1、【 精品教育资源文库 】 第 3 节 晶体结构与性质 考试说明 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了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。 3了解分子晶体结构与性质的关系。 4了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 5理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。 6了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 命题规律 本节是选修 3的重要组成部分，在高考中占有极其重要的地位。高考主要考查晶体 类型的判断；晶体熔、沸点高低的比较；晶胞组成的计算；有关晶体密度的
2、计算，而晶体密度的计算具有一定难度。 考点 1 晶体和晶胞 1晶体与非晶体 2获得晶体的三条途径 (1)熔融态物质凝固。 【 精品教育资源文库 】 (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晶胞 (1)概念：描述晶体结构的 基本单元 。 (2)晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞 “ 无隙并置 ” 构成晶体。 (3)晶胞中粒子数目的计算 均摊法：如某个粒子为 n个晶胞所共有，则该粒子有 1n属于这个晶胞。 (1)具 有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。 (2)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。 (3)晶胞是从晶体中 “ 截取 ” 出来具有代表性的 “
3、 平行六面体 ” ，但不一定是最小的“ 平行六面体 ” 。 (4)区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行 X射线衍射实验。 (5)长方体 (包括立方体 )晶胞中不同位置的粒子数的计算 (6)非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点 (1 个碳原子 )被三个六边形共有，每个六边形占 1/3。 【基础辨析】 判断正误，正确的画 “” ，错误的画 “” 。 (1)具 有规则几何外形的固体一定是晶体。 () (2)晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。 () (3)区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定其有无固定熔、沸点。 () (4)通过 X射线衍射实验的方法可以区
4、分晶体和非晶体。 () 【 精品教育资源文库 】 (5)立方晶胞中，顶点上的原子被 4个晶胞共用。 () (6)缺角的 NaCl晶体在饱和 NaCl溶液中会慢慢变为完美的晶体。 () 题组一 晶体与非晶体的区别 1如图是物质的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是 ( ) A两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何 外形的晶体 B 形成的固体物理性质有各向异性 C 形成的固体一定有固定的熔点 D二者的 X射线衍射图谱是相同的 答案 B 解析 由微观结构示意图可知 为晶体， 为非晶体，晶体具有规则的几何外形，具有各向异性和固定的熔点，用 X射线衍射实验测定时，晶体内部的微粒在空
5、间呈现有规则的重复排列，非晶体则没有这些性质。 2如图是 a、 b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是 ( ) a 是晶体 a 是非晶体 b 是晶体 b 是非晶体 A B C D 答案 A 【 精品教育资源文库 】 解析 晶 体有固定的熔点，由图 a来分析，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，这段就代表 a晶体在熔化；由 b曲线可知，温度一直在升高，所以找不出固定的熔点， b为非晶体。 题组二 晶胞中微粒个数的计算 3某物质的晶体中含有 A、 B、 C三种元素，其排列方式如图所示 (其中前后两面面心中的 B元素的原子未能画出 )。则晶体中 A、 B、 C的原子个数比为 ( ) A 13
6、1 B 231 C 221 D 133 答案 A 解析 利用均摊法计算。据图知，该正方体中 A原子个数 8 18 1， B原 子个数 6 12 3， C原子个数 1，所以晶体中 A、 B、 C的原子个数比为 131 。 4 (1)Ti 的氧化物和 CaO 相互作用形成钛酸盐，其晶胞结构如图所示。该晶胞中 Ca2的配位数是 _，该晶胞的化学式为 _。 (2)M 原子的外围电子排布式为 3s23p5，与铜形成化合物的晶胞如图所示 (黑点代表铜原子 )，该晶体的化学式为 _。 【 精品教育资源文库 】 答案 (1)12 CaTiO3 (2)CuCl 解析 (1)根据晶胞图可知，距离 Ca2 最近且
7、距离相等的 O2 有 12 个， 故 Ca2 的配位数为 12，该晶胞中 Ca2 数目 1， Ti4 数目 8 18 1， O2 数目 12 14 3，故化学式为 CaTiO3。 (2)根据 M的外围电子排布式为 3s23p5，确定 M 为 Cl元素，该晶胞中 Cl 原子数目 8 18 6 12 4， Cu原子数目 4，故化学式为 CuCl。 考点 2 四类晶体的组成和性质 1四种类型晶体的比较 【 精品教育资源文库 】 续表 【 精品教育资源文库 】 2离子晶体的晶格能 (1)定义：气态离子形成 1摩尔离子晶体释放的能量，通常取 正值，单位： kJmol 1。 (2)影响因素 离子所带电
8、荷数：离子所带电荷数越 多 ，晶格能越 大 。 离子的半径：离子的半径越 小 ，晶格能越 大 。 (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 。 (1)原子晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不含共价键。 (2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属晶体。 (3)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为 1710 ， MgO 的熔点为2852 。 【 精品教育资源文库 】 (4)金属晶体的熔点不一定比分子 晶体的熔点高，如 Na的熔点为 97 ，尿素的熔点为 132.7 。 (5)由原子形成的晶体不一定
9、是原子晶体，如由稀有气体形成的晶体是分子晶体。 (6)依据导电性判断晶体类型 离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。 原子晶体一般为非导体。 分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质 (主要是酸和强极性非金属氢化物 )溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。 金属晶体是电的良导体。 (7)同种晶体熔点高低的比较 原子晶体 原子半径越小 键长越短 键能越大 熔点越高 如熔点：金刚石 碳化硅 硅。 离子晶体 a一般地说，离子所带的电荷数越多 (主要因素 )，离子半径越小，熔点就越高，如熔点： Al2O3MgONaClCsCl。 b晶格能越大，离子晶体熔点越高。 分子晶体 a具有氢键的分
10、子晶体熔点反常地高。如熔点： H2OH2TeH2Se H2S。 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，如熔点： SnH4GeH4SiH4CH4。 b组成和结构不相似的物质 (相对分子质量接近 )，分子的极性越大，其熔点 越高，如熔点： CON2。 c 对 于 有 机 物 的 同 分 异 构 体 ， 支 链 越 多 ， 熔 点 越 低 。 如 熔 点 ： 金属晶体 金属原子半径越小，价电子数越多，其金属键越强，金属熔点越高，如熔点： Na金刚石 石墨。 () 题组一 晶体类型的判断 1 NF3可由 NH3和 F2在 Cu催化剂存在下反应直接得到： 4NH3 3F2=CuNF3 3
11、NH4F。上述化学方程式中的 5种物质没有涉及的晶体类型为 ( ) A离子晶体 B分子晶体 C原子晶体 D金属晶体 答案 C 解析 NH3、 F2、 NF3属于分子晶体， Cu 属于金属晶体， NH4F属于离子晶体。 2现有几组物质的熔点 () 数 据： A组 B组 C组 D 组 金刚石： 3550 Li：181 HF： 83 NaCl 硅晶体： 1410 Na：98 HCl： 115 KCl 硼晶体： 2300 K：64 HBr： 89 RbCl 二氧化硅： 1723 Rb：39 HI： 51 MgO： 2800 据此回答下列问题： (1)由表格可知， A组熔点普遍偏高，据此回答： A 组属
12、于 _晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是 _。 二氧化硅的熔点高于硅，是由于 _。 硼晶体 的硬度与硅晶体相对比： _。 (2)B 组晶体中存在的作用力是 _，其共同的物理性质是 _(填序号 )，可以用 _理论解释。 有金属光泽 导电性 导热性 延展性 (3)C组中 HF 熔点反常是由于 _。 (4)D组晶体可能具有的性质是 _(填序号 )。 硬度小 水溶液能导电 固体能导电 熔融状态能导电 (5)D组晶体中 NaCl、 KCl、 RbCl的熔点由高到低的顺序为 _， MgO晶 体【 精品教育资源文库 】 的 熔 点 高 于 三 者 ， 其 原 因 解 释 为_ _。 答案 (1) 原子
13、共价键 O 的原子半径小于 Si 的原子半径， Si O 的键长小于Si Si 的键长， Si O 的键能大于 Si Si 的键能 硼晶体大于硅晶体 (2)金属键 电子气 (3)HF分子间能形成氢键 (4) (5)NaClKClRbCl MgO晶体为离子晶体，离子晶体中离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高 解析 (1)A 组由非金属元素组成，熔点很高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔点高，硬度大。 (2)B 组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用电子气理论解释相关物理性质。 (3)C组卤化氢晶体属于分子晶体， HF 熔点高是由于分子之间形成了氢键。 (4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。 (5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关 ，电荷数越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高。 题组二 晶体熔点的比较 3下面的排序不正确的是 ( ) A熔点由高到低： NaMgAl B硬度由大到小：金刚石 碳化硅 晶体硅 C晶体熔点由低到高： CF4NaC
