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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章晶体结构与性质,章末素能提升,知识网络,整合提升,真题体验,知 识 网 络,整 合 提 升,一、晶体类型与微粒间作用力,1,四种晶体特点的比较,类别,特点比较,分子晶体,共价晶体,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,粒子间作用力,分子间作用力,共价键,金属键,离子键,硬度,小,很大,有的大，有的小,较大,熔沸点,低,很高,有的高,(,如铁,),，有的低,(,如汞,),较高,类别,特点比较,分子晶体,共价晶体,金属晶体,离子晶体,溶解性,极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂,不溶于任何溶剂,一般情况下，易溶于水等极性溶剂，难溶于有机溶剂,导电性,一般不能导电，部分溶于水后形成电解质溶液，可导电,一般不能导电，少数,(,如锗、硅等,),可导电,优良,溶于水或熔融状态时可导电,类别,特点比较,分子晶体,共价晶体,金属晶体,离子晶体,涉及的物质种类,部分非金属单质、部分非金属氧化物、非金属氢化物、几乎所有的酸和大多数有机物,某些单质,(,如金刚石、硅、硼,),、某些非金属化合物,(,如,SiC,、,SiO,2,、,AlN,、,BP,、,GaAs),金属单质、合金,活泼金属氧化物、过氧化物、强碱、大多数盐,考向拓展,延展性：,金属晶体具有延展性，因为金属键无方向性；离子晶体无延展性，因为离子键虽然无方向性，但是发生形变后，同种电性粒子相邻，离子键被破坏；共价晶体无延展性，是因为共价键有方向性。,2.,晶体熔沸点的判断,(1),先明确晶体的类型,不同类型晶体熔沸点大小的一般规律为共价晶体,离子晶体,分子晶体。,(2),对同一类型晶体进行分析,共价晶体：原子半径,(,越小,),键长,(,越短,),键能,(,越大,),熔沸点,(,越高,),。如熔沸点：金刚石,碳化硅,晶体硅。,离子晶体：离子半径,(,越小,),与离子所带电荷数,(,越多,),晶格能,(,越大,),熔沸点,(,越高,),。如熔沸点：,MgONaClCsCl,。,分子晶体,组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体的熔沸点反常地高。如熔沸点,H,2,OH,2,TeH,2,Se H,2,S,。,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，其熔沸点越高，如熔沸点：,CO N,2,。,在同分异构体中，一般支链越多，熔沸点越低，如正戊烷,异戊烷,新戊烷。,金属晶体：金属离子半径,(,越小,),与所带电荷数,(,越多,),金属键,(,越强,),熔沸点,(,越高,),。如熔沸点：,NaMgAl,。,(2),方法,长方体,(,包括立方体,),晶胞中不同位置的粒子数目的计算：,(1),两种硼氢化物的熔点如表所示。其熔点差异的原因是,_,。,典例,1,硼氢化物,NaBH,4,Al(BH,4,),3,熔点,/,400,64.5,硼氢化钠是离子晶体，硼氢化铝是分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的,高,离子的半径大，且所带电荷少，从而使形成的离子晶体的晶格能小，熔点低,解析：,(1),硼氢化钠属于离子晶体，而硼氢化铝属于分子晶体，离子晶体的熔点更高。,(2),题给物质为离子化合物，常温下为液态，说明其熔点低，而离子晶体的熔点由离子半径和离子所带电荷数决定，故可推知题给物质中离子的半径大，离子所带电荷少，则晶格能小。,二、分子晶体与共价晶体,1,常见分子晶体的结构分析,2.,常见共价晶体的结构分析,(1)(2018,天津,),在一定条件下，由,SiH,4,和,CH,4,反应生成,H,2,和一种固体耐磨材料,_,(,写化学式,),。,(2)(,全国,高考,)GaAs,的熔点为,1 238,，,密度,为,gcm,3,，其晶胞结构如图所示,。,该,晶体的类型为,_,，,Ga,与,As,以,_,键键合,。,(3)(,新课标全国,高考,)CO,能与金属,Fe,形成,Fe(CO),5,，该化合物的熔点为,253 K,，沸点为,376 K,，其固体属于,_,晶体,。,典例,2,SiC,共价晶体,共价,分子,解析：,(1)SiH,4,和,CH,4,反应生成,H,2,和一种固体耐磨材料，显然该固体耐磨材料为共价晶体,SiC,。,(2),由,GaAs,的熔点知，,As,原子与,Ga,原子以共价键键合，形成了具有三维骨架结构的共价晶体。,(3)Fe(CO),5,的熔、沸点较低，符合分子晶体的特点，故其固体为分子晶体。,三、金属晶体与离子晶体,1,常见金属晶体的四种堆积模型,堆积模型,简单立,方堆积,体心立,方堆积,六方最,密堆积,面心立方,最密堆积,原子空间,利用率,52%,68%,74%,74%,采纳这种堆积,的典型代表,Po,Na,、,K,、,Fe,Mg,、,Zn,、,Ti,Cu,、,Ag,、,u,3,典型离子晶体模型,(1)(,全国,I,高考,),KIO,3,晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为,a,0.446 nm,，晶胞中,K,、,I,、,O,分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。,K,与,O,间的最短距离为,_,nm,，与,K,紧邻的,O,个数为,_,。,在,KIO,3,晶胞结构的另一种表示中，,I,处于各顶角位置，则,K,处于,_,位置，,O,处于,_,位置。,典例,3,0.315,12,体心,棱心,(2)(,全国,高考改编,)MgO,具有,NaCl,型结构,(,如图所示,),，,X,射线衍射实验测得,MgO,的晶胞参数为,a,0.420 nm,，则,r,(O,2,),为,_,nm,。,MnO,也属于,NaCl,型结构，晶胞参数为,a,0.448 nm,，则,r,(Mn,2,),为,_,nm,。,0.148,0.076,(3)(,海南高考改编,)V,2,O,5,溶解在,NaOH,溶液中，可得到钒酸钠,(Na,3,VO,4,),，该盐阴离子的空间结构为,_,；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为,_,。,正四面体形,NaVO,3,(4)(,新课标全国高考,)ZnS,在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方,ZnS,晶体结构如图所示，其晶胞边长为,540.0 pm,，,密度,为,_,_,_,gcm,3,。,(,列式并计算,),，,a,位置,S,2,与,b,位置,Zn,2,之间的,距离,为,_,_,_,pm(,列式表示,),。,四、配位键,1,配位键,形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道所形成的特殊共价键，存在于分子或离子中。,表示方法：用,“”,表示配位键，如,A,B,，,A,表示提供孤电子对的原子，,B,表示具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。,考向拓展,用配位键解释硼酸是一元酸,硼酸分子中硼原子与,3,个羟基相连，硼原子最外层的,3,个电子各与,1,个氧原子形成,1,对共用电子对，则硼原子的最外层只有,6,个电子，属于缺电子原子。硼酸溶于水时，水电离出的氢氢根离子中的氧原子提供孤电子对并与硼原子共用而形成配位键：,2,配位化合物,概念：通常把金属离子,(,或原子,),与某些分子或离子,(,称为配体,),以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。,组成：配体能够提供孤电子对，如,H,2,O,、,NH,3,、,CO,、,F,、,Cl,、,CN,、,SCN,等；能够提供空轨道的中心原子或离子一般是金属原子或离子，特别是过渡金属原子或离子，如,Fe,、,Ni,、,Fe,3,、,Cu,2,、,Zn,2,、,Ag,等。以,Cu(NH,3,),4,SO,4,为,例，其组成分析如图所示：,典例,4,16,6,铍原子和硼原子均存在空轨道,6,2,易错警示：,配合物中外界离子能电离出来，而内界离子不能电离出来，通过实验及其数据可以确定配合物中的内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心离子和配体。,真 题 体 验,1,(2020,山东卷,)Sn,为,A,族元素，单质,Sn,与干燥,Cl,2,反应生成,nCl,4,。常温常压下,SnCl,4,为无色液体，,SnCl,4,固体的晶体类型为,_,。,分子晶体,分子晶体,混合型晶体,4,(2020,全国,)CaTiO,3,的晶胞如图,2,所示，金属离子与氧离子间的作用力为,_,。,5,(2018,全国卷,)LiAlH,4,中，存在,_,(,填标号,),。,A,离子键,B,键,C,键,D,氢键,6,(2018,全国卷,)ZnF,2,具有较高的熔点,(872,),，其化学键类型是,_,。,7,(2016,全国卷,)Ge,单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是,_,。,离子键,AB,离子键,共价键,8,(2016,全国卷,),单质铜及镍都是由,_,键形成的晶体。,9,(2020,天津,)Fe,、,Co,、,Ni,三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到底的顺序为,_,。,金属,NiO,CoO,FeO,10,(2019,全国,I),一个些氧化物的熔点如表所示：,解释表中氧化物之间熔点差异的原因,_ _,。,Li,2,O,、,MgO,为离子晶体，,P,4,O,6,、,SO,2,为分子晶体。晶格能,MgO,Li,2,O,。分子间力,(,相对分子质量,)P,4,O,6,SO,2,氧化物,Li,2,O,MgO,P,4,O,6,SO,2,熔点,/,1 570,2 800,23.8,75.5,11,(2017,全国,)K,和,Cr,属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属,K,的熔点、沸点等都比金属,Cr,低，原因是,_ _,。,K,原子半径较大且价电子数较少，金属键,较弱,12,(2021,浙江卷，,26),已知,3,种原子晶体的熔点数据如下表：,金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是,_ _,。,解析：,原子半径的大小决定键长大小，键长越短键能越大，此时物质的熔、沸点越高，在,C,和,Si,组成的物质中原子半径,C,Si(,或键长,C,C,Si,Si),，键能,C,C,Si,Si,，故金刚石的熔点高于晶体硅的熔点,。,原子半径,C,Si(,或键长,C,C,Si,Si),，键能,C,C,Si,Si,金刚石,碳化硅,晶体硅,熔点,/,3 550,2 600,1 415,13,(2020,山东,),以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系,CdSnAs,2,的晶胞结构如图所示。晶胞棱边夹角均为,90,，晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。,坐标,原子,x,y,z,Cd,0,0,0,Sn,0,0,0.5,As,0.25,0.25,0.125,一个晶胞中有,_,个,Sn,，找出距离,Cd(0,0,0),最近的,Sn,_,(,用分数坐标表示,),。,CdSnAs,2,晶体中与单个,Sn,键合的,As,有,_,个。,4,(0.5,0,0.25),、,(0.5,0.5,0),4,15,(2019,全国,),一种四方结构的超导化合物的晶胞如图,1,所示。晶胞中,Sm,和,As,原子的投影位置如图,2,所示。图中,F,和,O,2,共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用,x,和,1,x,代表，则该化合物的化学式表示为,_,；通过测定密度,和晶胞参数，可以,SmFeAsO,1,x,F,x,Al,六方最密堆积,(A,3,型,),配位,N,配位键,N,N,、,O,、,Cl,6,
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