56 专题十一 考点3 晶体结构与性质（Word教参）-【优化指导】2024高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

考点3　晶体结构与性质 1．四种典型离子晶体模型 模型 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型 晶胞 配位数及影响因素 配位数 6 8 4 F－：4; Ca2+：8 影响因素 阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外配位数还与阴、阳离子的电荷比和离子键的纯粹程度有关等 密度的计算(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 2.三种典型共价晶体模型 模型 金刚石 二氧化硅 碳化硅(SiC) 晶胞 结构 分析 ①每个C与相邻4个C以共价键结合，形成正四面体结构。每个C为12个六元环共有； ②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； ③密度ρ＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ①每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构； ②最小环上有12个原子，即6个O，6个Si； ③密度ρ＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 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＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 3.两种典型分子晶体模型 模型 干冰 冰 晶胞 结构 分析 ①每个CO2位于立方体的面心和顶角； ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个； ③密度ρ＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ①每个水分子周围有4个紧邻的水分子，且与这4个水分子形成4个氢键； ②密度ρ＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 4.晶胞结构与“均摊法”原则 (1)长方体(包括立方体)晶胞中不同位置粒子数的计算 (2)“三棱柱”和“六棱柱”中不同位置粒子数的计算 5．有关晶胞的三种计算 (1)计算晶体密度的方法 ρ＝(a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数，n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量) 微点拨：计算时要将单位统一转换成cm(因密度的单位是 g·cm-3)：1 pm＝10-10cm，1 nm＝10-7cm。 (2)计算晶体中粒子间距离的方法 微点拨：立方体晶胞中粒子间的距离关系 (3)计算原子的空间占有率：原子空间占有率＝×100%。 6．晶体熔点、沸点高低的比较 (1)一般情况下，不同类型晶体的熔点、沸点高低规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体，如金刚石>NaCl>Cl2。 (2)原子晶体：成键原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔点、沸点越高，如金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。 (3)离子晶体：阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔点、沸点就越高，如MgO>MgCl2，NaCl<MgCl2。 (4)金属晶体：金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔点、沸点就越高，如Al>Mg>Na。 (5)分子晶体的熔点、沸点比较规律 ①组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其熔点、沸点就越高，如HI>HBr>HCl； ②组成和结构不相似的分子，分子极性越大，其熔点、沸点就越高，如CO>N2。 (晶体的结构及计算) 　(1)(2022·全国甲卷，节选)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是________；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为________pm。 (2)(2023·山东卷，节选)一定条件下，CuCl2、K与F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系，晶胞结构如图所示(晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°)，其中Cu化合价为＋2。上述反应的化学方程式为____________________________。若阿伏加德罗常数的值为NA，化合物X的密度ρ＝________ g·cm-3(用含NA的代数式表示)。 答案：(1)Ca2+　a (2)4K＋2F2＋CuCl2K2CuF4＋2KCl ×1030 解析：(1)根据萤石晶胞结构，浅色X离子分布在晶胞的顶角和面心上，则1个晶胞中浅色X离子共有8×＋6×＝4个，深色Y离子分布在晶胞内部，则1个晶胞中共有8个深色Y离子，该晶胞的化学式应为XY2，结合萤石的化学式可知X是Ca2+，Y是F－。根据晶胞，将晶胞分成8个相同的小立方体，仔细观察CaF2的晶胞结构不难发现F－位于晶胞中8个小立方体中互不相邻的4个小立方体的体心，小立方体边长为a，体对角线长为a，故正负离子的核间距最小为a。 (2)观察分析晶胞结构知，黑球有4个，灰球有2个，白球有8个。再结合Cu化合价为＋2可知反应的化学方程式为4K＋2F2＋CuCl2K2CuF4＋2KCl，则化合物X为K2CuF4，黑球代表K＋，灰球代表Cu2+，白球代表F－。晶胞体积为a2c×10-30 cm3，