第三章 学科素养8　晶体结构的分析与计算-【优化探究】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2同步导学案配套教参（人教版，单选）

学科素养8　晶体结构的分析与计算 授课提示：对应学生用书第89页 1．常见共价晶体结构的分析 晶体 晶体结构 晶胞示意图 结构分析 金刚石 (1)每个C与相邻4个C以共价键相结合，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个C不在同一平面内 (4)每个C参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2 (5)密度＝ g·cm-3(a为晶胞边长，单位为cm，NA为阿伏加德罗常数的值) SiO2 (1)每个Si与4个O以共价键相结合，形成正四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数比为1∶2 (3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si (4)密度＝ g·cm-3(a为晶胞边长，单位为cm，NA为阿伏加德罗常数的值) SiC、 BP、 AlN (1)每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 (2)密度：ρ(SiC)＝ g·cm-3；ρ(BP)＝ g·cm-3；ρ(AlN)＝ g·cm-3(a为晶胞边长，单位为cm，NA为阿伏加德罗常数的值) 2.常见分子晶体结构的分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 (1)每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心各有1个CO2分子 (2)每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个 (3)密度＝ g·cm-3(a为晶胞边长，单位为cm，NA为阿伏加德罗常数的值) 白磷 密度＝ g·cm-3(a为晶胞边长，单位为cm，NA为阿伏加德罗常数的值) 3.常见离子晶体结构的分析 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型 晶胞 配位数 6 8 4 F－：4；Ca2+：8 密度的计算(a为晶胞边长，单位为cm，NA为阿伏加德罗常数的值) g·cm-3 g·cm-3 g·cm-3 g·cm-3 1．铜与金可形成两种有序的金属互化物，其结构如图Ⅰ、Ⅱ所示。下列有关说法正确的是(　　) A．图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同 B．图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3 C．图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有3个 D．设图Ⅰ中晶胞的边长为a cm，则图Ⅰ中合金的密度为 g·cm-3 解析：图Ⅰ中，铜原子个数为8×＋2×＝2，金原子个数为4×＝2，化学式为CuAu。图Ⅱ中，铜原子个数为8×＝1，金原子个数为6×＝3，化学式为CuAu3。图Ⅱ中，铜原子位于立方体的顶点，故与每个铜原子紧邻的铜原子有6个。图Ⅰ中，铜原子、金原子各为2个，晶胞的体积为a3 cm3，ρ＝m/V＝[×(64＋197)÷a3]g·cm-3＝ g·cm-3。 答案：B 2．如图为几种晶体或晶胞的示意图： 请回答下列问题： (1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________。 (2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为________________________________________________________________________。 (3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的离子键____________(填“强于”或“弱于”)MgO晶体的离子键，原因是_____________________________________。 (4)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越多，则离子晶体熔点越高，故MgO的熔点高于CaCl2；金刚石是共价晶体，熔点最高；冰、干冰均为分子晶体，冰中水分子间存在氢键，冰的熔点高于干冰。 答案：(1)金刚石晶体 (2)金刚石＞MgO＞CaCl2＞冰＞干冰 (3)弱于　MgO晶体中离子所带电荷数多于NaCl晶体中离子所带电荷数；且r(Mg2+)＜r(Na＋)、r(O2-)＜r(Cl－) (4)水分子之间存在氢键 3.Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为____________________g·cm-3(列出计算式)。 解析：由题图可知，Li位于晶胞内部，O位于顶点和面心，因此一个晶胞有8个Li，O原子个数为6×＋8×