第29讲 晶体结构与性质-备战2024年高考化学精准一轮复习讲义

第29讲 晶体结构与性质（原卷板） 目录： 【内容1 晶体和非晶体】 【内容2 晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法】 【内容3 晶体类别的判断方法】 【内容4 晶体熔、沸点的比较】 【内容5 常见分子晶体结构分析】 【内容6 常见共价晶体结构分析】 【内容7 金属晶体的四种堆积模型分析】 一、晶体常识 1．晶体和非晶体 (1)晶体和非晶体的概念 ①晶体：是由内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性重复排列而构成的具有规则几何外形的固体，晶体中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距离就重复出现的排列。粒子排列的周期性导致晶体呈现规则的几何外形 ②非晶体：组成物质的微粒(分子、原子、离子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的不具有规则几何外形的固体 (2)晶体的特点：自范性、微观结构 (3)获得晶体的途径 ①熔融态物质凝固。如：从熔融态结晶出来的硫晶体 ②气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)。如：凝华得到的碘晶体 ③溶质从溶液中析出。如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体 (4)晶体与非晶体的区别 2．晶胞 (1)晶胞的概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。晶胞是晶体中最小的结构重复单元 (2)形状：一般来说，晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成 ①“无隙”：相邻晶胞之间无任何间隙 ②“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同 (3)特点：一种晶体所有晶胞形状及内部的粒子种类、个数及粒子所处的空间位置是完全相同的 3．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法（课本有介绍） (1)原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是 (2)方法： ①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 三棱柱： 六棱柱： 平面型：石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占 二、常见晶体类型和性质 1．晶体的分类 (1)分类依据：根据晶体的构成粒子和粒子间的相互作用力的不同，将晶体分为分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体、混合晶体 (2)常见类别 2．晶体类别的判断方法 (1)依据物质的分类判断 ①在常温下呈气态或液态或易升华的物质， 其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。如H2O、H2、稀有气体等。 ②在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。 如：NaCl熔融后电离出Na＋和Cl－，能自由移动，所以能导电。 ③有很高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为共价晶体， 如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。 ④金属单质或合金在固态时大多为金属晶体。 ⑤常见的共价晶体：硼(B)、硅(Si)、金刚石、金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4) (2)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断 由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体 (3)依据晶体的熔点判断 不同类型晶体熔点大小的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等 熔点很高，铯等熔点很低 (4)依据导电性判断 ①离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电 ②原子晶体一般为非导体 ③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电 ④金属晶体是电的良导体 3．几种常见的晶体类型比较 4．晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较 ①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体 ②金属晶体的熔、沸点差别很大，如：钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低 (2)同种晶体类型熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小 ①共价晶体：看共价键的强弱，取决于键长，即：成键原子半径大小 如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 ②离子晶体：衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl ③分子晶体：看分子间作用力 (一般先氢键后范德华力最后分子的极性) a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高