专题十五 晶体类型与晶胞结构分析与计算- 备战2024年高考化学二轮复习讲与练

专题十五 晶体类型与晶胞结构分析与计算 1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。 2.了解分子晶体、 共价晶体、 离子晶体、金属晶体结构与性质的关系。 3.了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同。 4.掌握切割法计算的一般方法，能根据晶胞中微粒的位置计算晶胞的化学式。 5.掌握晶体密度与晶胞参数计算的一般步骤。 考点一 常见晶体类型及性质 1．四种常见晶体类型的比较 类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 微粒间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 一般不溶于水，少数与水反应 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 2．离子晶体的晶格能 (1)定义 将1 mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量，单位：kJ·mol－1。 (2)影响因素 ①离子所带的电荷数：离子所带的电荷数越多，晶格能越大。 ②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。 ③离子晶体的结构类型。 (3)与离子晶体性质的关系 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。 3．常见晶体的结构模型 (1)典型的分子晶体——干冰和冰 ①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。 ②冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键。 (2)典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅 ①金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较 结构模型 晶胞 金刚石 二氧化硅 ②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较 金刚石 a.碳原子采取sp3杂化，键角为109°28′ b.每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 c.最小碳环由6个碳原子组成，每个碳原子被12个六元环共用 d.金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，内部的C在晶胞的体对角线的处，每个金刚石晶胞中含有8个C原子 二氧 化硅 a.Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′ b.每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2 c.最小环上有12个原子，包括6个O原子和6个Si原子 d.1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为4NA e.SiO2晶胞中有8个Si原子位于立方晶胞的顶点，有6个Si原子位于立方晶胞的面心，还有4个Si原子与16个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有8个Si原子和16个O原子 (3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2 ①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－。 ②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。 ③CaF2型：在晶体中，每个Ca2＋吸引8个F－，每个F－吸引4个Ca2＋，每个晶胞含4个Ca2＋，8个F－。 (4)过渡晶体与混合型晶体 ①过渡晶体：纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。 ②混合型晶体 石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。 1．分子晶体不导电，溶于水后也都不导电(　　) 2．沸点：HF<HCl<HBr<HI(　　) 3．离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电(　　) 4．共价晶体的熔点一定比离子晶体的高(　　) 5．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子(　　) 6．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(　　) 1.×　2.×　3.×　4.×　5.×　6.× 1.（2023·北京卷第1题）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 A. 三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B. 三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C. 三种物质的晶体类型相同 D.