到另一平面。故在电场中，p电子只能沿石墨平面方向定向移动。 (九)过渡晶体 纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。如Na2O和Al2O3晶体中都含有离子键的成分，它们既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，Na2O更偏向离子晶体，Al2O3 更偏向共价晶体 微点小练 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)物质的聚集状态只有固、液、气三态(×) (2)晶体具有自范性，一般具有固体的熔点(√) (3)晶胞一般为平行六面体，其排列遵循“无隙并置”而形成晶体(√) (4)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(√) (5)测定固体是否是晶体可用X射线衍射实验(√) (6)凡有规则外形的固体一定是晶体