高中化学晶体结构

高中化学晶体结构知识点1、晶体类型判别：分子晶体：大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。

原子晶体：仅有几种，晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）、二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、石英等；金属晶体：金属单质、合金；离子晶体：含离子键的物质，多数碱、大部分盐、多数金属氧化物；2、分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定：离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数（离子键强弱）决定，分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定，原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定，且共价键越强，熔点越高。

4、金属熔沸点高低的比较：（1）同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔沸点升高。

（2）同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔沸点降低。

（3）合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。

（4）金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低（-38.9℃），而铁等金属熔点很高（1535℃）。

5、原子晶体与金属晶体熔点比较：原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高，如金属钨的熔点就高于一般的原子晶体。

6、分子晶体与金属晶体熔点比较：分子晶体的熔点不一定就比金属晶体的低，如汞常温下是液体，熔点很低。

7、判断晶体类型的主要依据？一看构成晶体的粒子（分子、原子、离子）；二看粒子间的相互作用；另外，分子晶体熔化时，化学键并未发生改变，如冰→水。

8、化学键：化学变化过程一定发生就化学键的断裂和新化学键的形成，但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化，如食盐的熔化会破坏离子键，食盐结晶过程会形成离子键，但均不是化学变化过程。

9、判断晶体类型的方法？（1）依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用力是离子键。

②原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键。

微专题6晶体结构的分析与计算1．常见共价晶体结构的分析晶体晶体结构结构分析金刚石(1)每个C与相邻4个C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6个C组成且6个C不在同一平面内(4)每个C参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2(5)密度＝8×12 g·mol－1N A×a3 cm3(a为晶胞边长，N A为阿伏加德罗常数的值)SiO2(1)每个Si与4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“12O”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数比为1∶2(3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si(4)密度＝8×60 g·mol－1N A×a3 cm3(a为晶胞边长，N A为阿伏加德罗常数的值)SiC、BP、AlN (1)每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构(2)密度：ρ(SiC)＝4×40 g·mol－1N A×a3 cm3；ρ(BP)＝4×42 g·mol－1N A×a3 cm3；ρ(AlN)＝4×41 g·mol－1N A×a3 cm3(a为晶胞边长，N A为阿伏加德罗常数的值)2.常见分子晶体结构的分析晶体晶体结构结构分析干冰(1)每8个CO2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2(2)每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个(3)密度＝4×44 g·mol－1N A×a3 cm3(a为晶胞边长，N A为阿伏加德罗常数的值)白磷密度＝4×124 g·mol－1N A×a 3 cm 3(a为晶胞边长，N A为阿伏加德罗常数的值)3.常见离子晶体结构的分析NaCl型CsCl型ZnS型CaF2型晶胞配位数684F－：8；Ca2＋：4密度的计算(a为晶胞边长，N A为阿伏加德罗常数的值)4×58.5 g·mol－1N A×a3 cm3168.5 g·mol－1N A×a3 cm34×97 g·mol－1N A×a3 cm34×78 g·mol－1N A×a3 cm31．AB型化合物形成的晶体结构多种多样。

几种常见晶体结构分析一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。

阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，使整个晶体不显电性且能量最低。

离子的配位数分析如下：离子数目的计算：在每一个结构单元（晶胞）中，处于不同位置的微粒在该单元中所占的份额也有所不同，一般的规律是：顶点上的微粒属于该单元中所占的份额为18，棱上的微粒属于该单元中所占的份额为14，面上的微粒属于该单元中所占的份额为12，中心位置上（嚷里边）的微粒才完全属于该单元，即所占的份额为1。

1.氯化钠晶体中每个Na +周围有6个C l －，每个Cl －周围有6个Na +，与一个Na +距离最近且相等的Cl －围成的空间构型为正八面体。

每个N a +周围与其最近且距离相等的Na +有12个。

见图1。

晶胞中平均Cl －个数：8×18 + 6×12 ＝ 4；晶胞中平均Na +个数：1 + 12×14＝ 4 因此NaCl 的一个晶胞中含有4个NaCl （4个Na +和4个Cl －）。

2.氯化铯晶体中每个Cs +周围有8个Cl －，每个Cl －周围有8个Cs +，与一个Cs +距离最近且相等的Cs +有6个。

晶胞中平均Cs +个数：1；晶胞中平均Cl －个数：8×18＝ 1。

因此CsCl 的一个晶胞中含有1个CsCl （1个Cs +和1个Cl －）。

二、金刚石、二氧化硅——原子晶体1.金刚石是一种正四面体的空间网状结构。

每个C 原子以共价键与4个C 原子紧邻，因而整个晶体中无单个分子存在。

由共价键构成的最小环结构中有6个碳原子，不在同一个平面上，每个C 原子被12个六元环共用，每C —C 键共6个环，因此六元环中的平均C 原子数为6×112 ＝ 12 ，平均C —C 键数为6×16 ＝ 1。

C 原子数: C —C 键键数 ＝ 1:2； C 原子数: 六元环数 ＝ 1:2。

高中化学常见晶体结构
高中化学常见晶体结构
1、六方晶系
六方晶系是最常见的晶体结构形式，它是比较复杂的立方晶系的一种特殊晶系结构。

它有六个面对称，每个晶体晶面都与等边三角型对称，比如金刚石的晶体结构。

2、立方晶系
立方晶系结构是一种具有八个面对称的晶体结构，每个晶体晶面都与等边正方形对称，比如氯化钠的晶体结构。

3、非六方晶系
非六方晶系是指其他晶体体系，如柱晶系、针晶系、釉晶系等，这些晶体的晶面并不都与等边三角形或等边正方形对称，比如电镀银的晶体结构。

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高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较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.3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。

晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”.4、晶胞中微粒数的计算方法-—均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。

中学常见的晶胞为立方晶胞.立方晶胞中微粒数的计算方法如下：①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。

二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体质硬度一般较软很硬一般较硬，少部分软较硬熔沸点很低很高一般较高，少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应）大多易溶于水等极性溶剂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（除硅）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实例气态氢化物、酸（如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质(如P4、Cl2）、非金属氧化物（如SO2、CO2，SiO2除外)、绝大多数有机物（有机盐除外）一部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼），一部分非金属化合物(如SiC、SiO2）金属单质与合金（Na、Mg、Al、青铜等）金属氧化物（如Na2O）,强碱（如NaOH），绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等）2、晶体熔、沸点高低的比较方法（1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体.金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。

（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。

如熔点:金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强,相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。

晶体结构与性质一、晶体得常识1、晶体与非晶体晶体与非晶体得本质差异得到晶体得途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等）③固定得熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体与非晶体最可靠得科学方法）2、晶胞--描述晶体结构得基本单元、即晶体中无限重复得部分一个晶胞平均占有得原子数=×晶胞顶角上得原子数+×晶胞棱上得原子+×晶胞面上得粒子数+1×晶胞体心内得原子数思考：下图依次就是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞得示意图、它们分别平均含几个原子？eg：1、晶体具有各向异性。

如蓝晶（Al2O3·SiO2）在不同方向上得硬度不同；又如石墨与层垂直方向上得电导率与与层平行方向上得电导率之比为1：1000。

晶体得各向异性主要表现在（）①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质A、①③B、②④C、①②③D、①②③④2、下列关于晶体与非晶体得说法正确得就是（）A、晶体一定比非晶体得熔点高B、晶体一定就是无色透明得固体C、非晶体无自范性而且排列无序D、固体SiO2一定就是晶体3、下图就是CO2分子晶体得晶胞结构示意图、其中有多少个原子？二、分子晶体与原子晶体1、分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合得晶体注意：a、构成分子晶体得粒子就是分子b、分子晶体中、分子内得原子间以共价键结合、相邻分子间以分子间作用力结合①物理性质a、较低得熔、沸点b、较小得硬度c、一般都就是绝缘体、熔融状态也不导电d、“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂、极性分子一般能溶于极性溶剂②典型得分子晶体a、非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等b、酸：H2SO4 、HNO3、H3PO4等c、部分非金属单质:：X2、O2、H2、S8、P4、C60d、部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、N2O4、P4O6、P4O10等f、大多数有机物：乙醇、冰醋酸、蔗糖等③结构特征a、只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻得分子）CO2晶体结构图b、有分子间氢键--分子得非密堆积以冰得结构为例、可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2、原子晶体--相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构得晶体注意：a、构成原子晶体得粒子就是原子 b、原子间以较强得共价键相结合①物理性质a、熔点与沸点高b、硬度大c、一般不导电d、且难溶于一些常见得溶剂②常见得原子晶体a、某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等b、某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体c、某些氧化物：二氧化硅（ SiO2）晶体、Al2O3金刚石得晶体结构示意图二氧化硅得晶体结构示意图思考：1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅与锗得熔点与硬度依次下降2、“具有共价键得晶体叫做原子晶体”、这种说法对吗？eg：1、在解释下列物质性质得变化规律与物质结构间得因果关系时、与键能无关得变化规律就是（）A、HF、HCI、HBr、HI得热稳定性依次减弱B、金刚石、硅与锗得熔点与硬度依次下降C、F2、C12、Br2、I2得熔、沸点逐渐升高D、N2可用做保护气2、氮化硼就是一种新合成得无机材料、它就是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀得物质。

高中化学之晶体结构的计算知识点Nacl、Cscl、金刚石、石墨、干冰、二氧化硅等典型晶体的结构都是立体的，如何从平面图想像出三维实物的结构形态，这是解决有关问题的关键。

首先可以利用直观结构模型，逐步建立起准确、清晰的立体形象，提高空间想像力。

其次还需掌握基本的解题技巧：在晶体结构中切割一个基本结构单元，弄清该单元中点、边、面为多少个基本结构单元所共有，则这一个点、一条边、一个面对一个基本结构单元的贡献只能是它的10／ｎ（ｎ为共有的基本结构单元数）。

一、ＮａＣl型（如图）1．在晶体中，每个Ｎａ＋同时吸引6个Ｃｌ－，每个Ｃｌ－同时吸引着6个Ｎａ＋，阴、阳离子数目之比是1∶1。

2．在晶体结构中，每个基本结构单元（小立方体）的8个顶点分别由4个Ｎａ＋、4个Ｃｌ－相邻占据，每个小立方体含Ｎａ＋：（1／8）×4＝（1／2）个、含Ｃｌ－：（1／8）×4＝（1／2）个。

每个晶胞由8个小立方体构成，故每个晶胞有ＮａＣｌ微粒8×（1／2）＝4个。

3．在晶体中，经过立方体的中心Ｎａ＋的平面有三个，每个平面的四个顶点上的Ｎａ＋都同晶体中与中心Ｎａ＋最接近且距离相等。

所以，在晶体中，每个Ｎａ＋周围与它最接近的距离相等的Ｎａ＋的个数共有12个。

同理，每个Ｃｌ－周围与它最接近且距离相等的Ｃｌ－的个数也有12个。

图1 NａＣｌ晶体图2 ＣｓＣｌ晶体二、ＣｓＣｌ型（如图2）1．在晶体中，每个Ｃｌ－吸引8个Ｃｓ＋，每个Ｃｓ＋吸引8个Ｃｌ－，Ｃｓ＋与Ｃｌ－的个数比为1∶1。

2．每个基本结构单元中（小立方体）含Ｃｌ－：（1／8）×8＝1个，含Ｃｓ＋1个。

3．在晶体中，若以一个Cｓ＋为原点作三维空间坐标系，以相邻最接近的Ｃｓ＋间的距离为半径作球面与坐标系共有6个交点。

所以，每个Ｃｓ＋周围与它最接近且距离相等的Ｃｓ＋的个数共有6个。

同理，每个Ｃｌ－周围与它最接近的且距离相等的Ｃｌ－共有6个。

三、干冰型（如图）以晶型小立方体一个顶点为中心，相邻的三棱两两为边作截面（三个），根据晶体是由多个晶胞累积扩展的原则，可想像出来表示在晶胞图上与一个ＣＯ２分子相邻且等距离的ＣＯ２分子共有12个。

晶体结构【知识动脉】一、晶体与非晶体1. 晶体：是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。

非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。

[思考]晶体规则的几何外型与组成晶体的微粒在空间的存在什么关系？表3-12. 晶体的基本性质(1)自范性：即晶体能自发地呈现几何多面体外形的性质(2)均一性(3)各向异性(4)对称性(5)有确定的熔点3. 晶体和非晶体的本质区别：构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列4. 得到晶体三条途径：(1)熔融态物质凝固；冷却速率恰当，得到规则晶体。

冷却速率过快，会得到不规则块状物质看不到几何外形的粉末(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；[分组实验1]晶体碘的升华和凝华：在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。

把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。

[投影]实验现象：固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷，又重新凝聚成固体。

实验结论：晶体碘可产生凝华现象(3)溶质从溶液中析出。

二、常见的晶体1. 离子晶体氯化钠型氯化铯型2. 分子晶体干冰的晶体结构3. 金属晶体晶体的堆积方式：4. 原子晶体金刚石石英【例题1】分析化学中常用X射线研究晶体结构，有一种蓝色晶体［可表示为：M x Fe y(CN)z］，研究表明它的结构特性是：Fe2+和Fe3+分别占据立方体的顶点，自身互不相邻，而CN－位于立方体的棱上。

晶体的晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是（）A．该晶体中含有共价键，是共价晶体B．M离子位于晶胞面心，呈+2价C．M离子位于晶胞体心，呈+1价，且M+空缺率为50%（体心中没有M+占总体心的百分比）D．晶体的化学式可表示为MFe2(CN)6，且M为+1价答案：B【变式训练1】右图表示一个晶胞，该晶胞为正方体型，原子(或分子、离子)位于正方体的顶点和面心。

试回答下列问题(只需回答一种代表物即可)：(1)若这是一个分子晶体的晶胞，其代表物质是；(2)若这是一个金属晶体的晶胞，其代表物质是；(3)若这是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中其他碳原子的数目和位置是；(4)若这是一个不完整的NaCl晶胞，且顶点和面心的实心球表示Na＋，则晶胞中Cl－位置是；(5)若这是一个不完整的CaF2晶胞，且已知CaF2中Ca2+的F－配位数为8，则图中实心球表示Ca2＋还是F—？答：。

高中化学知识点：晶体结构与性质晶体常识1．晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒在三维空间里呈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无各向异性区别方法熔点法有固定熔点无固定熔点X射线对固体进行X-射线衍射实验2.晶胞(1)概念：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。

分子晶体和原子晶体1．分子晶体(1)结构特点①晶体中只含分子。

②分子间作用力为范德华力，也可能有氢键。

③分子密堆积：一个分子周围通常有12个紧邻的分子。

(2)典型的分子晶体①冰：水分子之间的主要作用力是氢键，也存在范德华力，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。

②干冰：CO2分子之间存在范德华力，每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子。

2．原子晶体(1)结构特点①晶体中只含原子。

②原子间以共价键结合。

③三维空间网状结构。

(2)典型的原子晶体——金刚石①碳原子取sp3杂化轨道形成共价键，碳碳键之间夹角为109°28′。

②每个碳原子与相邻的4个碳原子结合。

金属晶体1．“电子气理论”要点(1)该理论把金属键描述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”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。

(2)金属晶体是由金属阳离子、自由电子通过金属键形成的一种“巨分子”。

(3)金属键的强度差异很大。

2．金属晶体的构成、通性及其解释金属晶体结构微粒作用力名称导电性导热性延展性金属阳离子、自由电子金属键自由电子在电场中定向移动形成电流电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子碰撞而导热当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层就会相对滑动，但不会改变其体系的排列方式，而弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用3.金属晶体的常见堆积结构型式常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积A1Cu、Ag、Au 12体心立方堆积A2Na、K、Fe 8六方最密堆积A3Mg、Zn、Ti 12离子晶体1．离子晶体(1)概念①离子键：阴、阳离子间通过静电作用(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化学键。