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则D原子的坐标参数为
。
(2)晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知Ge单晶的晶胞参数a=565.
为
g·cm-3(列出计算式即可)。
解析 (1)根据各个原子的相对位置可知,D 在各个方
向的1处,所以其坐标是(1,1,1)。(2)根据晶胞结构可知
4
444
在晶胞中含有的 Ge 原子个数为 8×1+6×1+4=8,所
(1)晶体中每个Y同时吸引 4 个X。 (2)该晶体的化学式为 XY2或Y2X 。 (3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德
则晶体中两个距离最近的X之间的距离为
cm。
“ 均摊法”突破晶胞组成的计算 1.方法 (1)长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
(8)晶体与非晶体的本质区别:是否有自范性。( √ )
2.某物质的晶体中含有A、B、C三种元素,其排列方式如图所示(其中
的B元素的原子未画出)。则晶体中A、B、C的原子个数之比为( A
A.1∶3∶1 B.2∶3∶1 C.2∶2∶1
D.1∶3∶3
解析 利用均摊法计算。据图知,该正方体中A原子个数为8× =1, 数为6× =3,C原子个数为1,所以晶体中A、B、C的原子个数之比 1∶3∶1
N
绝大多数有机物 SiO2)
如
(有机盐除外)
2.晶格能(离子晶体)
(1)定义:气态离子形成1 mol离子晶体⑨ 释放 的能量;单位:⑩ kJ·
(2)影响因素 a.离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能 越大 。 b.离子的半径:离子的半径 越小 ,晶格能越大。
6×65 ������A
6 ×65
g,则
ρ =������=
������
������ A
6× 43������ 2 ������
g·cm-3=
������A
65 × 6 ×6 × 43������
2
c
g·cm-3。
8.(2017年全国Ⅰ卷,35节选)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学 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 图所示。K与O间的最短距离为 0.315 nm,与K紧邻的O个数为 12 胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于 体心 位置,O
12 2
4
粒子数为 1;故 A、B、C 粒子数之比为 1∶4∶2。
(3)R:8× 1+1=2
8
G:8×1+8× 1+4×1+2=8
4
4
2
Q:8×1+2=4
4
R、G、Q 的个数之比为 1∶4∶2,则其化学式为 RQ
由于 R 为+2 价,G 为-2 价,所以 Q 为+3 价。
5.某离子晶体的晶胞结构如图所示,X( )位于立方体的顶点,Y( )位于立 答下列问题:
NA,Zn的密度为
g·cm-3(列出计算式)。
解析 (1)根据晶格能概念(气态离子形成 1 mol 离子晶
能量)和图中数据可得 Li2O 晶格能是 2908 kJ·mol-1
割法可得,1 个晶胞中含有 Li+的个数为 8,O2-的个数为
8×1+6×1=4,1
8
2
个晶胞中含有
4
个
Li2O,Li2O
的密度为
过 Xቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ射线衍射 方法区分晶体、准晶体和非晶体。
7.(1)(2018年全国Ⅰ卷,35节选)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Hab
幻灯片 7
可知Li2O晶格能为 2908 kJ·mol-1。 Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已
nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为
9.(2017年全国Ⅱ卷,35节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个 (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。R的晶体密度为d g·cm-3,其立方晶胞 胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的
为
。
10.(2017年全国Ⅲ卷,35节选)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子 最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则 为 0.148 nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a'=0.448 为 0.076 nm。
1.四种晶体类型比较
类型 比较 构成粒子 粒子间的
分子晶体
①分子 ⑤范德华力
相互作用力 (某些含氢键)
硬度
较小
熔、沸点
较低
原子晶体 ② 原子 ⑥ 共价键
很大 很高
溶解性
相似相溶 难溶于任何溶剂
金属晶体 金③属阳离子和自由电子
⑦ 金属键
有的很大,有的很小 有的很高,有的很低
难溶于常见溶剂
大
(续表)
类型 比较
题思维模式
3.分类
晶体常识 1.晶体与非晶体
结构特征
性质特征 二者区别方法
自范性 熔点 异同表现 间接方法 科学方法
晶体
结构微粒① 周期性有序 排列 结构
③有 ⑤ 固定 ⑦ 各向异性
测定其是否有固定的⑧ 对固体进行⑨ X-射线衍
2.晶胞 (1)概念:描述晶体结构的⑩ 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。 (3)晶胞中粒子数目的计算——均摊法 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞 的份额就是 。
4.(2016年全国Ⅲ卷,37节选)GaF3的熔点高于1000 ℃,GaCl3的熔点为 是 GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体,离子晶体GaF3的熔沸点更
5.(2015年全国Ⅰ卷,37节选)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K
体属于 分子 晶体。
6.(2014年全国Ⅰ卷,37节选)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独
g·cm-3(列出计算
(2)(2018年全国Ⅱ卷,35节选)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为
对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为
晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为 (3)(2018年全国Ⅲ卷,35节选)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示 为 六方最密堆积(A3型) 。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加
2.(2016年全国Ⅰ卷,37节选)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其 GeCl4、GeBr4、GeI4熔沸点依次升高;原因是分子结构相似,相对
因: 量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强
熔点/℃ 沸点/℃
GeCl4 -49.5 83.1
GeBr4 26 186
GeI4 146 约400
3.(2016年全国Ⅱ卷,37节选)单质铜及镍都是由 金属 键形成的晶
(2)(2017年全国Ⅰ卷,35节选)K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子
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
。
解析 (1)ZnF2的熔点较高,故为离子晶体。离子晶体难溶于乙醇等 分子晶体可以溶于乙醇等有机溶剂。(2)金属键的强弱与半径成反比
的电荷成正比。
图1
A MN ,B MN3 ,C MN2 。
图2
(2)某晶体的一部分如图2所示,该晶体中A、B、C三种粒子数之比是
A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶4
(3)图3是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构,其
+2价,G的化合价为-2价,则Q的化合价为 +3 。
解析 (2)A 粒子数为 6× 1 =1;B 粒子数为 6×1+3×
晶体结构与性质是高考必考内容,晶体类型的判断及晶体熔、 较相对比较简单;晶胞的分析及计算常出现在最后一问。晶胞 命题 查晶胞中所含微粒的个数、配位数、原子坐标参数、原子在 角度 等;晶胞的计算主要考查原子半径、原子之间的距离、密度计 率等
重点要强化晶胞的分析与计算,首先要掌握金属晶体的各种堆 备考 根据实物模型图来培养学生的空间想象力,掌握如何分析配位 启示 学知识进行相关的计算,把全国卷常考的几种计算类型进行归
2.计算晶体密度和晶体中微粒间距离 (1)计算晶体密度的方法
若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol晶胞中含有x mol微粒,其质量为xM 式量];又因为1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的 因此有xM=ρa3NA。 (2)计算晶体中微粒间距离的方法
常见晶体的结构与性质
一
选修3物质结构与性质
第3讲 晶体结构与性质
1
2
目录
CONTENTS
3
真题体验 命题调研 考点巧讲
命题一 晶体类型的判断及熔、沸点高低的比较
1.(1)(2018年全国Ⅲ卷,35节选)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃),其化学 是 离子键 ,ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙 溶剂,原因是 ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主
12×
1+1=4,含有
4
S22-的个数为
8×18+6×12=4。FeS2
的相对分子
量为
M,阿伏加德罗常数的值为
NA,则晶体的密度为
������A
4������ ·������ 3 ×10-2
g·cm-3= 4������
������A ������
3
×1021
g·cm-3。晶胞中
