《晶体结构与性质》学案-2023-2024学年河南省焦作一中高三化学一轮复习知识清单

晶体结构与性质 1、 晶体常识 1.晶体与非晶体的本质差异：是否有自范性（晶体粒子在三维空间的周期性有序排列，晶体能自发的呈现多面体外形） 2. 晶体的性质（3条）： （1）晶体的自范性。 【注意】有多面体外形的固体不一定是晶体（如：玻璃饰品） （2） 晶体的各向异性；（晶体在不同的方向有不同的物理性质）如：石墨：只能沿石墨平面方向导电，与石墨平面垂直的方向不能导电。 （3） 晶体有固定的熔沸点。【注意】非晶体无固定的熔点。 3.鉴别晶体和非晶体的科学方法：X-射线衍射法。 晶体的X-射线衍射图谱有尖锐的峰（如右图）。 4. 得到晶体一般有三条途径： ⑴熔融态物质凝固；例：硫晶体，水晶 ⑵气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）；例I2的升华 ⑶溶质从溶液中析出。例CuSO4溶液中析出胆矾 5.晶胞一般是平行六面体，整个晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成； 6.化学式的计算：均摊法： 立方体晶胞中微粒个数的求法：顶点：1/8； 棱上：1/4；面上：1/2；内部：1 ； 注意：六棱柱：顶点： ；侧棱： ，上下底棱： ；面上： ； 三棱柱：顶点： ；侧棱： ，上下底棱： ；面上： ； 7.微粒配位数判断： 离子晶体中：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目 金属晶体中：一个金属原子周围最邻近的金属原子的数目 假设A在体心，如果B在顶点，则一个A的周围有 个B； 如果B在棱上，则一个A的周围有 个B；如果B在面心，则一个A的周围有 个B； 假设A在顶点，如果B在棱上，则一个A的周围有 个B； 如果B在面心，则一个A的周围有 个B；如果B在体心，则一个A的周围有 个B； 8.晶胞参数的书写 ①顶点全为为0或1, 体心为3个1/2，棱心原子坐标有1个1/2, 其余是0或1， 面心原子坐标有2个1/2, 其余是0或1， 四面体空隙(由1个顶点 ,3个面心原子围成)的三维坐标，只能为: 1/4或3/4位 ②立方体中，顶点与面心的距离为面对角线的1/2，顶点与体心的距离为体对角线的1/2，顶点与棱心的距离为边长的1/2等。 注意：X、Y、Z轴上单位1可能不同。 9.有关晶体密度的计算： 密度ρ=xM/NA V； 注意：单位的换算：1nm=10-7cm， 1pm=10-10cm . 若立方晶胞的边长为a，则面对角线= ；体对角线= ； 10.晶体结构与性质之晶体空间利用率的计算 空间利用率 ＝ 晶胞中微粒的体积/晶胞的体积×100% 注意：刚性原子球体积V(球)＝πr3(r为原子半径) 边长和半径的关系如下：①简单立方堆积2r＝ a(r为原子半径) ②体心立方堆积4r＝a(r为原子半径) ③面心立方堆积4r＝a(r为原子半径) 【经典练习】： （1）①甲晶体的化学式(x为阳离子)为____，第5图中硼化镁晶体的化学式为 。 ②乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是_____，第4图中A、B、C三种粒子数之比是 ； ③丙晶体中每个D周围结合E的个数是_____个。 （2）①在硅酸盐中，四面体(如图)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状网状类结构型式。图中无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为 。Si与O的原子数之比为 ，化学式为 。 ②多磷酸盐是一种复杂磷酸盐，如焦磷酸盐、三磷酸盐等，如右图，这类磷酸根离子的化学式通式 (用n代表P原子数) （3）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为 nm，与K紧邻的O个数为_______。在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_____位置，O处于______位置。 （4）一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表 示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为________、________。　 图1 图2 （5）金属锰有多种晶型，其中δ­Mn的结构为体心立方堆积，晶胞参数为α pm。δ­Mn中锰的原子半径为________pm。已知阿伏加德罗常数的值为NA，δ­Mn的理论密度ρ＝__________g·cm－3。 （6）图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体