人教第31讲 晶体结构与性质（讲）-2023年高考化学一轮复习讲练测（解析版）.docx

第31讲 晶体结构与性质

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。

知识点一　晶胞、晶体结构模型
1．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的区别
比较
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒周期性有序排列
结构微粒无序排列
性质特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
各向异性
各向同性
二者区别方法
间接方法
测定其是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行X­射线衍射实验
(2)获得晶体的三条途径
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
2．晶胞
(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
【特别提醒】(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“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六面体”。
3．常见晶体的结构模型
晶体
晶体结构
晶体详解
原子晶体
金刚石
①每个碳与相邻个碳以共价键结合，形成正四面体结构
②键角均为109°28′
③最小碳环由个C组成且六原子不在同一平面内
④每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2
SiO2
①每个Si与个O以共价键结合，形成正四面体结构
②每个正四面体占有1个Si,4个O，n(Si)∶n(O)＝1∶2
③最小环上有个原子，即6个O,6个Si
分子晶体
干冰
①8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子
②每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有个
冰
每个水分子与相邻的个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成 mol氢键
离子晶体
NaCl型
①每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有个
②每个晶胞中含个Na＋和个Cl－
CsCl型
①每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个
②如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－
金属晶体
简单立方堆积
典型代表Po，配位数为，空间利用率52%
面心立方最密堆积
典型代表Cu、Ag、Au，配位数为，空间利用率74%
体心立方堆积
典型代表Na、K、Fe，配位数为，空间利用率68%
六方最密堆积
典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为，空间利用率74%
混合晶体
石墨
①石墨层状晶体中，层与层之间的作用是范德华力
②平均每个正六边形拥有的碳原子个数是，C原子采取的杂化方式是 sp2
③每层中存在σ键和π键
④石墨的C—C的键长比金刚石的C—C的键长短，熔点比金刚石的高
⑤硬度不大、有滑腻感、能导电
知识点二　四种晶体的性质与判断
1．金属键、金属晶体
(1)金属键：金属阳离子与自由电子之间的作用。
(2)本质——电子气理论
该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
(3)金属晶体的物理性质及解释
2．离子晶体的晶格能
(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位为kJ·mol－1。
(2)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越。
②离子的半径：离子的半径越，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。
3．四种晶体类型的比较
分子晶体
原子晶体
金属晶体
离子晶体
构成微粒
分子
原子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
微粒间的相
互作用力
范德华力
(某些含氢键)
共价键
金属键
离子键
硬度
较小
很大
有的很大，有的很小
较大
熔、沸点
较低
很高
有的很高，有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于任何溶剂
难溶于常见溶剂
大多易溶于水等极性溶剂
导电、导热性