第6章 5.第3节 晶体结构与性质（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考化学大一轮复习学案

该高中化学高考复习课件聚焦“晶体结构与性质”专题，覆盖晶体类型判断、晶胞结构分析、配位数计算、晶体性质比较等核心考点，依据高考评价体系梳理出晶胞计算（占比约30%）、晶体性质与结构关系（占比约25%）等高频考点，归纳出选择、填空等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+方法提炼+素养培养”，如结合2024天津真题分析SiC共价晶体性质，用均摊法突破晶胞中原子数计算，培养科学思维与模型建构能力。设易错点警示（如离子晶体与分子晶体导电性辨析），助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，提升复习效率。

第3节　晶体结构与性质 返回目录 一、物质的聚集状态 1.物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有晶态、非晶态,以及介于晶态和非晶态 之间的塑晶态、液晶态等。 2.气态和液态物质不一定都是由分子构成的,如等离子体和离子液体。 3.等离子体:气态物质在高温或者外加电场激发下,分子发生分解,产生电子和阳离子 等。这种由电子、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 质就是等离子体。运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器,利用等离子体可 以进行化学合成;核聚变也是在等离子态下发生的。 知识清单 返回目录 4.液晶:介于液态和晶态之间的物质状态。既具有液体的流动性、黏度和形变性等,又 具有晶体的某些物理性质,如导热性、光学性质等。 返回目录 比较 类别 晶体 非晶体 微观结构 原子在三维空间里呈周期 性有序排列 原子排列相对无序 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X射线衍射实验 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 二、晶体与非晶体 返回目录 1.得到晶体的三条途径 (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(必要时需提供晶种,如明矾晶体的制备)。 返回目录 　 注意 ①玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的,水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。②芯片的 基质单晶硅是由熔融态硅制备的。③制造激光器的KH2PO4大晶体是由水溶液结晶出 来的。④CVD宝石级钻石是由烷烃在微波炉里以等离子体分解出的碳通过化学气相 沉积得到的。 返回目录 2.晶体结构的测定——X射线衍射 (1)X射线与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。 (2)X射线衍射实验获得的衍射图,经过计算可获得晶胞形状和大小、分子或原子在微 观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置(通过原子的位置计算 原子间的距离,判断晶体中哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角,得出分子的空间 结构)等,以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。 三、晶胞 1.概念:描述晶体结构的基本单元。 2.晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”,常规的晶胞都是平行六面体。 返回目录 3.晶胞中的配位数 (1)离子晶体中离子的配位数:1个离子周围最邻近的异电性离子的数目。例如NaCl晶 胞中Na+和Cl-的配位数均为6。 (2)金属晶体中原子的配位数:1个原子周围最邻近的原子的数目。例如金属Na晶胞中 Na原子(以体心Na原子为参照)的配位数为8。 返回目录 4.常见晶胞模型 晶体 晶胞模型 晶胞特点 共价晶体 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 (2)最小碳环由6个C组成且 不在同一平面内 (3)每个C参与4个C—C键 的形成,C原子数与C—C键 数之比为1∶2 返回目录 共价晶体 SiO2   (1)每个Si与4个O以共价键 结合,形成正四面体结构,Si 原子数与Si—O键数目之比 为1∶4 (2)每个正四面体占有1个 Si,4个“ O”,N(Si)∶N(O) =1∶2 (3)最小环上有12个原子(6 个O、6个Si) 返回目录 分 子 晶 体 干冰   (1)8个CO2分子构成立方体 且在6个面心上各有1个CO 2分子 (2)每个CO2分子周围等距 且紧邻的CO2分子有12个 返回目录 离 子 晶 体 NaCl 型   (1)每个Na+(Cl-)周围等距且 紧邻的Cl-(Na+)有6个(构成 正八面体),每个Na+(Cl-)周 围等距且紧邻的Na+(Cl-)有 12个 (2)每个晶胞中含4个Na+和 4个Cl- CsCl 型   (1)每个Cs+(Cl-)周围等距且 紧邻的Cl-(Cs+)有8个,每个 Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的 Cs+(Cl-)有6个 (2)每个晶胞中含1个Cs+、1 个Cl- 返回目录 离 子 晶 体 CaF2 型   (1)每个Ca2+周围等距且紧 邻的F-有8个,每个F-周围等 距且紧邻的Ca2+有4个 (2)每个晶胞中有4个Ca2+、 8个F- 返回目录 四、分子晶体 1.概念:只含分子的晶体称为分子晶体。只有分子晶体才有分子式。 2.较典型的分子晶体:(1)所有非金属氢化物;(2)部分非金属单质,如卤素(X2)、稀有气 体、硫(S8)等;(3)部分非金属氧化物;(4)几乎所有的酸;(5)绝大多数有机物。 3.微粒间的作用力:相邻分子间以分子间作用力结合;分子内原子之间以共价键结合(注 意稀有气体的特殊性)。 4.分子晶体的堆积方式 返回目录 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有范德华力,无氢键 主要是氢键,它具有方向性 空间 特点 每个分子周围最多有12个紧邻的分 子 空间利用率不高,留有相当大的空隙 (冰晶体中四面体中心的每个水分子 与四面体顶角方向的4个相邻水分子 相互吸引) 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、 NH3、冰 注意 水在4 ℃时,密度最大。 返回目录 五、共价晶体 1.特点:构成微粒是原子,微粒间作用力是共价键;熔、沸点高,硬度大。 2.常见的共价晶体:(1)某些单质,如硼、硅、锗、金刚石等;(2)某些非金属化合物,如 SiC、Si3N4、BN等。(3)某些氧化物,如SiO2等。 六、金属键与金属晶体 1.金属键:金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。金属键存在于纯金属和部分 合金中。金属键没有方向性。 2.金属(除汞外)在常温下都是晶体,称为金属晶体。金属晶体的熔、沸点差异比较大。 返回目录 七、离子晶体 1.概念:阴离子和阳离子相互作用形成的晶体。 2.注意:离子晶体中可能存在共价键和氢键等。 3.构成微粒:阴、阳离子。构成离子晶体的离子未必都是单原子离子,如N 、吡啶阳 离子等阳离子,苯甲酸根离子等阴离子。随着阴、阳离子的体积增大,离子间的作用力 减弱,有些由离子组成的物质在常温下甚至是液体(如离子液体:由体积很大的阳离子 和阴离子构成的,在室温和接近室温时呈液态的盐类物质)。 返回目录 知识归纳 四种晶体的比较 类别 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 实例 CO2、H2O 金刚石、SiO2 Na、Cu NaCl、CsCl 构成 微粒 分子 原子 金属阳离子 和自由电子 阴、阳离子 微粒间 作用力 分子间作用力(范德 华力、氢键) 共价键 金属键 离子键 影响作用力 强弱的因素 范德华力:相对分子 质量、分子极性。 氢键:电负性 键长(原子半径) 离子半径、离子所带 电荷数 离子半径、离子所带 电荷数 返回目录 导电性 不导电,酸溶于水导 电 一般不导电,个别为 半导体 导电 固体不导电,在水溶 液中或熔融状态下导 电 溶解性 相似相溶 不溶于水 不溶(活泼金属与水 反应) 多数易溶于水 熔、 沸点 较低 高 差别较大 较高 硬度 较小 大 一般较大 (部分较小) 较大 返回目录 八、过渡晶体和混合型晶体 1.过渡晶体:大多数晶体是四类典型晶体之间的过渡态。对于离子晶体和共价晶体之 间的过渡常依据离子键成分百分数进行适当区分,看偏向于哪种晶体。 注意 电负性的差值越大,离子键成分的百分数越大。例如,离子键成分的百分数:Na2O> MgO>Al2O3。 返回目录 2.混合型晶体(以石墨为例) (1)同层内,碳原子采取sp2杂化,以共价键(σ键)结合,形成平面六元并环结构。 (2)层与层之间靠范德华力维系。 (3)每个碳原子的配位数为3,有一个未参与杂化的2p电子,它的原子轨道垂直于碳原子 平面。所有碳原子未参与杂化的p轨道平行且相互重叠,p轨道中的电子可以在整个碳 原子平面中运动,使石墨具有类似金属晶体的导电性。 返回目录 　 知识拓展 纳米晶体 　　晶体颗粒尺寸在纳米量级的晶体。当晶体颗粒小至纳米量级时,熔点会下降。纳 米晶体有不同于大块晶体的特性,主要原因是晶体表面积增大。 返回目录 1.下列物质的性质中,可证明某晶体是离子晶体的是 (　　　 ) A.易溶于水 B.晶体不导电,熔融时能导电 C.熔点较高 D.晶体不导电,水溶液能导电 即练即清 B 返回目录 　 解析　NH3易溶于水,但属于分子晶体。金属在固态和液态时都可导电;离子晶体固态 时不导电,熔融状态可导电;分子晶体和大部分共价晶体在固态和熔融状态下均不导电 (个别为半导体的共价晶体可导电)。共价晶体的熔点一般较高,所以不能仅从熔点高, 判断是离子晶体。H2SO4固体不导电,水溶液能导电,但属于分子晶体。综上所述可知 选B。 返回目录 2.(2024天津,4,3分)我国学者在碳化硅(SiC)表面制备出超高迁移率半导体外延石墨 烯。下列说法正确的是 (　　　 ) A.SiC是离子化合物 B.SiC晶体的熔点高、硬度大 C.核素14C的质子数为8 D.石墨烯属于烯烃 B 返回目录 　 解析　SiC是共价晶体,熔点高,硬度大,A错误、B正确。14C的质子数为6,中子数为8,C 错误。石墨烯是碳单质,D错误。 返回目录 3.下列有关晶体的说法不正确的是 (　　　 )  　　　           A.上图所示的四种物质中,熔点最低的是冰 B.每个Cu晶胞中平均含有4个铜原子 C.在NaH晶胞中,距离Na+最近且等距的Na+的个数为12 D.钛酸钡晶胞中,Ba2+的配位数为4 D 返回目录 　 解析　题图所示的四种物质中只有冰是分子晶体,熔点最低,A正确;由均摊法知,每个 Cu晶胞中平均含有铜原子的个数为8× +6× =4,B正确;在NaH晶胞中,与顶点Na+距离 最近且相等的Na+位于面心处,其个数为3× ×8=12,C正确;根据晶胞结构可知,晶胞中与 每个Ba2+距离最近且相等的O2-有12个[提示:以体心的Ba2+为参照,12条棱上的12个O2-与 Ba2+距离最近且相等],配位数为12,D错误。 返回目录 $