晶体结构与性质课件.pptx

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1、第39讲晶体结构与性质,第十二章物质结构与性质(选考),第39讲晶体结构与性质第十二章物质结构与性质(选考),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。3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.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。6.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。7.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。,考纲要求,考点一晶体常识,考点

2、三突破五类晶体模型,考点二晶体的组成和性质,内容索引,考能提升探究高考明确考向,课时作业,考点一晶体常识考点三突破五类晶体模型考点二晶体,考点一晶体常识,考点一晶体常识,1.晶体与非晶体,知识梳理,周期性有序,无序,有,无,固定,不固定,各向异性,各向同性,X-射线衍射,熔点,1.晶体与非晶体知识梳理晶体非晶体结构特征结构微粒,2.得到晶体的途径(1) 物质凝固。(2) 物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中 。3.晶胞(1)概念描述晶体结构的 。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有 。并置：所有晶胞 排列、 相同。,熔融态,气态,析出,基本单元,任何间隙,平行,

3、取向,2.得到晶体的途径熔融态气态析出基本单元任何间隙平行取向,1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)冰和碘晶体中相互作用力相同()(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列()(3)凡有规则外形的固体一定是晶体()(4)固体SiO2一定是晶体()(5)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块()(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”()(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验(),1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”深度思考,2.如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是_，乙中a与b的个数比是_，丙中一个晶胞中有_个c

4、离子和_个d离子。,4,答案,解析,21,11,4,2.如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比,3.下图为离子晶体空间构型示意图：(阳离子，阴离子)以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：,A_、B_、C_。,答案,解析,MN,MN3,MN2,3.下图为离子晶体空间构型示意图：(阳离子，阴离子)以M,晶体结构与性质课件,解题探究,题组一认识各类晶胞1.下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为2价，G为2价，则Q的化合价为_。,答案,解析,R、G、Q的个数之比为142，则其化学式为RQ2G4。由于R为2价，G为2价，所以Q为3价。,

5、3价,解题探究题组一认识各类晶胞答案解析3价,2.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是A.394 B.142C.294 D.384,答案,解析,A粒子数为 ；B粒子数为 ；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为142。,3.已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图，则LaNin中n_。,答案,解析,所以n5。,5,3.已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图，则LaNin中n,4.Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为_。,答案,解析,CuH,根据晶胞结构可以判断：Cu()： 36；H()：6 136，所以化学式为CuH。,4.

6、Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下,5.(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为_。,答案,解析,每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。,MgB2,5.(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁,(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为_。,答案,解析,从图可看出，每个 单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构

7、单元共用，所以BO1(12/2)12，化学式为 。,(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一,6.已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单键结合，试根据下图确定该晶体的化学式为_。,答案,B3A4,6.已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单键结,题组二晶胞的密度及微粒间距离的计算7.Cu与F形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为a gcm3，则Cu与F最近距离为_pm。(阿伏加德罗常数用NA表示，列出计算表达式，不用化简；图中为Cu， 为F),答案,解析,题组二晶胞的密度及微粒间距离的计算答案解析,设晶胞的棱长为x cm，F：4，其化学式为

8、CuF。ax3NA4M(CuF)，,最短距离为小立方体体对角线的一半，,设晶胞的棱长为x cm，最短距离为小立方体体对角线的一半，,8.如图为Na2S的晶胞，该晶胞与CaF2晶胞结构相似，设晶体密度是 gcm3，试计算Na与S2的最短距离为_ cm(阿伏加德罗常数用NA表示 ，只写出计算式)。,答案,解析,8.如图为Na2S的晶胞，该晶胞与CaF2晶胞结构相似，设晶,其个数之比为12，所以代表S2，代表Na。,设晶胞边长为a cm，则a3NA478,其个数之比为12，所以代表S2，代表Na。设晶胞边,晶体结构与性质课件,晶胞计算的思维方法(1)晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分

9、析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。解决这类题，一是要掌握晶体“均摊法”的原理，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。,反思归纳晶胞计算的思维方法,(2)“均摊法”原理,(2)“均摊法”原理,特别提醒在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都

10、可用均摊法。(3)晶体微粒与M、之间的关系若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 g(M为微粒的相对“分子”质量)；1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积，为晶胞的密度)，则1 mol晶胞的质量为a3NA g，因此有xMa3NA。,特别提醒在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形,考点二晶体的组成和性质,考点二晶体的组成和性质,1.四类晶体的比较,知识梳理,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,较小,很大,很大,很小,较大,1.四类晶体的比较知识梳理类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶,较低,很高

11、,很高,很低,较高,熔、沸点_ _ 有的 ，有的 _,物质类别及举例所有非金属氢化物(如水、硫化氢)、部分非金属单,2.离子晶体的晶格能(1)定义气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位： 。(2)影响因素离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越 。离子的半径：离子的半径越 ，晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系 晶格能越大，形成的离子晶体越 ，且熔点越高，硬度越 。,kJmol1,大,小,稳定,大,2.离子晶体的晶格能kJmol1大小稳定大,1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子()(2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子()

12、(3)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高()(4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低()(5)离子晶体一定都含有金属元素()(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体()(7)原子晶体的熔点一定比离子晶体的高()(8)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高(),1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”,2.在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石，晶体氩。(1)其中只含有离子键的离子晶体是_。(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_。(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键

13、的离子晶体是_。(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_。(5)其中含有极性共价键的非极性分子是_。(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是_。(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_。,NaCl、Na2S,NaOH、(NH4)2S,(NH4)2S,Na2S2,CO2、CCl4、C2H2,C2H2,H2O2,答案,答案,答案,答案,答案,答案,答案,2.在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、N,(8)其中含有极性共价键的原子晶体是_。(9)不含共价键的分子晶体是_，只含非极性键的原子晶体是_。,SiO2、SiC,晶体氩,晶体硅、金刚石,答案

14、,答案,(8)其中含有极性共价键的原子晶体是_。S,1.分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ，熔融态不导电：_。(2)溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不导电：_。(3)五氟化矾，无色晶体，熔点19.5 ，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：_。(4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：_。(5)SiI4：熔点120.5 ，沸点287.4 ，易水解：_。(6)硼：熔点2 300 ，沸点2 550 ，硬度大：_。(7)硒：熔点217 ，沸点685 ，溶于氯仿：_。(8)锑：熔点630.74 ，沸点1 750 ，导电：_。,原子晶体,分子晶体,分子晶体,

15、离子晶体,分子晶体,原子晶体,分子晶体,金属晶体,答案,解析,解题探究,题组一晶体类型的判断,1.分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。原子晶体分子晶体,晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合是判断晶体类型的重要依据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。原子晶体熔融态不导电，离子晶体熔融时或其水溶液都能导电。原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般原子晶体和分子晶体熔融态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂往往也是分子晶体的特征之一。金属晶体能导电。,晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合是判断晶体,2.现有几组

16、物质的熔点()数据：,2.现有几组物质的熔点()数据：A组B组C组D组金刚石：3,据此回答下列问题：(1)A组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。,A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。,答案,解析,原子,共价键,(2)B组晶体共同的物理性质是_(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性,B组为金属晶体，具有四条共性。,答案,解析,(3)C组中HF熔点反常是由于_。,HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。,HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可),答案,解析,据此回答下列问题：A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价,(4)D组

17、晶体可能具有的性质是_(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电,D组属于离子晶体，具有两条性质。,答案,解析,(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl，其原因为_。,D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。,答案,解析,D组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高,(4)D组晶体可能具有的性质是_(填序号)。D组属于,晶体类型的5种判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价

18、键。分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。,解题指导晶体类型的5种判断方法,(2)依据物质的分类判断金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。金属单质是金属晶体。,(2)依据物质的分类判断,(3)依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高。原

19、子晶体的熔点很高。分子晶体的熔点低。金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。,(3)依据晶体的熔点判断,(4)依据导电性判断离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。金属晶体是电的良导体。,(4)依据导电性判断,(5)依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大、硬而脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。,(5)依据硬度和机械性能判断,注意(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。(

20、2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.421010 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.541010 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点190 )。(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。,注意(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(,题组二晶体熔、沸点的比较3.下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是A.Cl2I2B.SiCl4CCl4C.NH3PH3D.C(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3,A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量

21、大的熔、沸点高；C项属于分子结构相似的情况，但存在氢键的熔、沸点高；D项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链少的熔、沸点高。,答案,解析,4.离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是A.KClNaClBaOCaOB.NaClKClCaOBaOC.CaOBaONaClKClD.CaOBaOKClNaCl,离子晶体中，晶格能越大，晶体熔、沸点越高；离子所带电荷总数越多，半径越小，晶格能越大。,答案,解析,5.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是O2、I2、HgCO、KCl、SiO2Na、K、RbNa、Mg、Al

22、A. B.C. D.,答案,解析,中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故错；中SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故正确；中Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故错；中Na、Mg、Al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故正确。,分类比较晶体的熔、沸点(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的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，如汞、镓、铯等熔、沸点很低，金属晶体一般不参与比较。(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

23、点高。如熔点：金刚石石英碳化硅硅。,分类比较晶体的熔、沸点思维建模,(3)离子晶体一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。(4)分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4，F2Cl2Br2I2。,(3)离子晶体,组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CON2，CH3OHCH3CH3。同分异构体

24、，支链越多，熔、沸点越低。如：CH3CH2CH2CH2CH3 。,组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大,考点三突破五类晶体模型,考点三突破五类晶体模型,1.原子晶体(金刚石和二氧化硅),知识梳理,1.原子晶体(金刚石和二氧化硅)知识梳理,(1)金刚石晶体中，每个C与另外 个C形成共价键，CC 键之间的夹角是10928，最小的环是 元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有 mol。(2)SiO2晶体中，每个Si原子与 个O成键，每个O原子与 个硅原子成键，最小的环是 元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是 原子，1 mol SiO2中含有 mol SiO键。,4,

25、六,2,4,2,十二,Si,4,(1)金刚石晶体中，每个C与另外 个C形成共价键，CC,2.分子晶体(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有 个。,(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的 个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成 mol“氢键”。,12,4,2,2.分子晶体(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的,3.离子晶体,(1)NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引 个Cl，每个Cl同时吸引 个Na，配位数为 。每个晶胞含 个Na和 个Cl。(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引 个Cs，每个Cs吸引 个Cl，配位数为 。,6,6,6,4,4,

26、8,8,8,3.离子晶体(1)NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引,4.石墨晶体,石墨层状晶体中，层与层之间的作用是 ，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 ，C原子采取的杂化方式是 。,分子间作用力,2,sp2,4.石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间的作用是,5.常见金属晶体的原子堆积模型,5.常见金属晶体的原子堆积模型结构型式常见金属配位数晶胞面心,特别提醒(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na周围的Na数目(Na用“”表示)：,每个面上有4个，共计12个。(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K

27、、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。,特别提醒(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注,1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)在金属钠形成的晶体中，每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个()(2)在NaCl晶体中，每个Na周围与其距离最近的Na有12个()(3)在CsCl晶体中，每个Cs周围与其距离最近的Cl有8个()(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其最近的镁原子有6个(),1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”深度思考,2.在晶体模型中，金刚石中的“棍”和干冰中的“棍”表示的意义一样吗？分子晶体中

28、有化学键吗？,答案,不一样，金刚石中表示的是CC共价键，而干冰中的“棍”表示分子间作用力；分子晶体中多数含有化学键(如CO2中的C=O键)，少数则无(如稀有气体形成的晶体)。,2.在晶体模型中，金刚石中的“棍”和干冰中的“棍”表示的意义,3.下列排列方式中：A.ABCABCABCB.ABABABABABC.ABBAABBAD.ABCCBAABCCBA，属于镁型堆积方式的是_；属于铜型堆积方式的是_。,答案,B,A,3.下列排列方式中：A.ABCABCABCB.ABABAB,解题探究,题组一强化记忆晶体结构1.判断下列物质的晶胞结构，将对应序号填在线上。,解题探究题组一强化记忆晶体结构,晶体结构

29、与性质课件,(1)干冰晶体 ；(2)氯化钠晶体 ；(3)金刚石 ；(4)碘晶体 ；(5)氟化钙 ；(6)钠 ；(7)冰晶体 ；(8)水合铜离子 ；(9)H3BO3晶体 ；(10)铜晶体 。,答案,答案,答案,答案,答案,答案,答案,答案,答案,答案,(1)干冰晶体 ；答案答案答案答案答,2.碳的第三种同素异形体金刚石，其晶胞如图丁所示。已知金属钠的晶胞(体心立方堆积)沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图A所示，则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图_(从AD图中选填)。,答案,2.碳的第三种同素异形体金刚石，其晶胞如图丁所示。已知金,题组二晶胞中原子半径及空间利用率的计算3.

30、用晶体的X-射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如下图)，已知该晶体的密度为9.00 gcm3，晶胞中该原子的配位数为_；Cu的原子半径为_cm(阿伏加德罗常数为NA，要求列式计算)。,12,答案,解析,题组二晶胞中原子半径及空间利用率的计算12答案解析,设晶胞的边长为a cm，则a3NA464,设晶胞的边长为a cm，则a3NA464,4.2016全国卷，37(5)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm

31、和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。,原子晶体,答案,解析,共价,4.2016全国卷，37(5)GaAs的熔点为1 2,GaAs的熔点很高，则其晶体类型为原子晶体，Ga和As以共价键键合。由晶胞结构可知一个晶胞中含有As、Ga原子的个数均为4个，则晶胞的体积为 4，又知二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm，,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为,GaAs的熔点很高，则其晶体类型为原子晶体，Ga和As以共价,晶体结构的相关计算(1)晶胞质量晶胞占有的微粒的质量晶胞占有的微粒数 。,(3)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积

32、中的几组公式(设棱长为a，原子半径为r)面对角线长 a。体对角线长 a。体心立方堆积4r a面心立方堆积4r a。,练后反思晶体结构的相关计算(3)金属晶体中体心立方堆积、面心,考能提升,探究高考 明确考向,考能提升探究高考 明确考向,1.2016全国卷，37(6)晶胞有两个基本要素：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( ，0， )；C为( ， ，0)。则D原子的坐标参数为_。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1.2016全国卷，37(6)晶胞有两个基本要素：答,由Ge单晶晶胞结构示意图，可知D

33、原子与A原子及位于3个相邻面面心的3个原子构成了正四面体结构，D原子位于正四面体的中心，再根据A、B、C三个原子的坐标参数可知D原子的坐标参数为 。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,由Ge单晶晶胞结构示意图，可知D原子与A原子及位于3个相邻面,晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数答案,由锗单晶的晶胞结构示意图，可知该晶胞中位于顶点的有8个原子，位于面心的有6个原子，位于内部的有4个原子，

34、则一个晶胞中所含有的锗原子个数为8 6 48，再由晶胞参数可知该晶胞的边长为565.76 pm的正方体，则其密度为 gcm3。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,由锗单晶的晶胞结构示意图，可知该晶胞中位于顶点的有8个原子，,2.2016全国卷，37(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。,答案,解析,晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。,31,根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6 3，镍原子的个数为8 1，则铜和镍的数量比为31；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2.2016全国卷，37(4)某镍白铜合金的立方晶胞,若合金的密度为d gcm3，晶胞参数a_nm。,

35、答案,解析,根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为d gcm3，根据 ，则晶胞参数a 107 nm。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,若合金的密度为d gcm3，晶胞参数a_,3.2016全国卷，37(4)GaF3的熔点高于1 000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是_。,GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,3.2016全国卷，37(4)GaF3的熔点高于1,4.(2016四川理综，8)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数

36、的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：(1)R基态原子的电子排布式是_，X和Y中电负性较大的是_(填元素符号)。,答案,解析,1s22s22p63s1(或Ne3s1),Cl,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,4.(2016四川理综，8)M、R、X、Y为原子序数依次增,M基态原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为氧元素，R为钠元素，X的原子序数大于R，为硫元素，则Y为氯元素，Z基态原子的核外电子排布式为Ar3d54s1，为24号元素铬。11号元素钠的基态原子的电子排布式为1

37、s22s22p63s1。同一周期元素，随原子序数递增，电负性增大，Cl的电负性强于S。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,M基态原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为氧元素，R,(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是_。,答案,解析,H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点高于H2S。,H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键,(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是_。,SO3的价层电子对数为3，无孤电子对，为平面三角形。,平面三角形,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(2)X的氢化物的沸点低于与其

38、组成相似的M的氢化物，其原因是,(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。,答案,解析,Na2S晶胞中黑球个数为8，白球个数为8 6 4，所以黑球表示Na。,Na,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，,(5)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为3价，该反应的化学方程式是_。,答案,解析,6价铬中K2Cr2O7 呈橙色，将H2O2氧化为O2，自身被还原为Cr2(SO4)3，注意溶液呈酸性，配平。,3H2O2K2Cr2O74H2SO4

39、 =3O2K2SO4Cr2(SO4)37H2O,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(5)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种,5.(2016海南，19)M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质M的晶体类型为_，晶体中原子间通过_作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为_。,答案,金属晶体,金属键,12,(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为_，其同周期元素中，第一电离能最大的是_(写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是_(写化学式)，该酸根离子的立体构

40、型为_。,答案,1s22s22p63s23p5,HClO4,Ar,正四面体,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,5.(2016海南，19)M是第四周期元素，最外层只有,(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。,该化合物的化学式为_，已知晶胞参数a0.542 nm，此晶体的密度为_gcm3。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是_。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_。,CuCl,Cu(NH3)42,Cu可与氨形成易溶于水,的配位化合物(或配离子),答案,1,2,3,4,5,6,7,8,

41、9,10,11,(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的,6.2015全国卷，37(4)(5)碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_晶体。,答案,分子,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,6.2015全国卷，37(4)(5)碳及其化合物广泛,(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：,答案,3,在石墨烯晶体中，每个C原子连接_个六元环，每个六元环占有_个C原子。在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_个六元环，六元

42、环中最多有_个C原子在同一平面。,2,12,4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所,7.2015海南，19(2)(3)(4)(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为_、_。,2,4,分析钒的某种氧化物的晶胞结构可利用切割法计算，晶胞中实际拥有的阴离子数目为4 24，阳离子个数为8 12。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,7.2015海南，19(2)(3)(4)(2)钒的,(3)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是_对，

43、分子的立体构型为_；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为_；该结构中SO键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约160 pm，较短的键为_(填图2中字母)，该分子中含有_个键。,3,V形,sp2杂化,sp3杂化,a,12,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(3)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中,SO2分子中S原子价电子排布式为3s23p4，价层电子对数是3对，分子的立体构型为V形；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化；根据题中SO3的

44、三聚体环状结构图，可知该结构中S原子形成了四个共价键，则杂化轨道类型为sp3杂化；该结构中SO键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约160 pm，a键除了键外还有键的成分，b键为键，故较短的键为a，由图可知该分子中含有12个键。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,SO2分子中S原子价电子排布式为3s23p4，价层电子对数是,(4)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为_；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为_。,正四面体形,NaVO3,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

45、,11,(4)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO,钒酸钠(Na3VO4)中的阴离子 的中心原子(V)有4对价层电子对，且与4个O原子形成了4个共价键，故其立体构型为正四面体形；由偏钒酸钠的阴离子呈如题中图3所示的无限链状结构，可知偏钒酸钠的阴离子为 ，则偏钒酸钠的化学式为NaVO3。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,钒酸钠(Na3VO4)中的阴离子 的中心原子(V),8.2014新课标全国卷，37(3)(4)节选(3)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。(4)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数

46、a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示Al单质的密度_gcm3(不必计算出结果)。,12,16,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,8.2014新课标全国卷，37(3)(4)节选(3),9.2014新课标全国卷，37(4)(5)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的 3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为_。,1,答案,解析,1,2,3,4

47、,5,6,7,8,9,10,11,9.2014新课标全国卷，37(4)(5)周期表前四,e为Cu，c为O，由图1可知，晶胞中含Cu原子数为4个，含O原子为812个，故化学式为Cu2O，O为2价，则Cu为1价。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,e为Cu，c为O，由图1可知，晶胞中含Cu原子数为4个，含O,(5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_，判断理由是_。,答案,解析,H2O与Cu2的配位键比NH3与Cu2的弱,共价键和配

48、位键,H2O,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中，阴离子呈四面,含有H、N、O、S、Cu 5种元素的化合物，结合课本选修3配合物有关知识和题目所给信息，观察中心为1个Cu2，周围为4个NH3分子和2个H2O分子，得到该化合物化学式为Cu(NH3)4SO42H2O，加热时，由于H2O和Cu2作用力较弱会先失去。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,含有H、N、O、S、Cu 5种元素的化合物，结合课本选修3配,10.2013新课标全国卷，37(3)(6)(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_相结合，其晶胞

49、中共有8个原子，其中在面心位置贡献_个原子。,答案,解析,共价键,3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,金刚石晶胞的面心上各有一个原子，面上的原子对晶胞的贡献是 。,10.2013新课标全国卷，37(3)(6)(3)单,(6)在硅酸盐中， 四面体如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根：其中Si原子的杂化形式为_，Si与O的原子数之比为_，化学式为_。,答案,解析,13,sp3杂化,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(6)在硅酸盐中， 四面体如下图(a)通过共用,在多硅酸根中每个硅原子都与4

50、个O形成4个SiO单键，因而Si原子都是sp3杂化；观察图(b)可知，每个四面体通过两个氧原子与其他四面体连接形成链状结构，因而每个四面体中硅原子数是1，氧原子数22 3，即Si与O的原子个数比为13，化学式为 。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,在多硅酸根中每个硅原子都与4个O形成4个SiO单键，因而S,11.(2015全国卷，37)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2和B具有相同的电子构型，C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：(1)四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式