第三章 晶体结构与性质【基础诊断与扫盲】高二化学上学期人教版

该高中化学单元知识清单系统梳理了“晶体结构与性质”单元内容，涵盖晶体常识、晶胞、分子晶体等八大知识范畴，搭建了从“概念辨析”到“结构分析”再到“性质应用”的递进式学习支架。 清单采用“知识点诊断评价”和“晶体类型对比表”组织知识体系，如将“晶胞中微粒数计算”设为掌握级重点，通过正误判断辨析“晶体与非晶体本质区别”等易错点，培养学生的化学观念和科学思维。特别设计“晶体结构示意图分析”和“性质比较框架”，不同基础学生可精准定位薄弱点，教师能据此设计分层教学，提升复习效率。

第三单元 晶体结构与性质 知识点 01 诊断评价 晶体常识 不了解 了解 掌握 1．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。(_______) 2．鉴别水晶和玻璃，可利用X射线衍射实验。（______） 3．粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体。(____) 4．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形。(____) 5．稀有气体的组成微粒是原子，属于共价晶体，不存在分子间作用力。(_______) 6．晶体硅的结构和金刚石类似，熔点高。(_______) 7．等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性。(___________) 8．晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。(________) 9．粉末状的物质不是晶体，具有各向异性的固体一定是晶体。(________) 10．晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。(________) 知识点 02 诊断评价 晶胞 不了解 了解 掌握 11．晶体中的晶胞不一定都是平行六面体。（____） 12．若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用。(______) 13．不同晶体中晶胞的大小和形状均相同。(______) 14．晶胞中的粒子都完全属于该晶胞。(______) 15．晶胞是晶体结构中最小的重复单元。(______) 16．金刚石的晶胞构型为正四面体。(_______) 17．如图a、b、c分别代表这三种堆积方式的结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为21∶14∶9。(________) 18．体心立方堆积的金属晶体的晶胞中含有4个原子。(________) 19．金属钠晶体的晶胞为体心立方晶胞()，晶胞的边长为a．假定金属钠原子为等径的刚性球，且晶胞中处于体对角线上的三个球相切，则钠原子的半径r为。(________) 20．氯化钠晶体中，每个周围距离相等且最近的共有6个。(______) 知识点 03 诊断评价 分子晶体 不了解 了解 掌握 21．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。(_______) 22．熔点：远高于(178℃升华)，与晶体类型有关。（______） 23．分子晶体不导电，溶于水后也都不导电。（____） 24．构成分子晶体的微粒是分子，故稀有气体形成的晶体不属于分子晶体。(____) 25．某晶体的熔点为112.8 ℃，溶于CS2、CCl4等溶剂，可推出该晶体可能为分子晶体。(________) 26．F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高，是因为分子间作用力越来越大。(_____) 27．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 。 28．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。(_____) 29．金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体。(_____) 30．冰和碘晶体中相互作用力相同。(_____) 知识点 04 诊断评价 共价晶体 不了解 了解 掌握 31．碳化硅SiC可用作宇宙飞船的耐热材料。(___________) 32．1molSi晶体中含有2mol非极性键。(___________) 33．金刚石晶体中的最小环为六元环，每个碳原子均被12个六元环共用。(_______) 34．金刚石的熔、沸点高于晶体硅，因为C-C的键能大于Si-Si的键能。(_______) 35．共价晶体中，共价键越强，熔点越高。(_______) 36．SiC熔化时断裂非极性共价键。(_______) 37．二氧化硅的分子式是SiO2。(_______) 38．共价晶体的熔点一定比离子晶体的高。(_____) 39．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏。(___) 40．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子(_______) 知识点 05 诊断评价 金属晶体 不了解 了解 掌握 41．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光。（____） 42．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子。（____） 43．金属铜的晶体属于A1型最密堆积。(______) 44．金属晶体的配位数都相同。(______) 45．等径圆球在每一列上进行紧密堆积的方式只有一种。(______) 46．金属晶体的熔点和沸点都很高。(_______) 47．金属键没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属。(_______) 48．金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分。(_______) 49．金属受外力作用时常常发生形变而不易折断是由于金属原子之间有较强的作用。(_______) 50．金属晶体是由金属键为基本作用形成的，还含有离子键。(____) 知识点 06 诊断评价 离子晶体 不了解 了解 掌握 51．离子晶体一定都含有金属元素。(_______) 52．CsCl晶体中与8个配位，而NaCl晶体中与6个配位，是因为比的半径大。（____） 53．离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电。（____） 54．1 mol NaCl晶体含NA个NaCl分子。(____) 55．固态不导电而熔融态能导电的晶体一定是离子晶体。(_______) 56．固态不能导电，水溶液能导电的晶体一定是离子晶体。(_______) 57．离子晶体一定是由活泼金属和活泼非金属形成的。(_______) 58．在NaCl晶体中，每个Na＋周围与其距离最近的Na＋有12个，Na＋周围最近的构成一个正八面体。(________) 59．在CsCl晶体中，每个Cs＋周围与其距离最近的Cl-有8个。(________) 60．离子晶体不一定是化合物。(_______) 知识点 07 诊断评价 过渡晶体与混合型晶体 不了解 了解 掌握 61．石墨能导电，是因为未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动。（____） 知识点 08 诊断评价 晶体比较分析 不了解 了解 掌握 知识点 08 诊断评价 配合物 不了解 了解 掌握 62．中的B有空轨道接受中N的孤电子对，故与形成配合物。（______） 63．中配位键的个数为。(____) 64．用氨水配制银氨溶液，体现了的配位性。(______) 65．分子和离子不能形成配位键。(_____) 66．配位键中一方提供孤对电子。(_____) 67．比较与结合的能力，向等物质的量浓度的和混合溶液中滴加几滴溶液，振荡，溶液颜色无明显变化，则结合的能力：。(____) 68．Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为14NA。( ) 69．配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。(_______) 70．是配合物，它是由中心原子与配体构成的。(____) 71．形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对。(_______) 72．在配合物中的均可与反应生成沉淀。(____) 73．配位化合物都很稳定。(____) 74．有配位键的化合物就是配位化合物。(____) 75．提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子。(____) 76．配位键实质上是一种特殊的共价键。(____) 77．形成配位键的电子对由成键双方原子提供。(_______) 78．锌溶于氢氧化钠溶液：。(_______) 知识点 08 诊断评价 超分子 不了解 了解 掌握 79．超分子是分子聚集体，不包括离子。(_______) 80．冠醚(18-冠-6)的空穴与尺寸适配，两者能通过弱相互作用形成超分子。（______） 参考答案： 1．× 2．√ 3．× 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．× 10．√ 11．√ 12．× 13．× 14．× 15．√ 16．× 17．× 18．× 19．√ 20．× 21．× 22．√ 23．× 24．× 25．√ 26．√ 27．√ 28．× 29．√ 30．× 31．√ 32．√ 33．√ 34．√ 35．√ 36．× 37．× 38．× 39．√ 40．√ 41．× 42．× 43．√ 44．× 45．√ 46．× 47．√ 48．× 49．× 50．× 51．× 52．√ 53．× 54．× 55．√ 56．× 57．× 58．√ 59．√ 60．× 61．√ 62．√ 63．√ 64．√ 65．× 66．√ 67．√ 68．× 69．√ 70．√ 71．√ 72．× 73．× 74．× 75．√ 76．√ 77．× 78．√ 79．× 80．√ 知识点01 晶体常识 一、物质的聚集状态 1．人们对物质组成的认识历程 （1）20世纪前，人们认为：分子是保持物质化学性质的最小粒子；物质三态的相互转化只是分子间距离发生了变化。 （2）20世纪初，人们对物质的组成有了更明确的认识。 ①通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子，如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。 ②气态和液态物质不一定都由分子构成。如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质；离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 2．人们对物质聚集状态的认识历程 （1）物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 （2）液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。 ①分类：热致液晶和溶致液晶。 ②性质：既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 ③应用：液晶在制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维等领域被广泛应用。 二、晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 无(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序 2．获得晶体的三条途径 （1）熔融态物质凝固。 （2）气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 （3）溶质从溶液中析出。 3．晶体的特性 （1）自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 （2）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。 （3）固定的熔点。 4．晶体与非晶体的区分方法 区分方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 可靠方法 对固体进行X射线衍射实验 【提醒】关于晶体与非晶体的认识误区 （1）同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。 （2）有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。 （3）具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 （4）晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。 三、晶体结构的测定 1．常用仪器：X射线衍射仪。 2．测定过程：当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。 3．作用：根据衍射图，经过计算可以获得晶体结构的有关信息。 知识点02 晶胞 一、晶胞 1．概念 描述晶体结构的基本单元。 2．晶胞与晶体的关系 一般来说，晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 （1）“无隙”是指相邻晶胞之间无任何间隙。 （2）“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 （3）所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 二、晶体结构的计算 1．均摊法计算晶胞中微粒个数 （1）计算原则 晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞分得该粒子的份额是。 （2）常考实例 正方体或长方体晶胞示意图 微粒位置 顶点 面上 棱上 内部 侧棱 上下棱 共用该微粒的晶胞数 8 2 4 4 1 每个晶胞分摊的微粒数 1 正六棱柱晶胞示意图 微粒位置 顶点 面上 棱上 内部 侧棱 上下棱 共用该微粒 的晶胞数 6 2 3 4 1 每个晶胞分 摊的微粒数 1 （3）审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”，若是分子结构，其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定，原子个数比不约简。 （4）计算晶胞中微粒的数目，进而求化学式 根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。 2．晶体密度的计算 （1）晶体密度：ρ＝＝ （2）1个微粒的质量：m＝(M为摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数) （3）晶胞的体积：V＝a3(立方体)＝abc(长方体) 3．金属晶体中原子间距离和晶胞参数 （1）思维流程 根据密度求晶胞中原子之间的距离时，可首先由密度计算出晶胞体积(晶胞质量由晶胞含有的微粒数计算)，再根据晶胞结构判断微粒间距与棱长的关系。 （2）立方晶胞参数a计算公式 a＝ 4．金属晶体中原子空间利用率 （1）思维流程 空间利用率是指构成晶体的原子在整个晶体空间中所占有的体积百分比，首先分析晶胞中原子个数和原子半径，计算出晶胞中所有原子的体积，其次根据立体几何知识计算出晶胞的棱长，计算出晶胞的体积，即可顺利解答此类问题。 （2）计算公式 空间利用率＝×100% 知识点03 分子晶体 一、分子晶体的概念和性质 1．分子晶体的概念 只含分子的晶体，或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。 2．分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用 3．常见的典型分子晶体 （1）所有非金属氢化物：如H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。 （2）部分非金属单质：如X2(卤素单质)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等。 （3）部分非金属氧化物：如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。 （4）几乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 （5）绝大多数有机物：如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。 4．分子晶体的物理性质 （1）分子晶体熔、沸点较低，硬度很小。 （2）分子晶体不导电。 （3）分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。 二、典型的分子晶体的结构和性质 1．分子晶体的结构特征 分子密堆积 分子非密堆积 微粒间作用力 范德华力 范德华力和氢键 空间特点 通常每个分子周围有12个紧邻的分子 每个分子周围紧邻的分子数小于12个，空间利用率不高 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 2．常见分子晶体的结构分析 （1）冰晶体 ①结构：冰晶体中，水分子间主要通过氢键形成晶体。由于氢键具有一定的方向性，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个O原子周围都有4个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示。 ②性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4 ℃时，分子间距离加大，密度逐渐减小。 （2）干冰 ①结构：固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体。CO2分子内存在C==O共价键，分子间存在范德华力，CO2的晶胞呈面心立方体形，立方体的每个顶角有一个CO2分子，每个面上也有一个CO2分子。每个CO2分子与12个CO2分子等距离相邻(在三个互相垂直的平面上各4个或互相平行的三层上，每层上各4个)(如图所示)。 ②性质：干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰低得多，在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的CO2之间只存在范德华力不存在氢键，密度比冰的高。 知识点04 共价晶体 一、共价晶体的概念及其性质 1．共价晶体的结构特点及物理性质 （1）概念 相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。 （2）构成微粒及微粒间作用 （3）物理性质 ①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。 ②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 2．常见共价晶体及物质类别 （1）某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。 （2）某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。 （3）极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)等。 二、常见共价晶体结构分析 1．金刚石晶体 金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。其中最小的环是六元环。 2．二氧化硅晶体 （1）二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与 2个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架结构。晶体结构中最小的环上有6个硅原子和6个氧原子，硅、氧原子个数比为1∶2。 （2）低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构。这一结构决定了它具有手性。 知识点05 金属晶体 一、金属键与金属晶体 1．金属键 （1）概念：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。 （2）成键粒子是金属阳离子和自由电子。 （3）金属键的强弱和对金属性质的影响 ①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。 ②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬。 【提醒】金属键没有方向性和饱和性。 2．金属晶体 （1）在金属晶体中，原子间以金属键相结合。 （2）金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。 （3）金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。合金的组成和结构非常复杂多样。大多数合金以一种金属为主要组成。 【提醒】 （1）金属晶体熔点的变化规律 金属晶体熔点差别较大，一般熔、沸点较高，但有部分熔点较低，如Cs、Hg等。汞在常温下是液体，熔点很低(－38.9 ℃)，而钨的熔点高达3 000 ℃以上。这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属离子与自由电子的作用力强度不同。 （2）金属晶体导电与电解质溶液导电的比较 运动的微粒 过程中发生的变化 温度的影响 金属晶体导电 自由电子 物理变化 升温，导电性减弱 电解质溶液导电 阴、阳离子 化学变化 升温，导电性增强 3.金属晶体的常见堆积方式 （1）金属原子在二维空间中排列的两种方式 金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间)，可有两种排列方式——a：非密置层，b：密置层(如图所示)。 （2）金属晶体的原子在三维空间里的3种常见堆积方式(图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子) 堆积方式 图式 实例 简单立方堆积 钋 体心立方堆积 钠、钾、铬、钼、钨等 面心立方堆积 金、银、铜、铅等 知识点06 离子晶体 1．离子键及其影响因素 （1）概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。 （2）影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强。 【提醒】离子键没有方向性和饱和性。 2．离子晶体及其物理性质 （1）概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 （2）离子晶体的性质 ①熔、沸点较高，硬度较大。 ②离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。 ③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。 3．常见离子晶体的结构 （1）NaCl晶胞 NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有 6个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。回答下列问题： ①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。 ②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。 ③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为 g·cm－3。 （2）CsCl晶胞 CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有8个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 8个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。回答下列问题： ①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成正八面体。 ②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1个。 ③若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为 g·cm－3。 知识点07 过渡晶体与混合型晶体 1．过渡晶体 （1）四类典型晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体。 （2）离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。 （3）Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是Na2O、MgO；作为共价晶体处理的是Al2O3、SiO2；作为分子晶体处理的是P2O5、SO3、Cl2O7。 2．混合型晶体——石墨 （1）结构特点——层状结构 ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。 ②层与层之间以范德华力相结合。 （2）晶体类型 石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合型晶体。 （3）物理性质：①导电性，②导热性，③润滑性。 知识点08 晶体比较分析 一、晶体类型的比较 1．四种晶体的比较 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子 微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高 硬度 小 略硬而脆 一般较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶 机械加工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态均不导电，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 大部分固态、熔融时都不导电 作用力大小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定 2．晶体类型的判断方法 （1）依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断 分子间通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。 （2）依据物质的分类判断 ①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。 ④金属单质(除汞外)与合金均属于金属晶体。 （3）依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的。 （4）依据导电性判断 离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电；共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电；金属晶体是电的良导体。 （5）依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或略硬而脆；共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。 二、常见晶体结构的比较与分析 1．常见共价晶体结构的分析 晶体 晶胞结构 结构分析 金刚石 （1）每个C与相邻4个C以共价键结合，形成正四面体结构。每个晶胞中含8个C原子 （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，每个C原子被12个六元环共用 （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）ρ＝ g·cm－3键长＝a(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiO2 （1）每个Si与4个O以共价键结合，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）ρ＝ g·cm－3(a为晶胞边长，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，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 晶胞结构 结构分析 干冰 （1）8个CO2分子占据立方体顶角且在6个面的面心又各有1个CO2分子 （2）每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个 （3）ρ＝ g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 白磷 ρ＝ g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 3．常见离子晶体结构的分析 晶体 晶胞结构 结构分析(a为晶胞边长) NaCl （1）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－ （2）在每个Cl－周围最近且等距离(a)的Cl－有12个，在每个Cl－周围最近且等距离(a)的Na＋有6个 （3）ρ＝ g·cm－3 CsCl （1）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。每个晶胞含1个Cs＋和1个Cl－ （2）在每个Cs＋周围最近且等距离(a)的Cl－有8个，在每个Cl－周围最近且等距离(a)的Cl－有6个 （3）ρ＝ g·cm－3 ZnS （1）Zn2＋、S2－的配位数均为4。每个晶胞含4个Zn2＋、4个S2－ （2）与Zn2＋紧邻的4个S2－构成一个正四面体 （3）Zn2＋与S2－之间最短的距离为晶胞体对角线长的 （4）ρ＝ g·cm－3 CaF2 （1）Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4，每个晶胞含4个Ca2＋、8个F－ （2）与F－紧邻的4个Ca2＋构成一个正四面体 （3）F－与Ca2＋之间最短的距离为晶胞体对角线长的 （4）ρ＝ g·cm－3 知识点09 配合物 1．配位键 （1）概念 由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。 （2）实例 在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。 （3）表示方法 配位键可以用A→B来表示，其中A是提供孤电子对的分子或离子，B是接受孤电子对的原子或金属离子。例如： ①NH中的配位键表示为。 ②[Cu(NH3)4]2＋中的配位键表示为。 ③[Cu(H2O)4]2＋中的配位键表示为。 （4）配位键的形成条件 ①成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 ②成键原子另一方能提供空轨道。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。 ③配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。 2．配合物 （1）概念 通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。 （2）组成 配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示： ①中心原子：提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。 ②配体：提供孤电子对的阴离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。 ③配位数：直接与中心原子形成的配位键的数目。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。 （3）常见配合物的形成实验 实验操作 实验现象 有关离子方程式 滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH、Cu(OH)2＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 、[Cu(NH3)4]2＋＋SO＋H2O[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 溶液变为红色 Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 滴加AgNO3溶液后，试管中出现白色沉淀，再滴加氨水后沉淀溶解，溶液呈无色 Ag＋＋Cl－===AgCl↓、AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－ 4．配合物的形成对性质的影响 （1）颜色改变，如Fe(SCN)3的形成。 （2）溶解度改变，如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。 5．配合物的应用 （1）配合物跟人类生活有密切的关系。例如，在人和动物体内起输送氧气作用的血红素是Fe2＋的配合物。 （2）配合物在生产和科学技术方面的应用也很广泛，例如，在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域都有着广泛的应用。 知识点10 超分子 1．定义：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。 【提醒】（1）超分子定义中的分子是广义的，包括离子。（2）超分子有的是有限的，有的是无限伸展的。 2．超分子的两个重要特征：分子识别和自组装。 3．实例 （1）“杯酚”分离C60和C70：将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 （2）冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。 （3）细胞和细胞器的双分子膜。 （4）DNA分子。 5 / 20 学科网(北京)股份有限公司 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