2020届高三全国化学一轮复习专题八物质结构与性质专题8 第38讲 晶体结构与性质

方体的顶点，Ca2＋处于立方体的中心)。该晶体中，Ti4＋和周围____1_2___个O2－相紧
邻； 若该晶胞的密度为d
g·cm－3，则钛氧键的键长为__3__d_1·_3N_6A_×___2_2_×__1_0_10___pm
(用含NA
的代数式表示)。
(3) (2018·广东六校联盟二模)NiAs的晶胞结构如下图所示。 ①镍离子的配位数为____4____。 ②若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为ρ g·cm－3，则该晶胞中最近的砷离 子之间的距离为_2_2_3___4_×ρ_N_1_A3_4_×__1_0_10pm。
NaCl 型晶体
CsCl 型晶体
每个 Na＋被 6 个 Cl－所包围，同样，每个 每个 Cs＋被 8 个 Cl－所包围，同样，每个
Cl－也被 6 个 Na＋所包围
Cl－也被 8 个 Cs＋所包围
举题悟法
(1) (2018·广东揭阳期末)NaH 的熔点为 800 ℃，不溶于有机溶剂。NaH 属于__离__子____晶体，其电子式为N__a_＋_[_∶__H_]。－ 单质硒的熔点为 217 ℃，它属于__分__子____ 晶体。
6×48 _3_2_3_×___2_._9_5_×__1_0_－_8_2_×__4_._6_9_×__1_0_－_8_N_A_g·cm－3(用NA表示阿伏德罗常 数的值，列出计算式即可)。
(2) (2018·广东肇庆二模)
Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐的晶胞结构如上图所示(Ti4＋位于立
3. (1) (2016·全国Ⅰ卷)Ge 单晶具有金刚石型结构，其中 Ge 原子的杂化方式为 __s_p_3____，微粒之间存在的作用力是__共__价__键__(_或__非__极__性__键__)_____。
晶胞有两个基本要素： ①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为 Ge 单晶的晶胞，其 中原子坐标参数 A 为(0,0,0)、B 为12，0，12、C 为12，12，0，则 D 原子的坐标参数 为______________。
2. 常见晶体
晶体类型 分子晶体 原子晶体
金属晶体
离子晶体
构成粒子
分子
原子 金属离子和自由电子 阴、阳离子
粒子间的作用力 分子间作用共力价键 金属键(复杂的静电作 离子键 用)
硬度
较小
熔、沸点
较低
举例
CO2
常见
晶体及 结构 结构
有的较小，
大
较大
有的较大
有的较低，
高
较高
有的较高
SiO2
Na
NaCl
3. 离子键与离子晶体 (1) 离子键：阴、阳离子通过 静电作形用成的化学键。 (2) 离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量，晶格能是指拆开1 mol离子晶体 使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。离子所带电荷数越大、离子半径越小 的离子晶体的晶格能越 大。晶格能越大，离子晶体的熔点越 高、硬度越大。 (3) 离子晶体：由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。 (4) 典型的离子晶体有两种结构：NaCl型和CsCl型。氯化钠晶体中，每个钠离 子周围有 6 个氯离子，每个氯离子周围有 6 个钠离子，每个氯化钠晶胞中含有_4_ 个钠离子和 4 个氯离子；氯化铯晶体中，每个铯离子周围有 8 个氯离子，每个氯 离子周围有 8个铯离子，每个氯化铯晶胞中含有 1个铯离子和 1个氯离子。
×100%
＝
ρ
4πNA3ρMr3GGa＋a＋r3AMsA×s10－30×100%。
4. (1) (2018·广东潮州二模)金属钛有两种同素异形体，常温下 是六方堆积，高温下是体心立方堆积。如右图所示是钛晶体的一种 晶胞，晶胞参数a＝0.295 nm，c＝0.469 nm，则该钛晶体的密度为
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＝565.76 pm，其
8×73 密度为___6_._0_2_×__1_0_23_×___5_6_5_.7_6_×__1_0_－_1_0_3___________g·cm－3(列出计算式即可)。
(2) (2016·全国Ⅱ卷)单质铜及镍都是由___金__属___键形成的晶体；某镍白铜合金的 立方晶胞结构如下图所示。
(2) (2017·全国Ⅲ卷)MgO 具有 NaCl 型结构(如下图)，其中阴离子采用面心立方 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 r(O2－)为 ___0__.1__4_8____nm。MnO 也属于 NaCl 型结构，晶胞参数为 a＝0.448 nm，则 r(Mn2＋) 为___0_._0_7__6nm。
2. (1)(2017·全国Ⅱ卷)R 的晶体密度为 d g·cm－3，其立方晶胞参数为 a nm，晶 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 的计算表达 式为_6_0_M2_a_3_d__(_或__a_3Md_N__A_×__1_0_－_21_)。
专题八 物质结构与性质(选考)
第38讲 晶体结构与性质
目标导航 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。
复习目标 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。
3 所以 a＝
13ρ4N×A 4，而 As3－位于其18晶胞的体心，两个 As3－间的距离相当于面对角
线的一半，即为
2 2
3
13ρ4N×A 4×1010 pm。
考点透视
考点 1 常见晶体与晶体类型的判断
基础梳理
1. 晶胞
晶胞是描述晶体结构的基本单元，晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的
最小重复单位。晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
和 1 个 Ni，则一个晶胞的质量为3×6N4A＋59 g，一个晶胞的体积为(a×10－7cm)3，根
3×64＋59
据密度计算公式，d＝mV＝
NA a×10－73
g·cm－3，将 NA＝6.02×1023 代入，即可解得
3 a＝
251 602d
nm。
(3) GaAs 的熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中 Ga 与 As 以共价键
知识体系
问题思考 问题 1：准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，通过 什么方法可以区别晶体、准晶体和非晶体？ [答案] 利用 X-射线衍射法能区分晶体、准晶体和非晶体。 问题 2：NaCl、CsCl、金属晶体、金刚石、干冰晶体的配位数是多少？ [答案]
金属晶体
晶体 NaCl CsCl 简单立 体心立 六方最 面心立方 金刚石 干冰 方堆积 方堆积 密堆积 最密堆积
键合。根据晶胞结构可知晶胞中 Ca 和 As 的个数均是 4 个，所以晶胞的体积是
N4A×MGa＋MAs ρ
cm3，原子总体积是 4×43πr3Ga＋4×43πr3As×10－30
cm3，则
GaAs
晶胞
中
原
子
的
体
积
占
晶
胞
体
积
的
百
分
率
为
4×43πrG3 a＋r3As×10－30 N4A×MGa＋MAs
Ca2＋，
面心为 O2－，该晶体中每个顶点 Ti4＋与面心的 O2－相邻，每个顶点为 8 个晶胞共用，
每个面为 2 个晶胞共用，晶体中 Ti4＋周围紧相邻的 O2－数目为 3×8×12＝12；如图晶
胞中 Ti4＋个数为 8×18＝1，Ca2＋个数为 1，O2－个数为 6×12＝3，令晶胞边长为 x pm，
[解析] (1) 每个晶胞含 Ti 原子数为 12×16＋3＋2×12＝6，晶胞质量是6×NA48 g，
晶
胞
的
体
积
是
33 2
×(2.95×10
－
8)2×4.69×10
－
8
cm3 ， 根 据
ρ
＝
m V
＝
6×48 3 2 3×2.95×10－82×4.69×10－8NA
g·cm－3。(2)
由晶胞结构图可知，体心为
(2) (2018·广东佛山二模)K 和 Na 位于同主族，K2S 的熔点为 840 ℃，Na2S 的熔 点为 950 ℃，前者熔点较低的原因是_K__＋_的__半__径__比__N__a_＋_大__，__K_2_S__的__晶__格__能__比__N__a_2S__小__。
136 ρ＝mV，则 d＝x·1N0A－103，x＝ 3 d1·3N6A×1010，则钛氧键的键长为 3 d1·3N6A× 22×1010pm。
(3) 该晶胞中含有的 Ni3＋数为18×8＋12×6＝4，含有的 As3－数为 4，由图可知砷 离子的配位数为 4，则镍离子的配位数也为 4；设其棱长为 a cm，其质量为13N4×A 4 g，
[解析] (1) ②该晶胞中含有 Ge 原子个数＝8×18＋6×12＋4＝8，所以晶胞的密度
为 ρ＝mV＝6.02×1023×8×56753.76×10－103 g·cm－3。(2) ①Cu 位于面心，故晶胞中 Cu 个
数为 6×12＝3；Ni 位于顶点，故晶胞中 Ni 个数为 8×18＝1。②一个晶胞中有 3 个 Cu
(3) 在 KIO3 晶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 处于__棱___心___位置。
[解析] (1) 金属的熔、沸点与金属键强弱有关，金属键的强弱又与金属的原子 半径以及价电子数有关，原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱。(2) 根据晶胞