高中化学人教版选修三 物质结构与性质高中化学选修三第三章晶体结构与性质 章末复习 学案2
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课题 晶体结构与性质 章末复习
【学习目标】
1.巩固有关晶体粒子、粒子间作用力、晶体结构和晶体性质的基本知识。
2.掌握有关晶体的简单计算。
【学习重点】
1.四种晶体类型的基本知识及应用；
2.有关晶体的简单计算。
【学习难点】
提高归纳和应用知识的能力，训练学生思维的敏捷性和严密性。
【自主学习】
一、晶体基本类型和性质的比较
类型
比较 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体
概念 分子间靠分子间作用力结合而成的晶体 原子之间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体 金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成的晶体 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体
结
构 构成粒子
粒子间的相互作用力
性
质 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大
熔、沸点 较低 有的很高，有的很低
溶解性 相似相溶
导电、传热性 一般不导电、溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电
延展性 无 无 良好 无
物质类别及举例 大多数非金属单质(如P4、Cl2)、一部分非金属单质(如金刚石、金属单质与合金(如Na、Al、Fe、金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、非金属氧化物(如SO2、CO2，SiO2除外)、绝大多数有机物(如CH4，有机盐除外) 硅、晶体硼)，一部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 青铜) (如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)
【典例导悟1】下列叙述正确的是( )
A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C．离子晶体中可能含有共价键
D．金属晶体的熔点和沸点都很高
二、晶体的有关计算
1．确定晶体组成的方法——均摊法
均摊法：指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如：某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于一个晶胞。
(1)长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
①处于顶点的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。②处于棱上的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。③处于面上的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。④处于体心的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为____。
(2)非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内6个碳原子排成六边形，其顶点的1个碳原子对六边形的贡献为1/3。
【典例导悟2】
右图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构是具有代表性的最小重复单元。
(1)在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最近且等距离的钛原子共有____个。
(2)该晶体中，元素氧、钛、钙的个数比是________。
2．晶体密度(或微粒间距离)的计算
解题思路 知道微粒间距离――→根据晶胞结构晶胞体积――→摩尔质量密度，或已知密度求微粒间距离。
【典例导悟3】右图是
氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs＋核间距离为a cm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体密度是( )
A.8MNAa3 g·cm－3 B.8Ma38NAg·cm－3 C.MNAa3 g·cm－3 D.Ma3NAa3 g·cm－3
【巩固训练】
题组一 晶体的“分割”与计算
1．下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是( )
A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子
B．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2
C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子
D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶点
2.X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________。
3．铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4＋处于立方晶胞顶点，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为__________，每个Ba2＋与______个O2－配位。
题组二 晶体的类型与晶体的性质
4．原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为__________，1 mol Y2X2含有σ键的数目为
________。
(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是______________________。
(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是____________。
(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，
该氯化物的化学式是__________，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为________________________________________________。
5．有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－>W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。
下列说法中，正确的是( )
A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物
B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低
C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
6．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)Ni原子的核外电子排布式为____________________________________________；
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO______FeO(填“<”或“>”)；
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为______、____________________________；
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为____________；
参考答案
【基础梳理】
一、分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 分子间作用力 共价键 金属键 离子键 很高
较高 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多易溶于水等极性溶剂
二、1.(1)①8 18 ②4 14 ③2 12 ④1
【典例导悟】
1．C 2．(1)6 (2)3∶1∶1 3．C
【巩固训练】
1．C 2．3∶1∶1 3．BaPbO3 12
4．(1)sp杂化 (2)3NA或3×6.02×1023
(2)NH3分子间存在氢键 (3)N2O
(4)CuCl CuCl＋2HCl(浓)===H2CuCl3(或CuCl＋2HCl(浓)===H2[CuCl3])
5．D
6．(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2 (2)> (3)6 6 (4)LaNi5
