高三化学第一轮复习晶体结构全面版42页PPT

第 1 页 共 5 页 第34讲 晶体结构与性质（一）

【考纲要求】

1、理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

2、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。

3、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。

4、了解化学键和分子间作用力的区别。

5、了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

6、了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

7、了解简单配合物的成键情况。

【课前预习区】

一、认识晶体

1、晶体的定义：微观粒子在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质

2、晶体的特性：

（1）有规则的几何外形（自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发的呈现封闭的、规则的多面体外形。） （2）有确定的熔点

（3）各向异性：在不同的方向上表现不同的性质 （4）具有特定的对称性

3、晶体是由晶胞堆积得到的，故晶胞就能反映整个晶体的组成。利用晶胞可以求化学式——均摊法。

均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。若某个粒子为N个晶胞所共有，则该粒子有1/N属于此晶胞。以正方体晶胞为例，晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献为：

顶点原子_______属于此晶胞 棱上原子_______属于此晶胞

面上原子_______属于此晶胞 体内原子完全属于此晶胞

若晶胞为六棱柱，则顶点原子有________属于此晶胞，棱上有________属于此晶胞。

练习、硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合物晶体结构中的重复结构单元如图所示。十二个镁原子间形成正六棱柱，两个镁原子分别在棱柱上底、下底的中心；六个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 （ ）

A、Mg14B6 B、MgB2

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考点一 晶体和晶胞

1．晶体与非晶体的特征

(1)晶体与非晶体的比较

晶体 非晶体

结构特征 结构粒子周期性有序排列 结构粒子无序排列

性质特征 自范性 有 无

熔点 固定 不固定

异同表现 各向异性 各向同性

二者区别方法 间接方法：测定其是否有固定的熔点

科学方法：对固体进行X­射线衍射实验

(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。

2．晶胞

(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。

(2)晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“无隙并置”构成晶体。

(3)晶胞中粒子数目的计算——均摊法

如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1n属于这个晶胞。

命题点(一) 晶胞中微粒数目的计算

1．(2017·江苏高考)某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________________。 2

解析：能量越低越稳定，从图2知，Cu替代a位置Fe型晶胞更稳定，其晶胞中Cu位于8个顶点，N(Cu)＝8×18＝1，Fe位于面心，N(Fe)＝6×12＝3，N位于体心，N(N)＝1，其化学式为Fe3CuN。

答案：Fe3CuN

2．(2013·江苏高考)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。

(1)在1个晶胞中，Zn离子的数目为________。

(2)该化合物的化学式为________。

解析：(1)从晶胞图分析，含有Zn离子为8×18＋6×12＝4。(2)S为4个，所以化合物中Zn与S数目之比为1∶1，则化学式为ZnS。

答案：(1)4 (2)ZnS

命题点(二) 晶体密度及微粒间距离的计算

3．(2017·全国卷Ⅰ)(1)KIO3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______

考点15 晶体结构与性质

考点聚焦

1．了解晶体与非晶体的区别

2．了解常见晶体类型及不同类型晶体的主要性质

3．掌握关于晶胞的简单计算

知识梳理

一、晶体特征及分类：

(1)晶体是内部微粒(原子、离子、分子)在空间按一定规则做 构成的 物质，晶体区别于非晶体的三个特征是：具有 的几何外形，各向 和具有固定的 。

(2)根据晶体内部微粒的 的微粒间 的不同可以将晶体分为通过离子键形成的 晶体，以金属键基本作用形成的 晶体，通过价键形成的 晶体和通过分子间相互作用形成的 晶体。

(3)常见晶体类型比较：

晶体类型 类型

比较 分子晶体 原子晶体 离子晶体 金属晶体

构成晶体

微粒

形成晶体微粒间作用力

作用力大小决定因素 物理性质 熔沸点

硬度

导电性

传热性

延展性

溶解性

典型实例 P4、干冰、硫 金刚石、SiO2 NaCl、KOH、NH4Cl 金属单质

二、晶体的堆积模型

分子晶体中分子间尽可能采用紧密排列方式，分子的排列方式与其形状的关；离子晶体可视为不等径圆球的密堆积，离子晶体中正负离子的配位数主要由正负电荷的 (几何因素)、正负电荷的 (电荷因素)以及离子键的纯粹程度(键性因素)决定；金属晶体的结构可以归结为等径圆球的堆积，可分为Po的简单立方堆积、 型、 型和 型。

三、晶胞

1.概念：描述

叫做晶胞；整块晶体由晶胞“无隙并置”而成；晶胞①中Ti、O、Ca原子数分别为 、 、 ；晶胞②中A、B、C、D原子数分别为 、 、 、 。

高三化学专题复习――晶体类型与结构、性质关系

主要内容：

1．比较四种晶体的构成微粒、微粒间作用力和性质特征，并掌握晶体的结构特征

2．掌握影响物质的熔、沸点高低的因素

3．理解金属键与金属通性间的关系

学习指导

(一)晶体类型与结构、性质关系

晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。掌握下表内容是重点之一。对一些常见物质，要会判断其晶体类型。

比较四种晶体类型

晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体

构成晶体微粒 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子、自由电子

微粒间作用 离子键 共价键 分子间作用力 金属键

熔点、沸点 较高 很高 低 高低悬殊

硬度 大 很大 小 差异大

延展性 差 差 强

导电性 差(熔融态水溶液能导电) 差 差 强

水溶性 大多易溶 难溶 相似相溶 不溶或与H2O反应

实例 NaCl 金刚石 干冰 Na、W

物质类别 大部分盐酸碱

金属氧化物等离子

化合物 晶体硅

碳化硅

二氧化硅等 大多非金属单质

气态氢化物、大多非金属氧化物

酸、大多有机物 金属

(二)如何比较物质熔、沸点高低

1．由晶体结构来确定.首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素.

①一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体

如：Si02＞NaCl＞CO2(干冰)，但也有特殊，如熔点：MgO＞SiO2

②同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高. 如：金属石＞金刚砂＞晶体硅 原因 ccr＜sicr＜sisir

③同类型的离子晶体，离子电荷数越大，阴、阳离子核间距越小，则离子键越牢固，晶体的熔、沸点一般越高.可根据F=K22121)r(rgg进行判断

如：MgO＞NaCl