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晶体结构性质
考纲定位
1理解离子键形成根离子化合物结构特征解释物理性质
2．解原子晶体特征描述金刚石二氧化硅等原子晶体结构性质关系
3．理解金属键含义金属键理解释金属物理性质解金属晶体常见堆积方式
4．解晶体类型解类型晶体中结构微粒微粒间作力区
5．解晶胞概念根晶胞确定晶体组成进行相关计算
6．解晶格概念离子晶体性质影响
7．解分子晶体结构性质关系
考点1| 晶体晶胞
[基础知识整合]
1．晶体非晶体
(1)晶体非晶体较
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒三维空间里呈周期性序排列
结构微粒
序排列
性质
特征
范性
熔点
固定
固定
异表现
异性
异性
二者区
方法
间接方法
否固定熔点
科学方法
固体进行X射线衍射实验
(2)获晶体途径
①熔融态物质凝固
②气态物质冷液态直接凝固(凝华)
③溶质溶液中析出
2．晶胞
(1)概念：描述晶体结构基单元
(2)晶体中晶胞排列——隙置
①隙：相邻晶胞间没间隙
②置：晶胞行排列取相
(3)般形状行六面体
(4)晶胞中粒子数目计算——均摊法
晶胞意位置原子果n晶胞晶胞原子分份额
①长方体(包括立方体)晶胞中位置粒子数计算
②非长方体：三棱柱
[应体验]
列种常见晶胞结构填写晶胞中含粒子数
A．NaCl(含________Na＋________Cl－)
B．干冰(含________CO2)
C．CaF2(含________Ca2＋________F－)
D．金刚石(含________C)
E．体心立方(含________原子)
F．面心立方(含________原子)
[提示] A．4 4B．4 C．4 8D．8 E．2 F．4
[考点维探究]
角度1 晶体概念性质
1．图某固体微观结构示意图请认真观察两图判断列说法正确( )
导学号：95812296
A．两种物质定条件会动形成规外形晶体
B．Ⅰ形成固体物理性质异性
C．Ⅱ形成固体定固定熔沸点
D．二者X－射线图谱相
B [Ⅰ会动形成规外形晶体具异性X－射线图谱明锐谱线Ⅱ会形成晶体]
2．(2014·全国卷Ⅰ节选)准晶体种移周期序严格准周期位置序独特晶体通________________________________________________
方法区分晶体准晶体非晶体
[解析] 晶体部质点(原子分子离子)三维空间周期性重复排列构成固体物质非晶体部质点三维空间规律排列通X射线衍射方法进行区分晶体X射线发生衍射非晶体准晶体
[答案] X射线衍射
角度2 晶胞中粒子数晶体化学式判断
3．图甲乙丙三种晶体晶胞：
试写出：(1)甲晶体化学式(X阳离子)________
(2)乙晶体中ABC三种微粒数________
(3)丙晶体中D周围结合E数________
(4)乙晶体中A周围结合B数________
[答案] (1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8 (4)12
4．右图QRG三种元素组成种高温超导体晶胞结构中R＋2价G－2价Q化合价________
[解析] R：8×＋1＝2
G：8×＋8×＋4×＋2＝8
Q：8×＋2＝4
RGQ数1∶4∶2化学式RQ2G4
R＋2价G－2价Q＋3价
[答案] ＋3
5．某晶体部分图示种晶体中ABC三种粒子数( )
A．3∶9∶4 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
B [A粒子数6×＝B粒子数6×＋3×＝2C粒子数1ABC粒子数1∶4∶2]
6．Cu元素H元素形成种红色化合物晶体结构单元图示该化合物化学式________
[解析] Cu数：12×＋2×＋3＝6H数：6×＋4＝6
[答案] CuH
7．石墨晶体层状结构层六边形含________碳原子________C—C键
[解析] C数：6×＝2C—C键数：6×＝3
[答案] 2 3
1．晶胞晶体中截取出具代表性行六面体定行六面体
2．均摊法计算晶胞中微粒数时注意晶胞形状形状晶胞应先分析意位置粒子晶胞六棱柱晶胞中顶点侧棱底面棱面心次6342晶胞
角度3 利晶胞结构进行晶体密度关计算
8．(2016·全国丙卷节选)GaAs熔点1 238 ℃密度ρ g·cm－3晶胞结构图示该晶体类型________GaAs________键键合GaAs摩尔质量分MGag·mol－1MAs g·mol－1原子半径分rGa pmrAs pm阿伏加德罗常数值NAGaAs晶胞中原子体积占晶胞体积百分率________
[解析] GaAs熔点1 238 ℃熔点较高推知GaAs原子晶体GaAs原子间价键键合分析GaAs晶胞结构4Ga原子处晶胞体8As原子处晶胞顶点6As原子处晶胞面心结合均摊法计算知晶胞中含4Ga原子含As原子数8×18＋6×12＝4()GaAs原子半径分rGa pm＝rGa×10－10cmrAs pm＝rAs×10－10cm原子总体积V原子＝4×π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝×10－30(r＋r)cm3知GaAs摩尔质量分MGa g·mol－1MAs g·mol－1晶胞密度ρ g·cm－3晶胞体积V晶胞＝4(MGa＋MAs)ρNA cm3GaAs晶胞中原子体积占晶胞体积百分率
×100＝×100＝
×100
[答案] 原子晶体 价
×100
9．(2016·全国甲卷节选)某镍白铜合金立方晶胞结构图示
(1)晶胞中铜原子镍原子数量________
(2)合金密度d g·cm－3晶胞参数a＝________nm
[解析] (1)晶胞结构图知Ni原子处立方晶胞顶点Cu原子处立方晶胞面心根均摊法晶胞中含Cu原子数6×＝3含Ni原子数8×＝1晶胞中Cu原子Ni原子数量3∶1
(2)根m＝ρV1 mol晶胞质量(64×3＋59)g＝a3×d g·cm－3×NAa＝cm＝×107 nm
[答案] (1)3∶1 (2)×107 ×107
10．(2014·海南高考节选)金刚石晶胞含________碳原子碳原子半径r金刚石晶胞边长a根硬球接触模型r＝________a列式表示碳原子晶胞中空间占率_________________________(求计算结果)
[解析] 金刚石晶胞中顶点面体原子数目次864然晶胞计算确定晶体中碳原子数目碳原子数目n＝8×18＋6×12＋4＝8根硬球接触模型确定体角线四分处原子顶点原子紧贴·(a)＝2rr＝a然确定原子占率(8×πr3)a3＝
[答案] 8 ＝
11．(2015·全国卷Ⅱ节选)AB够形成化合物F晶胞结构图示晶胞参数a＝0566 nmF化学式__________晶胞中A原子配位数____________列式计算晶体F密度(g·cm－3 )________(已知AO元素BNa元素)
[解析] O2－半径Na＋半径F晶胞结构知球代表O2－球代表Na＋晶胞中含O2－数8×18＋6×12＝4含Na＋数8O2－Na＋离子数4∶8＝1∶2推知F化学式Na2O晶胞结构知O原子周围8Na原子O原子配位数8晶胞参数a＝0566 nm＝0566×10－7cm晶胞体积(0566×10－7cm)3知晶体F密度
≈227 g·cm－3
[答案] Na2O 8
≈227 g·cm－3
晶体结构相关计算
(1)晶胞计算公式(立方晶胞)
a3ρNA＝nM(a：棱长ρ：密度NA：阿伏加德罗常数数值n：1 mol晶胞含基粒子特定组合物质量M：组成摩尔质量)
(2)金属晶体中体心立方堆积面心立方堆积中组公式(设棱长a)
①面角线长＝a
②体角线长＝a
③体心立方堆积4r＝a(r原子半径)
④面心立方堆积4r＝a(r原子半径)
(3)空间利率＝
考点2| 常见晶体模型微观结构分析
[基础知识整合]
1．原子晶体——金刚石SiO2
(1)金刚石晶体中C外4C形成价键碳原子采取sp3杂化C—C键间夹角109°28′环6元环含1 mol C金刚石中形成价键 2 mol晶胞含8C原子
(2)SiO2晶体中Si原子4O成键O原子2硅原子成键环12元环硅氧四面体中处中心硅原子1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目4NASiO2晶体中SiO原子均采取sp3杂化
2．分子晶体——干冰冰
(1)干冰晶体中CO2分子周围等距紧邻CO2分子12属分子密堆积晶胞中含4CO2分子类晶体晶体I2晶体O2等
(2)冰结构模型中水分子相邻4水分子氢键相连接含1 mol H2O冰中形成2 mol氢键晶胞结构金刚石相似含8H2O
3．金属晶体
(1)电子气理点
该理金属键描述金属原子脱落价电子形成遍布整块晶体电子气原子金属原子维系起
(2)金属键实质金属阳离子电子气间静电作
(3)金属晶体常见堆积
结构型式
常见金属
配位数
晶胞
面心立方
密堆积
(铜型)
CuAgAu
12
体心立方
堆积
NaKFe
8
六方密
堆积
(镁型)
MgZnTi
12
简单立方
堆积
Po
6
说明：六方密堆积ABABAB……方式堆积面心立方密堆积ABCABCABC……方式堆积
4．离子晶体
(1)NaCl型：晶体中Na＋时吸引6Cl－Cl－时吸引6Na＋配位数6晶胞含4Na＋4Cl－
(2)CsCl型：晶体中Cl－吸引8Cs＋Cs＋吸引8Cl－配位数8
(3)CaF2型：晶体中F－配位数4Ca2＋配位数8晶胞中含4Ca2＋含8F－
5石墨晶体——混合型晶体
(1)石墨层状晶体中层层间作范德华力
(2)均正六边形拥碳原子数2C原子采取杂化方式sp2
(3)层中存σ键π键金属键
(4)C—C键长金刚石C—C键长短熔点金刚石高
(5)导电
[应体验]
1．金刚石晶体中碳环含________C原子C原子________碳环
(2)干冰中粒子间作力________
(3)含1 mol H2O冰中形成氢键数目________
(4)NaCl晶体中Na＋周围________距离相等Na＋Na＋周围________距离相等Cl－空间构成构型________
(5)CaF2晶体中Ca2＋周围距离等距离F－________空间构成构型________F－周围距离等距离Ca2＋________空间构成构型________
[提示] (1)6 12 (2)价键范德华力 (3)2NA (4)12 6 正八面体形 (5)8 正方体形 4 正四面体形
[考点维探究]
角度 晶体结构分析
1．高温超氧化钾晶体呈立方体结构晶体中氧化合价部分0部分－2图示超氧化钾晶体晶胞列说法正确( )
导学号：95812297
A．超氧化钾化学式KO2晶胞含4K＋4O
B．晶体中K＋周围8OO周围8K＋
C．晶体中K＋距离K＋8
D．晶体中K＋距离K＋6
A [B项晶体中K＋周围6OO周围6K＋CD项晶体中K＋周围K＋12]
2．(2016·全国乙卷节选)原子坐标参数表示晶胞部原子相位置图Ge单晶晶胞中原子坐标参数A(000)BCD原子坐标参数________
[解析] 根题图示知D原子坐标参数
[答案]
3．(2015·全国卷Ⅰ节选)碳种素异形体中石墨烯金刚石晶体结构图示：
(1)石墨烯晶体中C原子连接________六元环六元环占________C原子
(2)金刚石晶体中C原子连接环六元环C原子连接________六元环六元环中________C原子面
[解析] (1)石墨烯结构知C原子连接3六元环六元环占C原子数×6＝2
(2)金刚石结构知C参形成4条C—C键中意两条边(价键)构成2六元环根组合知识知四条边(价键)选中两条6组6×2＝12C原子连接12六元环六元环中C原子采取sp3杂化空间六边形结构4C原子位面
[答案] (1)3 2 (2)12 4
立方体中粒子周围粒子数判断
考点3| 四种晶体性质判断
[基础知识整合]
1．四种晶体类型较
类型
较
分子晶体
原子晶体
金属晶体
离子晶体
构成粒子
分子
原子
金属阳离子
电子
阴阳离子
粒子间
相互作力
分子间作力
价键
金属键
离子键
硬度
较
较
熔
沸点
较低
高
高
低
较高
溶解性
相似相溶
难溶
溶剂
常见溶
剂难溶
易溶
水等极
性溶剂
导电
传热性
般导
电溶水
导电
般具
导电性
电热良
导体
晶体导电
水溶液熔
融态导电
2晶格
(1)定义
气态离子形成1 mol离子晶体释放量单位kJmol通常取正值
(2)量关系
①晶格反映离子晶体稳定性数
②离子晶体中离子半径越离子带电荷数越晶格越
③晶格越形成离子晶体越稳定熔点越高硬度越
[应体验]
1．列物质中：NaClNaOHNa2SH2O2Na2S2(NH4)2SCO2CCl4C2H2SiO2SiC晶体硅金刚石
(1)中含离子键离子晶体____________________________
(2)中含离子键含极性价键离子晶体________
(3)中含离子键含极性价键配位键离子晶体________
(4)中含离子键含非极性价键离子晶体________
(5)中含极性价键原子晶体___________________________
(6)中属分子晶体_____________________________________
[提示] (1)NaClNa2S (2)NaOH(NH4)2S
(3)(NH4)2S (4)Na2S2 (5)SiO2SiC (6)H2O2CO2CCl4C2H2
2．较列晶格
(1)NaCl________KCl
(2)CaF2________MgO
(3)Na2S________Na2O
(4)CaO________KCl
[提示] (1)> (2)< (3)< (4)>
[考点维探究]
角度1 晶体类型判断
1．(1)(2015·全国卷Ⅰ)CO金属Fe形成Fe(CO)5该化合物熔点253 K沸点376 K固体属_____________________________晶体
(2)(2015·全国卷Ⅱ)ONa氢化物属晶体类型分________________
(3)(2013·福建高考)NF3NH3F2Cu催化剂存反应直接：
4NH3＋3F2NF3＋3NH4F
述化学方程式中5种物质属晶体类型________(填序号)
a．离子晶体 B．分子晶体
c．原子晶体 D．金属晶体
[答案] (1)分子 (2)分子晶体 离子晶体 (3)abd
2．(2017·揭阳模拟)列数应物质熔点关判断错误( )
Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3
BCl3
CO2
SiO2
920 ℃
978 ℃
1 291 ℃
190 ℃
2 073 ℃
－107 ℃
－57 ℃
1 723 ℃
A含金属阳离子晶体定离子晶体
B．价化合物中原子形成8电子结构
C．族元素氧化物形成类型晶体
D．金属晶体熔点定分子晶体高
B [A项金属晶体含金属阳离子B项BCl3属8电子结构C项CO2分子晶体SiO2原子晶体D项Na金属晶体熔点分子晶体AlCl3低]
三角度判断晶体类型
(1)构成晶体微粒微粒间作力判断
①离子晶体构成微粒阴阳离子微粒间作力离子键
②原子晶体构成微粒原子微粒间作力价键
③分子晶体构成微粒分子微粒间作力分子间作力
④金属晶体构成微粒金属阳离子电子微粒间作力金属键
(2)物质分类判断
①金属氧化物(K2ONa2O2等)强碱(NaOHKOH等)绝数盐类离子晶体
②数非金属单质(金刚石石墨晶体硅等)非金属氢化物非金属氧化物(SiO2外)酸绝数机物(机盐外)分子晶体
③常见单质类原子晶体金刚石晶体硅晶体硼等常见化合物类原子晶体碳化硅二氧化硅等
④金属单质金属晶体
(3)根类晶体特征性质判断
般说低熔沸点化合物属分子晶体熔沸点较高水溶液中熔融状态导电化合物离子晶体熔沸点高导电溶般溶剂物质属原子晶体导电传热具延展性晶体金属晶体
角度2 晶体性质(熔沸点硬度等)
3．列物质性质变化规律价键键关( )
A．F2Cl2Br2I2熔点沸点逐渐升高
B．HFHClHBrHI熔沸点序HF>HI>HBr>HCl
C．金刚石硬度熔点沸点高晶体硅
D．NaFNaClNaBrNaI熔点次降低
C [A项B项中分子晶体熔沸点高低分子间作力关含氢键时会出现反常现象分子价键关D项离子晶体存离子键]
4．(2015·浙江高考改编)列关性质较正确________
A．第电离：O＞N
B．水溶性：CH3CH2OH＞CH3CH2OCH2CH3
C．沸点：HCl＞HF
D．晶格：NaCl＞MgO
E．硬度：MgO>CaO>BaO
F．熔点：NaF>MgF2>AlF3
G．沸点：H2O>HF>NH3
H．熔点：金刚石>晶体硅>碳化硅
I．熔点：二氧化硅>NaCl>I2>冰
[答案] BEGI
5．(1)冰熔点远高干冰H2O极性分子CO2非极性分子外重原__________________________________________
_________________________________________________________________
(2)NaF熔点________(填>＝<)BF熔点原________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(3)CO熔点________(填><)N2熔点原___________________ _______________________________________________________________________________________________________________
(4)CH4SiH4GeH4熔沸点次________(填增减)原___________________________________________________________
_________________________________________________________________
(5)SiO2CO2熔点高原____________________________________ ______________________________________________________________
[答案] (1)H2O分子间形成氢键
(2)> 两者均离子化合物阴阳离子电荷数均1者离子半径较离子键较弱熔点较低
(3)> CO极性分子N2非极性分子CO分子间作力较
(4)增 三种物质均分子晶体结构组成相似相分子质量越范德华力越熔沸点越高
(5)SiO2原子晶体CO2分子晶体
熔沸点较方法
(1)类型晶体熔沸点高低般规律：原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体
(2)种类型晶体晶体粒子间作力越熔沸点越高
①离子晶体：般说阴阳离子电荷数越离子半径越离子晶格越离子晶体熔沸点越高熔点：MgO>MgCl2NaCl>CsCl
②原子晶体：原子半径越键长越短键越晶体熔沸点越高熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅
③分子晶体
a．分子间作力越物质熔沸点越高具氢键分子晶体熔沸点反常高H2O>H2Te>H2Se>H2S
b．组成结构相似分子晶体相分子质量越熔沸点越高SnH4>GeH4>SiH4>CH4
c．组成结构相似物质(相分子质量接)分子极性越熔沸点越高CO>N2CH3OH>CH3CH3
d．分异构体支链越熔沸点越低
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
CHCH3CH3CH2CH3>CCH3CH3CH3CH3
④金属晶体：般说金属阳离子半径越离子带电荷数越金属键越强金属熔沸点越高熔沸点：Na[课堂结·反馈达标1＋1] 全新理念 探究高考 明确考
1．组判断展示高考易误点
(1)规外形固体晶体( )
(2)分子晶体离子晶体中分分子间作力离子键( )
(3)冰晶胞结构金刚石晶胞结构相似( )
(4)晶体中金属阳离子定阴离子( )
(5)干冰晶体O2晶体I2晶胞结构相似均属分子密堆积( )
(6)金属晶体熔点高分子晶体低分子晶体( )
(7)AlCl3离子晶体事实熔化时导电( )
(8)石墨晶体中价键金属键范德华力石墨晶体混合型晶体
( )
(9)石墨金刚石晶体中碳原子均采sp3杂化( )
(10)离子晶体中离子间距越带电荷越晶格越熔点越高
( )
(11)AB型离子晶体中阴阳离子配位数相( )
(12)石墨晶体中碳碳键长金刚石中碳碳键长短石墨熔点金刚石高( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)√ (8)√ (9)× (10)√ (11)√ (12)√
2．题串知覆盖高考考什
(1)(2016·全国乙卷)①较列锗卤化物熔点沸点分析变化规律原_________________________________________________________________
_________________________________________________________________晶体类型________
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点℃
－495
26
146
沸点℃
831
186
约400
[考查晶体类型判断性质]
②晶胞参数描述晶胞形状已知Ge单晶晶胞参数a＝56576 pm密度________g·cm－3(列出计算式)[考查晶体密度计算]
(2)(2014·全国卷Ⅰ)①Cu2O半导体材料立方晶胞部4氧原子余氧原子位面心顶点该晶胞中________铜原子[考查晶胞结构粒子数计算]
②Al单质面心立方晶体晶胞参数a＝0405 nm晶胞中铝原子配位数________列式表示Al单质密度________g·cm－3(必计算出结果)[考查晶胞粒子配位数密度关计算]
(3)(2013·全国卷Ⅱ)ABD三种元素组成化合物晶胞图示(已知ABD分FKNi元素)
①该化合物化学式________D配位数________
[考查晶体结构组成]
②列式计算该晶体密度___________________________________________
____________________________________________g·cm－3[考查晶体密度计算]
[解析] (1)①锗卤化物熔沸点ClI呈增趋势熔沸点较低判断均分子晶体相类型分子晶体熔沸点取决相分子质量相分子质量越分子间作力越熔沸点越高
②晶胞中含锗原子8×18＋6×12＋4＝8()晶胞质量晶胞体积(56576×10－10cm)3晶胞密度
(2)①Cu2O立方晶胞部4氧原子余氧原子位面心顶点Cu2O晶胞含氧原子数4＋×6＋×8＝8该晶胞中含铜原子数16
②Al单质面心立方晶体晶胞中Al原子配位数12晶胞中含Al原子数8×＋6×＝4晶胞参数a＝0405 nm＝0405×10－7 cm晶胞体积(0405×10－7 cm)3晶胞密度表示g·cm－3
(3)①该化合物中F原子位棱面心体F原子数×16＋×4＋2＝8K原子位棱体K原子数×8＋2＝4Ni原子位8顶点体Ni原子数×8＋1＝2KNiF原子数4∶2∶8＝2∶1∶4化学式K2NiF4图示出Ni原子周围6F原子配位数6
②结合解析①根密度公式知ρ＝＝ g·cm－3≈34 g·cm－3
[答案] (1)①GeCl4GeBr4GeI4熔沸点次增高原该类晶体分子晶体分子结构相似相分子质量次增分子间相互作力逐渐增强 分子晶体
②×107
(2)①16 ②12
(3)①K2NiF4 6
②≈34
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晶体结构性质
考纲定位
1理解离子键形成根离子化合物结构特征解释物理性质
2．解原子晶体特征描述金刚石二氧化硅等原子晶体结构性质关系
3．理解金属键含义金属键理解释金属物理性质解金属晶体常见堆积方式
4．解晶体类型解类型晶体中结构微粒微粒间作力区
5．解晶胞概念根晶胞确定晶体组成进行相关计算
6．解晶格概念离子晶体性质影响
7．解分子晶体结构性质关系
考点1| 晶体晶胞
[基础知识整合]
1．晶体非晶体
(1)晶体非晶体较
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒三维空间里呈周期性序排列
结构微粒
序排列
性质
特征
范性
熔点
固定
固定
异表现
异性
异性
二者区
方法
间接方法
否固定熔点
科学方法
固体进行X射线衍射实验
(2)获晶体途径
①熔融态物质凝固
②气态物质冷液态直接凝固(凝华)
③溶质溶液中析出
2．晶胞
(1)概念：描述晶体结构基单元
(2)晶体中晶胞排列——隙置
①隙：相邻晶胞间没间隙
②置：晶胞行排列取相
(3)般形状行六面体
(4)晶胞中粒子数目计算——均摊法
晶胞意位置原子果n晶胞晶胞原子分份额
①长方体(包括立方体)晶胞中位置粒子数计算
②非长方体：三棱柱
[应体验]
列种常见晶胞结构填写晶胞中含粒子数
A．NaCl(含________Na＋________Cl－)
B．干冰(含________CO2)
C．CaF2(含________Ca2＋________F－)
D．金刚石(含________C)
E．体心立方(含________原子)
F．面心立方(含________原子)
[提示] A．4 4B．4 C．4 8D．8 E．2 F．4
[考点维探究]
角度1 晶体概念性质
1．图某固体微观结构示意图请认真观察两图判断列说法正确( )
导学号：95812296
A．两种物质定条件会动形成规外形晶体
B．Ⅰ形成固体物理性质异性
C．Ⅱ形成固体定固定熔沸点
D．二者X－射线图谱相
B [Ⅰ会动形成规外形晶体具异性X－射线图谱明锐谱线Ⅱ会形成晶体]
2．(2014·全国卷Ⅰ节选)准晶体种移周期序严格准周期位置序独特晶体通________________________________________________
方法区分晶体准晶体非晶体
[解析] 晶体部质点(原子分子离子)三维空间周期性重复排列构成固体物质非晶体部质点三维空间规律排列通X射线衍射方法进行区分晶体X射线发生衍射非晶体准晶体
[答案] X射线衍射
角度2 晶胞中粒子数晶体化学式判断
3．图甲乙丙三种晶体晶胞：
试写出：(1)甲晶体化学式(X阳离子)________
(2)乙晶体中ABC三种微粒数________
(3)丙晶体中D周围结合E数________
(4)乙晶体中A周围结合B数________
[答案] (1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8 (4)12
4．右图QRG三种元素组成种高温超导体晶胞结构中R＋2价G－2价Q化合价________
[解析] R：8×＋1＝2
G：8×＋8×＋4×＋2＝8
Q：8×＋2＝4
RGQ数1∶4∶2化学式RQ2G4
R＋2价G－2价Q＋3价
[答案] ＋3
5．某晶体部分图示种晶体中ABC三种粒子数( )
A．3∶9∶4 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
B [A粒子数6×＝B粒子数6×＋3×＝2C粒子数1ABC粒子数1∶4∶2]
6．Cu元素H元素形成种红色化合物晶体结构单元图示该化合物化学式________
[解析] Cu数：12×＋2×＋3＝6H数：6×＋4＝6
[答案] CuH
7．石墨晶体层状结构层六边形含________碳原子________C—C键
[解析] C数：6×＝2C—C键数：6×＝3
[答案] 2 3
1．晶胞晶体中截取出具代表性行六面体定行六面体
2．均摊法计算晶胞中微粒数时注意晶胞形状形状晶胞应先分析意位置粒子晶胞六棱柱晶胞中顶点侧棱底面棱面心次6342晶胞
角度3 利晶胞结构进行晶体密度关计算
8．(2016·全国丙卷节选)GaAs熔点1 238 ℃密度ρ g·cm－3晶胞结构图示该晶体类型________GaAs________键键合GaAs摩尔质量分MGag·mol－1MAs g·mol－1原子半径分rGa pmrAs pm阿伏加德罗常数值NAGaAs晶胞中原子体积占晶胞体积百分率________
[解析] GaAs熔点1 238 ℃熔点较高推知GaAs原子晶体GaAs原子间价键键合分析GaAs晶胞结构4Ga原子处晶胞体8As原子处晶胞顶点6As原子处晶胞面心结合均摊法计算知晶胞中含4Ga原子含As原子数8×18＋6×12＝4()GaAs原子半径分rGa pm＝rGa×10－10cmrAs pm＝rAs×10－10cm原子总体积V原子＝4×π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝×10－30(r＋r)cm3知GaAs摩尔质量分MGa g·mol－1MAs g·mol－1晶胞密度ρ g·cm－3晶胞体积V晶胞＝4(MGa＋MAs)ρNA cm3GaAs晶胞中原子体积占晶胞体积百分率
×100＝×100＝
×100
[答案] 原子晶体 价
×100
9．(2016·全国甲卷节选)某镍白铜合金立方晶胞结构图示
(1)晶胞中铜原子镍原子数量________
(2)合金密度d g·cm－3晶胞参数a＝________nm
[解析] (1)晶胞结构图知Ni原子处立方晶胞顶点Cu原子处立方晶胞面心根均摊法晶胞中含Cu原子数6×＝3含Ni原子数8×＝1晶胞中Cu原子Ni原子数量3∶1
(2)根m＝ρV1 mol晶胞质量(64×3＋59)g＝a3×d g·cm－3×NAa＝cm＝×107 nm
[答案] (1)3∶1 (2)×107 ×107
10．(2014·海南高考节选)金刚石晶胞含________碳原子碳原子半径r金刚石晶胞边长a根硬球接触模型r＝________a列式表示碳原子晶胞中空间占率_________________________(求计算结果)
[解析] 金刚石晶胞中顶点面体原子数目次864然晶胞计算确定晶体中碳原子数目碳原子数目n＝8×18＋6×12＋4＝8根硬球接触模型确定体角线四分处原子顶点原子紧贴·(a)＝2rr＝a然确定原子占率(8×πr3)a3＝
[答案] 8 ＝
11．(2015·全国卷Ⅱ节选)AB够形成化合物F晶胞结构图示晶胞参数a＝0566 nmF化学式__________晶胞中A原子配位数____________列式计算晶体F密度(g·cm－3 )________(已知AO元素BNa元素)
[解析] O2－半径Na＋半径F晶胞结构知球代表O2－球代表Na＋晶胞中含O2－数8×18＋6×12＝4含Na＋数8O2－Na＋离子数4∶8＝1∶2推知F化学式Na2O晶胞结构知O原子周围8Na原子O原子配位数8晶胞参数a＝0566 nm＝0566×10－7cm晶胞体积(0566×10－7cm)3知晶体F密度
≈227 g·cm－3
[答案] Na2O 8
≈227 g·cm－3
晶体结构相关计算
(1)晶胞计算公式(立方晶胞)
a3ρNA＝nM(a：棱长ρ：密度NA：阿伏加德罗常数数值n：1 mol晶胞含基粒子特定组合物质量M：组成摩尔质量)
(2)金属晶体中体心立方堆积面心立方堆积中组公式(设棱长a)
①面角线长＝a
②体角线长＝a
③体心立方堆积4r＝a(r原子半径)
④面心立方堆积4r＝a(r原子半径)
(3)空间利率＝
考点2| 常见晶体模型微观结构分析
[基础知识整合]
1．原子晶体——金刚石SiO2
(1)金刚石晶体中C外4C形成价键碳原子采取sp3杂化C—C键间夹角109°28′环6元环含1 mol C金刚石中形成价键 2 mol晶胞含8C原子
(2)SiO2晶体中Si原子4O成键O原子2硅原子成键环12元环硅氧四面体中处中心硅原子1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目4NASiO2晶体中SiO原子均采取sp3杂化
2．分子晶体——干冰冰
(1)干冰晶体中CO2分子周围等距紧邻CO2分子12属分子密堆积晶胞中含4CO2分子类晶体晶体I2晶体O2等
(2)冰结构模型中水分子相邻4水分子氢键相连接含1 mol H2O冰中形成2 mol氢键晶胞结构金刚石相似含8H2O
3．金属晶体
(1)电子气理点
该理金属键描述金属原子脱落价电子形成遍布整块晶体电子气原子金属原子维系起
(2)金属键实质金属阳离子电子气间静电作
(3)金属晶体常见堆积
结构型式
常见金属
配位数
晶胞
面心立方
密堆积
(铜型)
CuAgAu
12
体心立方
堆积
NaKFe
8
六方密
堆积
(镁型)
MgZnTi
12
简单立方
堆积
Po
6
说明：六方密堆积ABABAB……方式堆积面心立方密堆积ABCABCABC……方式堆积
4．离子晶体
(1)NaCl型：晶体中Na＋时吸引6Cl－Cl－时吸引6Na＋配位数6晶胞含4Na＋4Cl－
(2)CsCl型：晶体中Cl－吸引8Cs＋Cs＋吸引8Cl－配位数8
(3)CaF2型：晶体中F－配位数4Ca2＋配位数8晶胞中含4Ca2＋含8F－
5石墨晶体——混合型晶体
(1)石墨层状晶体中层层间作范德华力
(2)均正六边形拥碳原子数2C原子采取杂化方式sp2
(3)层中存σ键π键金属键
(4)C—C键长金刚石C—C键长短熔点金刚石高
(5)导电
[应体验]
1．金刚石晶体中碳环含________C原子C原子________碳环
(2)干冰中粒子间作力________
(3)含1 mol H2O冰中形成氢键数目________
(4)NaCl晶体中Na＋周围________距离相等Na＋Na＋周围________距离相等Cl－空间构成构型________
(5)CaF2晶体中Ca2＋周围距离等距离F－________空间构成构型________F－周围距离等距离Ca2＋________空间构成构型________
[提示] (1)6 12 (2)价键范德华力 (3)2NA (4)12 6 正八面体形 (5)8 正方体形 4 正四面体形
[考点维探究]
角度 晶体结构分析
1．高温超氧化钾晶体呈立方体结构晶体中氧化合价部分0部分－2图示超氧化钾晶体晶胞列说法正确( )
导学号：95812297
A．超氧化钾化学式KO2晶胞含4K＋4O
B．晶体中K＋周围8OO周围8K＋
C．晶体中K＋距离K＋8
D．晶体中K＋距离K＋6
A [B项晶体中K＋周围6OO周围6K＋CD项晶体中K＋周围K＋12]
2．(2016·全国乙卷节选)原子坐标参数表示晶胞部原子相位置图Ge单晶晶胞中原子坐标参数A(000)BCD原子坐标参数________
[解析] 根题图示知D原子坐标参数
[答案]
3．(2015·全国卷Ⅰ节选)碳种素异形体中石墨烯金刚石晶体结构图示：
(1)石墨烯晶体中C原子连接________六元环六元环占________C原子
(2)金刚石晶体中C原子连接环六元环C原子连接________六元环六元环中________C原子面
[解析] (1)石墨烯结构知C原子连接3六元环六元环占C原子数×6＝2
(2)金刚石结构知C参形成4条C—C键中意两条边(价键)构成2六元环根组合知识知四条边(价键)选中两条6组6×2＝12C原子连接12六元环六元环中C原子采取sp3杂化空间六边形结构4C原子位面
[答案] (1)3 2 (2)12 4
立方体中粒子周围粒子数判断
考点3| 四种晶体性质判断
[基础知识整合]
1．四种晶体类型较
类型
较
分子晶体
原子晶体
金属晶体
离子晶体
构成粒子
分子
原子
金属阳离子
电子
阴阳离子
粒子间
相互作力
分子间作力
价键
金属键
离子键
硬度
较
较
熔
沸点
较低
高
高
低
较高
溶解性
相似相溶
难溶
溶剂
常见溶
剂难溶
易溶
水等极
性溶剂
导电
传热性
般导
电溶水
导电
般具
导电性
电热良
导体
晶体导电
水溶液熔
融态导电
2晶格
(1)定义
气态离子形成1 mol离子晶体释放量单位kJmol通常取正值
(2)量关系
①晶格反映离子晶体稳定性数
②离子晶体中离子半径越离子带电荷数越晶格越
③晶格越形成离子晶体越稳定熔点越高硬度越
[应体验]
1．列物质中：NaClNaOHNa2SH2O2Na2S2(NH4)2SCO2CCl4C2H2SiO2SiC晶体硅金刚石
(1)中含离子键离子晶体____________________________
(2)中含离子键含极性价键离子晶体________
(3)中含离子键含极性价键配位键离子晶体________
(4)中含离子键含非极性价键离子晶体________
(5)中含极性价键原子晶体___________________________
(6)中属分子晶体_____________________________________
[提示] (1)NaClNa2S (2)NaOH(NH4)2S
(3)(NH4)2S (4)Na2S2 (5)SiO2SiC (6)H2O2CO2CCl4C2H2
2．较列晶格
(1)NaCl________KCl
(2)CaF2________MgO
(3)Na2S________Na2O
(4)CaO________KCl
[提示] (1)> (2)< (3)< (4)>
[考点维探究]
角度1 晶体类型判断
1．(1)(2015·全国卷Ⅰ)CO金属Fe形成Fe(CO)5该化合物熔点253 K沸点376 K固体属_____________________________晶体
(2)(2015·全国卷Ⅱ)ONa氢化物属晶体类型分________________
(3)(2013·福建高考)NF3NH3F2Cu催化剂存反应直接：
4NH3＋3F2NF3＋3NH4F
述化学方程式中5种物质属晶体类型________(填序号)
a．离子晶体 B．分子晶体
c．原子晶体 D．金属晶体
[答案] (1)分子 (2)分子晶体 离子晶体 (3)abd
2．(2017·揭阳模拟)列数应物质熔点关判断错误( )
Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3
BCl3
CO2
SiO2
920 ℃
978 ℃
1 291 ℃
190 ℃
2 073 ℃
－107 ℃
－57 ℃
1 723 ℃
A含金属阳离子晶体定离子晶体
B．价化合物中原子形成8电子结构
C．族元素氧化物形成类型晶体
D．金属晶体熔点定分子晶体高
B [A项金属晶体含金属阳离子B项BCl3属8电子结构C项CO2分子晶体SiO2原子晶体D项Na金属晶体熔点分子晶体AlCl3低]
三角度判断晶体类型
(1)构成晶体微粒微粒间作力判断
①离子晶体构成微粒阴阳离子微粒间作力离子键
②原子晶体构成微粒原子微粒间作力价键
③分子晶体构成微粒分子微粒间作力分子间作力
④金属晶体构成微粒金属阳离子电子微粒间作力金属键
(2)物质分类判断
①金属氧化物(K2ONa2O2等)强碱(NaOHKOH等)绝数盐类离子晶体
②数非金属单质(金刚石石墨晶体硅等)非金属氢化物非金属氧化物(SiO2外)酸绝数机物(机盐外)分子晶体
③常见单质类原子晶体金刚石晶体硅晶体硼等常见化合物类原子晶体碳化硅二氧化硅等
④金属单质金属晶体
(3)根类晶体特征性质判断
般说低熔沸点化合物属分子晶体熔沸点较高水溶液中熔融状态导电化合物离子晶体熔沸点高导电溶般溶剂物质属原子晶体导电传热具延展性晶体金属晶体
角度2 晶体性质(熔沸点硬度等)
3．列物质性质变化规律价键键关( )
A．F2Cl2Br2I2熔点沸点逐渐升高
B．HFHClHBrHI熔沸点序HF>HI>HBr>HCl
C．金刚石硬度熔点沸点高晶体硅
D．NaFNaClNaBrNaI熔点次降低
C [A项B项中分子晶体熔沸点高低分子间作力关含氢键时会出现反常现象分子价键关D项离子晶体存离子键]
4．(2015·浙江高考改编)列关性质较正确________
A．第电离：O＞N
B．水溶性：CH3CH2OH＞CH3CH2OCH2CH3
C．沸点：HCl＞HF
D．晶格：NaCl＞MgO
E．硬度：MgO>CaO>BaO
F．熔点：NaF>MgF2>AlF3
G．沸点：H2O>HF>NH3
H．熔点：金刚石>晶体硅>碳化硅
I．熔点：二氧化硅>NaCl>I2>冰
[答案] BEGI
5．(1)冰熔点远高干冰H2O极性分子CO2非极性分子外重原__________________________________________
_________________________________________________________________
(2)NaF熔点________(填>＝<)BF熔点原________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(3)CO熔点________(填><)N2熔点原___________________ _______________________________________________________________________________________________________________
(4)CH4SiH4GeH4熔沸点次________(填增减)原___________________________________________________________
_________________________________________________________________
(5)SiO2CO2熔点高原____________________________________ ______________________________________________________________
[答案] (1)H2O分子间形成氢键
(2)> 两者均离子化合物阴阳离子电荷数均1者离子半径较离子键较弱熔点较低
(3)> CO极性分子N2非极性分子CO分子间作力较
(4)增 三种物质均分子晶体结构组成相似相分子质量越范德华力越熔沸点越高
(5)SiO2原子晶体CO2分子晶体
熔沸点较方法
(1)类型晶体熔沸点高低般规律：原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体
(2)种类型晶体晶体粒子间作力越熔沸点越高
①离子晶体：般说阴阳离子电荷数越离子半径越离子晶格越离子晶体熔沸点越高熔点：MgO>MgCl2NaCl>CsCl
②原子晶体：原子半径越键长越短键越晶体熔沸点越高熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅
③分子晶体
a．分子间作力越物质熔沸点越高具氢键分子晶体熔沸点反常高H2O>H2Te>H2Se>H2S
b．组成结构相似分子晶体相分子质量越熔沸点越高SnH4>GeH4>SiH4>CH4
c．组成结构相似物质(相分子质量接)分子极性越熔沸点越高CO>N2CH3OH>CH3CH3
d．分异构体支链越熔沸点越低
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
CHCH3CH3CH2CH3>CCH3CH3CH3CH3
④金属晶体：般说金属阳离子半径越离子带电荷数越金属键越强金属熔沸点越高熔沸点：Na
1．组判断展示高考易误点
(1)规外形固体晶体( )
(2)分子晶体离子晶体中分分子间作力离子键( )
(3)冰晶胞结构金刚石晶胞结构相似( )
(4)晶体中金属阳离子定阴离子( )
(5)干冰晶体O2晶体I2晶胞结构相似均属分子密堆积( )
(6)金属晶体熔点高分子晶体低分子晶体( )
(7)AlCl3离子晶体事实熔化时导电( )
(8)石墨晶体中价键金属键范德华力石墨晶体混合型晶体
( )
(9)石墨金刚石晶体中碳原子均采sp3杂化( )
(10)离子晶体中离子间距越带电荷越晶格越熔点越高
( )
(11)AB型离子晶体中阴阳离子配位数相( )
(12)石墨晶体中碳碳键长金刚石中碳碳键长短石墨熔点金刚石高( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)√ (8)√ (9)× (10)√ (11)√ (12)√
2．题串知覆盖高考考什
(1)(2016·全国乙卷)①较列锗卤化物熔点沸点分析变化规律原_________________________________________________________________
_________________________________________________________________晶体类型________
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点℃
－495
26
146
沸点℃
831
186
约400
[考查晶体类型判断性质]
②晶胞参数描述晶胞形状已知Ge单晶晶胞参数a＝56576 pm密度________g·cm－3(列出计算式)[考查晶体密度计算]
(2)(2014·全国卷Ⅰ)①Cu2O半导体材料立方晶胞部4氧原子余氧原子位面心顶点该晶胞中________铜原子[考查晶胞结构粒子数计算]
②Al单质面心立方晶体晶胞参数a＝0405 nm晶胞中铝原子配位数________列式表示Al单质密度________g·cm－3(必计算出结果)[考查晶胞粒子配位数密度关计算]
(3)(2013·全国卷Ⅱ)ABD三种元素组成化合物晶胞图示(已知ABD分FKNi元素)
①该化合物化学式________D配位数________
[考查晶体结构组成]
②列式计算该晶体密度___________________________________________
____________________________________________g·cm－3[考查晶体密度计算]
[解析] (1)①锗卤化物熔沸点ClI呈增趋势熔沸点较低判断均分子晶体相类型分子晶体熔沸点取决相分子质量相分子质量越分子间作力越熔沸点越高
②晶胞中含锗原子8×18＋6×12＋4＝8()晶胞质量晶胞体积(56576×10－10cm)3晶胞密度
(2)①Cu2O立方晶胞部4氧原子余氧原子位面心顶点Cu2O晶胞含氧原子数4＋×6＋×8＝8该晶胞中含铜原子数16
②Al单质面心立方晶体晶胞中Al原子配位数12晶胞中含Al原子数8×＋6×＝4晶胞参数a＝0405 nm＝0405×10－7 cm晶胞体积(0405×10－7 cm)3晶胞密度表示g·cm－3
(3)①该化合物中F原子位棱面心体F原子数×16＋×4＋2＝8K原子位棱体K原子数×8＋2＝4Ni原子位8顶点体Ni原子数×8＋1＝2KNiF原子数4∶2∶8＝2∶1∶4化学式K2NiF4图示出Ni原子周围6F原子配位数6
②结合解析①根密度公式知ρ＝＝ g·cm－3≈34 g·cm－3
[答案] (1)①GeCl4GeBr4GeI4熔沸点次增高原该类晶体分子晶体分子结构相似相分子质量次增分子间相互作力逐渐增强 分子晶体
②×107
(2)①16 ②12
(3)①K2NiF4 6
②≈34
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