内容正文:
讲解
实战高考·化学
题型六晶体熔、沸点高低的规律
题型解读本题型为物质结构性质的必考点,
经常在选择题中出现,非选择题中以问答题形
式出现,难度中等,有时候需要结合题目信息
迁移分析。
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。
典例6硅、储(Ge)及其化合物广泛应用于光
电材料领域。回答下列问题:
(1)晶体硅和碳化硅熔点较高的是
(填化学式)。
(2)硅和卤素单质反应可以得到SX4。
SiX的熔、沸点
SiF
SiCl
SiBr
SiL
熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
⊙
怎么学
考查内容
能力点一
晶胞中微粒配位数及晶胞参数的
计算
1.晶体中原子(或分子)的配位数
若晶体中的微粒为同种原子或同种分子,则
某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或
分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数
目,常见晶胞的配位数如下:
简单立方:
面心立方:
体心立方:
配位数为6
配位数为12
配位数为8
2.离子晶体的配位数:指一个离子周围最接近
且等距离的异种电性离子的数目。
以NaCl晶体为例:
276
0℃时,SiF4、SiCL、SiBr4、SiL呈液态的是
(填化学式),沸点依次升高的原
因是
解析:(1)晶体硅和碳化硅均为共价晶体,碳原
子半径比硅原子半径小,则C一Si键键长比
Si一Si键键长短,故碳化硅的熔点较高。
(2)0℃相当于273K,由题表中的数据可知,
只有SiCL4的熔点低于273K,沸点高于
273K,则SiCL4在0℃时为液态。SiF4、SiCL4、
SiBr4、SiL均为分子晶体,结构相似,相对分子
质量依次增大,则分子间作用力依次增大,沸
点逐渐升高。
)答案(1)SiC
(2)SiCL4SiF4、SiCL4、SiBr4、SiL都是分子晶
体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依
次增大
轴归纳
Na
NaCl晶胞
(1)找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒
子,如上图中心的黑球(C1)。
(2)数一下与该粒子周围距离最近的粒子
数,如上图标数字的面心白球(Na+)。确定
CI的配位数为6,同样方法可确定Na+的
配位数也为6。
3.晶体结构的相关计算
(1)空间利用率=晶胞占有的微粒体积
晶胞体积
×100%。
(2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆
积中的几组计算公式(设棱长为a)
①面对角线长=√2a。
②体对角线长=√3a。
③体心立方堆积4r=√3a(r为原子半径)。
④面心立方堆积4r=√2a(r为原子半径)。
4.宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系
一个晶胞所含
的粒子数目N
一个晶胞的
摩尔质量M
质量m=Mh
N
阿伏加德罗
p=役
晶胞的密
常数N
度p=Wu
aNA
立方晶胞的
晶胞的
棱长a
体积V=a
能力点二原子分数坐标、投影图
1.原子分数坐标
晶胞中的任一个原子的中心位置均可用3
个分别小于1的数在立体坐标系中表示出
来,如位于晶胞原点A(顶角)的原子的坐标
为(0,0,0);
B点原子分数坐标为(2,2,2):
C点原子分数坐标为(2,0,2)】:
D点原子分数坐标为20,0。
体心
a
面心
9
棱中
2a
2.原子分数坐标参数
(1)含义:表示晶胞内部各原子的相对位置。
(2)原子分数坐标的确定方法
①依据已知原子的坐标确定坐标系取向。
②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个
单位。
③从原子所在位置分别向x、y、之轴作垂线,
Q专题5物质结构与性质
所得坐标轴上的截距即为该原子的分数。
3.典型晶胞结构模型的原子坐标参数与投
影图
(1)简单立方体模型粒子坐标
粒子坐标:若1(0,0,0),2(0,1,0),则确定3
(1,1,0),7(1,1,1)。
(2)体心立方晶胞结构模型的原子坐标
粒子坐标:若1(0,0,0),3(1,1,0),5(0,0,1),
则60,1,D,711,1D,92,22):
(3)面心立方晶胞结构模型的原子坐标
11
15
1094
13
粒子坐标:若1(0,00),13(分,20,12
1,2,2)则15(分1,2)11(,,1)。
(4)金刚石晶胞结构模型的原子坐标
若a原子为坐标原点,晶胞棱长的单位为
1,则原子1,2,3,4的坐标分别为
(合(任以(层(
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实战高考·化学
.
4.晶胞投影图
(1)晶胞沿x、y平面上的投影图
晶胞结构
沿体对角线的投影图
(2)晶胞沿体对角线的投影图
晶胞结构
沿体对角线的投影图
典例氮化硼是一种性能优异的新型材料,主
要结构有六方氨化硼(图甲)和立方氨化硼(图
278
乙)。前者与石墨结构类似。
●
、0
ON
OB
.090
甲
乙
(1)50.0g六方氮化硼晶体中含有六元环的数
目为
(2)立方氮化硼中N的配位数为
已知立方氮化硼密度为dg·cm3,Na代表
阿伏加德罗常数的值,立方氨化硼晶胞中面心
上6个N原子相连构成正八面体,该正八面
体的棱长为
pm(列式即可)。
解析:(1)根据均摊法,一个六方氨化硼晶体的
六元环含有一个N、一个B,50.0g六方氮化
氮品体中含有六元环的数日为职9×N
2NA。(2)由图乙可知,立方氨化硼中N的配
位数为4;面心上6个N原子构成正八面体,
该正八面体的棱长等于面对角线的一半,设
BN晶胞棱长为acm,1个晶胞中含有4个B
原子,含有N原子数为8X日十6X合=4,则1
个晶胞中含有4个BN,所以d&,解得a
此运入两依的糙为号×震×
1010pm。
答案①2N(2)4号×Q0X0
典例2超高热导率半导体材料一砷化硼
(BAs)的晶胞结构如图所示,则1号砷原子的
坐标为
。已知阿伏加德罗常数的值
为NA,若晶胞中As原子到B原子最近距离
为apm,则该晶体的密度为
g·cm-3
(列出含a、Na的计算式即可).
0,1,1)
0,0,0)
解析:根据晶胞结构可知,1号砷原子距离坐
标原,点的距离为晶胞体对角线的,所以坐标
为(仔,寻,):根据晶胞结构可知,距离最近
的As原子和B原子即为1号As原子距离坐
标原点B原子的距离,晶胞体对角线的长度为
4aPm,则晶胞的棱长为4y。pm,则品胞的休
积V=
433
pm3=
433
3 a
3 a
X10-30cm3;
根据均摊法该晶胞中As原子个数为4,B原
子个数为8×日+6×
1
=4,所以晶胞的质量
86×4
NA
g,
所以密度为
86×4
g·cm-3。
4√3
3a
XNA×10-30
)答案
86×4
3
4√3
3 a
XNAX10-30
归纳总结
原子分数坐标的确定方法
(1)依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向。
(2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个
单位。
(3)从原子所在位置分别向x、y、之轴作垂线,
所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。
典例3分别用o、·表示H2PO4和K+,
KH2PO4晶体的四方晶胞如图a所示,图b、图
Q专题5物质结构与性质
c分别显示的是H2PO4、K+在晶胞x之面、yz
面上的位置:
(a)
(b)
(c)
(I)若晶胞底边的棱长均为apm、高为cpm,
阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为
g·cm-3(写出表达式)。
(2)晶胞在x轴方向的投影图为
(填
标号)。
部用
解析:(1)由题给KH2PO4晶体的四方晶胞图
可知,每个晶胞中,K+个数为6×号+4×
4,lP0个数为8X8+4×2+1=4,则1
个KH2PO4晶体的四方晶胞中有4个
KH2PO4,晶胞体积为acX10-30cm3,晶胞的
质量为436g,所以晶体的密度为
NA
4×136
a2cNaX100g·cm3。(2)由题图a可知,
晶胞在x轴方向的投影图,应为B选项中
的图。
4×136
)答案(1)a"cNxX100
(2)B
归纳总结(1)画或判断投影图时,一定要注
意x、y、之轴的方向。
(2)上面结构模型中的原子也可以换为不同的
原子,但在投影图中的位置不变。
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