第十一章 第39讲 晶体结构与性质-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，通用版）

第39讲　晶体结构与性质 1.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构粒子、粒子间作用力的区别。 2.了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。 3.了解分子晶体结构与性质的关系。 4.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 5.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。 6.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 晶体的常识　　　　　　　　 1.晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的比较。 项目 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 两者区 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:晶胞是描述晶体结构的基本单元,是从晶体中“截取”出来具有代表性的基本单元。 (2)结构:习惯采用的晶胞都是平行六面体,整块晶体是由数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 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)晶胞组成的计算——均摊法。 ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算,如图: 晶胞任意位置上的一个原子,如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有属于这个晶胞。 ②非长方体:视具体情况而定。 a.正三棱柱晶胞中: b.六棱柱晶胞中: c.石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占。 在使用均摊法计算晶胞中的粒子个数时,要注意晶胞的形状,不同形状的晶胞,应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有,如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心的粒子依次被6、3、4、2个晶胞所共有。 [理解辨析] 判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)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。(　√　) (2)晶胞是晶体中的最小的“平行六面体”。(　×　) 提示:晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元,而不一定是最小的“平行六面体”。 (3)具有规则几何外形的固体一定是晶体。(　×　) 提示:晶体的特点是内部质点的规则排列,而不是看外形,玻璃一般有规则的几何外形,却是非晶体。 (4)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。(　×　) 提示:非晶体一般无固定的熔点。 (5)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。(　√　) (6)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。(　√　) 　晶胞中粒子数的相关计算 1.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,a、b、c分别代表这三种晶胞的结构,晶胞a、b、c内金属原子个数之比为(　B　) A.11∶8∶4 B.3∶2∶1 C.9∶8∶4 D.21∶14∶9 解析:用“均摊法”可计算出晶胞中金属原子的个数,晶胞a中金属原子的个数为12×+2×+3=6(个),晶胞b中金属原子的个数为8×+6×=4(个),晶胞c中金属原子的个数为8×+1=2(个),晶胞a、b、c中金属原子个数之比为6∶4∶2=3∶2∶1,故选B。 2.请回答下列问题。 (1)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。一个Cu2O晶胞如图1所示,Cu原子的数目为　　　　　。  (2)氮化锂晶体中存在锂、氮原子共同组成的锂、氮层,锂原子以石墨晶体中的碳原子方式排布,N原子处在六元环的中心如图2所示,同层中锂、氮的原子个数之比为　　　　。  (3)与K+能形成图3中的超分子加合物,该晶胞中K+的数目为　　。　 (4)N与金属可形成氮化物,如AlN晶胞结构如图4所示,AlN晶胞中,含有的Al、N原子个数均是　　　　　　。  (5)钇钡铜氧是一种新型节能高温超导体,其晶胞结构如图5所示。研究发现,此高温超导体中的Cu元素有两种价态,分别为+2价和+3价,Y元素的化合价为+3价,Ba元素的化合价为+2价。该物质中Cu2+与Cu3+的个数之比为　　　　。  解析:(1)晶胞的白球位于顶点和内部,属于该晶胞的个数为8×+1=2(个),黑球全部位于晶胞内部,属于该晶胞的个数为4,化学式为Cu2O,因此白球为O原子,黑球为Cu原子,即一个Cu2O晶胞中Cu原子的数目为4。(2)由图示知,一个Li原子被三个环共用,所以一个六元环中含有6×=2(个)Li原子,而N原子处于六元环中心,所以个数为1,则同层中锂、氮的原子个数之比为2∶1。 (3)由图示知,K+有12个位于棱上,9个位于