Question

【晶体结构与性质】 晶体结构与性质知识点

Answer 1

第34讲 晶体结构与性质（一）

【考纲要求】

1、理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

2、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。

3、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。

4、了解化学键和分子间作用力的区别。

5、了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

6、了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

7、了解简单配合物的成键情况。

【课前预习区】

一、认识晶体

1、晶体的定义：微观粒子在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质

2、晶体的特性：

（1）有规则的几何外形（自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发的呈现封闭的、规则的多面

体外形。） （2）有确定的熔点

（3）各向异性：在不同的方向上表现不同的性质 （4）具有特定的对称性

3、晶体是由晶胞堆积得到的，故晶胞就能反映整个晶体的组成。利用晶胞可以求化学式——均

摊法。

均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。若某个粒子为N 个晶胞所共有，则该粒子有1/N

属于此晶胞。以正方体晶胞为例，晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献为：

顶点原子_______属于此晶胞 棱上原子_______属于此晶胞

面上原子_______属于此晶胞 体内原子完全属于此晶胞

若晶胞为六棱柱，则顶点原子有________属于此晶胞，棱上有________属于此晶胞。

练习、硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合

物晶体结构中的重复结构单元如图所示。十二个镁原子间形成正六

棱柱，两个镁原子分别在棱柱上底、下底的中心；六个硼原子位于

棱柱内。则该化合物的化学式可表示为

A 、Mg 14B 6 B 、MgB 2 （ ） ● ○ Mg B

C 、Mg 5B 12 D 、Mg 3B 2

二、晶体结构

1、金属晶体

（1）金属键：_____________________________________________________________

成键微粒：________________________

特征：

影响金属键强弱因素及对金属性质的影响：

（2）金属晶体：

（3）金属晶体物理性质的解释

2、离子晶体

（1）离子键：____________________________________________________________

成键微粒：_________________ 特征：____________________________

影响离子键强弱因素：

（2）离子晶体定义：

（3）晶格能：

①影响因素

②与离子晶体性质的关系：晶格能越大，形成的离子晶体越 ，且熔点越 ，硬度

越 。

（4）常见的晶胞类型

①氯化钠型

配位数：________。即每个钠离子周围距离最近且相等的氯离子有_____个，每个氯离子周

围距离最近且相等的钠离子有_____个，每个钠离子周围距离最近且相等的钠离子有_____个，每个氯离子周围距离最近且相等的氯离子有______个。晶胞中Na +和Cl -的数目分别为：________

②氯化铯型

配位数：________。即每个铯离子周围距离最近且相等的氯离子有______个，每个氯离子周

围距离最近且相等的铯离子有______个，每个铯离子周围距离最近且相等的铯离子有_______个，每个氯离子周围距离最近且相等的氯离子有______个。

晶胞中Cs +和Cl -的数目分别为：_________

3、原子晶体

（1）概念：________________________________________________________________

（2）几种常见的原子晶体

①金刚石：结构：空间网状结构，碳原子以______杂化与它紧邻的四个碳原子以共价键结合。

键角_______。晶体内最小环为______元环。12克金刚石含_______摩尔共价键。

②晶体硅：与金刚石结构相同

③水晶：在晶体硅结构中的每个Si —Si 键中插入一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架

的二氧化硅的结构。最小环为______元环。

第34讲 晶体结构与性质（一）

【课堂互动区】

考点一、晶体空间结构及相关计算

例1、1987年2月，朱经武教授等发现钇钡铜氧

化物在90K 温度下即具有超导性。若该化合物

的结构单元如右图所示，该化合物的化学式可能

为（ ）

A 、YBa 2CuO 7－x B 、YBa 2Cu 2O 7－x

C 、YBa 2Cu 3O 7－x D 、YBa 2Cu 4O 7－x

变式1、许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶

体又可视做由若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单

元在结构化学中被称作晶胞。已知某化合物是由钙、钛、氧三

种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式

为___________

例2、（06江苏卷）下列关于晶体的说法一定正确的是（ ）

A 、分子晶体中都存在共价键

B 、CaTiO 3晶体中每个Ti 4+和12个O 2相紧邻 －

C 、SiO 2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合

D 、金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高

面形成的I x O y n 的化学式为 —CaTiO 3晶体结构模型 2＋2－4＋图中Ca 、O 、Ti 体心、面心和顶点

—分别位于立方体的变式2、碘元素有多种价态，可以形成多种含氧阴离子I x O y 。由2个IO 62正八面体共用一个

— n — — （ ） D 、I 2O 1210 — A 、I 2O 94

规律小结：

— B 、I 2O 106 C 、I 2O 118

考点二、晶体微粒间的作用力及物理性质的比较

例3、（2008全国Ⅰ卷）下列化合物，按其品体的熔点由高到低排列正确的是 （ ）

A 、SiO 2 CsCl CBr 4 CF 4 B 、SiO 2 CsCl CF 4 CBr 4

C 、CsCl SiO 2 CBr 4 CF 4 D 、CF 4 CBr 4 CsCl SiO 2

变式3、（06广东卷）下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是（ ）

A 、F 2、Cl 2、Br 2、I 2的熔点、沸点逐渐升高

B 、HF 、HCl 、HBr 、HI 的熔点、沸点依次升高

C 、金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅

D 、NaF 、NaCl 、NaBr 、NaI 的熔点依次降低

例4、下列说法错误的是 （ ）

A 、原子晶体中只存在非极性共价键

B 、分子晶体的状态变化，只需克服分子间作用力

C 、金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性 D 、离子晶体在熔化状态下能导电

变式4、X 是核外电子数最少的元素，Y 是地壳中含量最丰富的元素，Z 在地壳中的含量仅次于Y ，W 可以形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是 ．． （ ）

A 、WX 4是沼气的主要成分 B 、固态X 2Y 是分子晶体

C 、ZW 是原子晶体 D 、ZY 2的水溶液俗称“水玻璃”

【规律小结】：

晶体熔沸点高低的比较：

（1）不同晶体类型的比较

（2）同种晶体类型的比较

a 、原子晶体：

b 、离子晶体：

c 、金属晶体：

【课后巩固区】

1、（08四川卷）下列说法中正确的是 . ..................................................................... ( )

A 、离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子

B 、金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动

C 、分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态

D 、原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合

2、(07上海卷) 下列有关化学键与晶体结构说法正确的是

A 、两种元素组成的分子中一定只有极性键

B 、离子化合物的熔点一定比共价化合物的高

C 、非金属元素组成的化合物一定是共价化合物

D 、含有阴离子的化合物一定含有阳离子

( )

3、（06天津卷）下列说法正确的是 （ ）

A 、用乙醇或CCl 4可提取碘水中的碘单质

B 、NaCl 和SiC 晶体溶化时，克服粒子间作用力的类型相同

C 、24Mg 32S 晶体中电子总数与中子总数之比为1︰1

D 、H 2S 和SiF 4分子中各原子最外层都满足8电子结构

4、有关晶体的下列说法中正确的是 （ ）

A 、晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

C 、冰熔化时水分子中共价键发生断裂 B 、原子晶体中共价键越强，熔点越高 D 、氯化钠熔化时离子键未被破坏

5、（08海南卷）已知X 、Y 、Z 三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表

示该化合物的化学式正确的 ................................................................................. （ ）

A ．ZXY 3 B ．ZX 2Y 6

C ．ZX 4Y 8 D ．ZX 8Y 12

6、（09福建）Q 、R 、X 、Y 、Z 五种元素的原子序数依次递增。

已知：

①Z 的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；

②Y 原子价电子（外围电子）排布ms n mp n

③R 原子核外L 层电子数为奇数；

④Q 、X 原子p 轨道的电子数分别为2和4。

请回答下列问题：

（1）Z 2+ 的核外电子排布式是 。

（2）在[Z(NH3) 4]2+离子中，Z 2+的空间轨道受NH 3分子提供的 形成配位键。

（3）Q 与Y 形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是 。

a 、稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙 b 、稳定性：甲>乙，沸点：甲

c 、稳定性：甲乙

(4) Q、R 、Y 三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为

（5）Q 的一种氢化物相对分子质量为26，其中分子中的σ键与π键的键数之比为 。

（6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于 。