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第三章 晶體的結構與性質
章末復習
1.回顧本單元的文本及教材，熟悉本單元的知識及邏輯結構。
2.能區別晶體與非晶體，計算晶胞中所含的粒子數；
2.能借助分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體等模型說明晶體中的粒
子及其粒子間的相互作用；
3.能說出配位鍵的特征；能運用配位鍵解釋配合物的某些典型性質；能舉例
說明配合物的廣泛應用；
4.能舉例說明物質在原子、分子、超分子、聚集態等不同尺度上的結構特點
對物質性質的影響。
知識點一：物質的聚集狀態
物質的聚集狀態
氣態
固態
液態
晶態
塑晶態
液晶態
非晶態
等離子體
液晶
離子液體
分子 原子
離子 電子
物質的性質與用途
1.等離子體
(1)定義：由 組成的整體上呈電中性的物質聚集體，稱為等離子體，它是一種特殊 。
電子、陽離子和電中性粒子
氣體
(2)特性：
含有帶電粒子且能自由運動
良好的導電性和流動性
2.離子液體
離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質，如高溫下的KCl。
3.液晶
液晶是介于 ，既具有液體的流動性、黏度、形變性等，又有晶體的某些物理性質，如導熱性等。
液態和晶態之間的物質狀態
知識點二：晶體與晶胞
1.晶體的特征
(1)晶體的自范性：
①定義：
②形成條件：
③本質原因：
(2)各向異性：
晶體在不同的方向上具有不同的物理性質。包括晶體的強度、導電性 、導熱性、光學性質等。
(3)晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點。
晶體能自發地呈現多面體外形的性質。
晶體生長的速率適當。
晶體中粒子在微觀空間里呈現周期性的有序排列的宏觀表象。
2.晶體的制備
(1)熔融態物質凝固
(2)氣態物質冷卻不經液態直接凝固
(3)溶質從溶液中析出
3.晶體與非晶體的比較
晶體 非晶體
微觀結構特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相對無序
性質特征 自范性 有 無
熔點 固定 不固定
各向異性 有 無
鑒別方法 間接方法
科學方法
舉例
是否具有固定熔點或根據某些物理性質的各向異性
對固體進行X射線衍射實驗
NaCl、I2、SiO2、Na晶體等
玻璃、橡膠等
(1)定義：
4.晶胞
描述晶體結構的基本單元叫做晶胞。
(2)形狀：
常規的晶胞都是平行六面體。
(3)排列：
①晶體可以看作是數量巨大的晶胞“無隙并置”而成。
②所有晶胞的形狀及其內部的原子種類、個數及幾何排列是完全相同的。
(4)晶胞中粒子數目的計算：
①均攤法——
如某個粒子為x個晶胞所共有，則該粒子有 屬于一個晶胞。
(5)常見的晶胞
簡單立方
體心立方
面心立方
類型 簡單立方 體心立方 面心立方
結構特點 在平面六面體的8個頂角上有粒子 除8個頂角上有粒子外，平行六面體的體心上還有1個粒子 除8個頂角上有粒子外，平行六面體的6個面的面心上均有1個粒子
一個晶胞的原子數
1
2
4
5.晶體結構的測定——X射線衍射實驗
當單一波長的 X 射線通過晶體時，X射線和晶體中的電子相互作用，會在記錄儀上看到 或者 。
晶胞形狀和大小、
分子或原子在微觀空間有序排列呈現的對稱類型、
原子在晶胞里的數目和位置等
測定晶胞中各個原子的位置(坐標),計算原子間的距離,判斷哪些原子
之間存在化學鍵,確定鍵長和鍵角,得出分子的空間結構。
(1)原理：
(2)獲得晶胞信息：
(3)獲得分子信息：
分立的斑點
明銳的衍射峰
知識點三：分子晶體、共價晶體、金屬晶體、離子晶體
1.類型比較
離子晶體 共價晶體 分子晶體 金屬晶體
構成晶體 的粒子
粒子間 的作用
作用力大小 (一般而言)
判斷作用 力大小的 參考數據
熔點
陰、陽離子
離子鍵
較強
原子
共價鍵
很強
分子
范德華力(氫鍵)
弱
金屬陽離子
和自由電子
金屬鍵
有的較強,有的較弱
離子電荷數、離子半徑
鍵能、鍵長
(組成、結構相似)相對分子質量
離子半徑、離子所帶電荷數
較高
高
低
差別較大
離子晶體 共價晶體 分子晶體 金屬晶體
硬度
導熱和 導電性
溶解性
延展性
典型實例
略硬而脆
大
較小
差別較大
不良導體
(熔融后或溶于水導電)
不良導體
不良導體(部分溶于水,電離后導電)
良導體
多數易溶
一般不溶
相似相溶
一般不溶于水,
少數與水反應
差
差
差
優良
大部分非金屬單
質和共價化合物
金剛石、硅、二氧化硅、碳化硅、剛玉等
NaCl、CsCl等
金屬（除汞外）
2.過渡晶體與混合型晶體
(1)過渡晶體
原子間形成的化學鍵往往是介于典型模型之間的過渡狀態，由于微粒間的作用存在鍵型過渡，即使組成簡單的的晶體，也可能介于離子晶體、共價晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過渡狀態，形成過渡晶體。
(2)混合型晶體
既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體，如石墨。
粒子
粒子間的作用力
晶體的類型
結構特點
性質特點
用途
3.研究晶體的思路
知識點四：配合物與超分子
1.配位鍵
(1)定義：成鍵原子或離子一方 ，另一方 而形成的，這類“電子對給予-接受”鍵被稱為配位鍵。
(2)表示式：A→B或A—B（A為提供孤電子對的原子，B為接受孤電子對的原子）
注意：配位鍵是一種特殊的共價鍵，同樣具有飽和性和方向性。
提供空軌道
提供孤電子對
2.配位化合物
(1)定義：
通常把金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。
(2)組成：
[Cu（N H 3）4 ] S O 4
內界（配離子）
外界
配位體
配位數
配位原子
中心原子
配位鍵越強，配合物越穩定!
3.超分子
(1)定義：由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體
(2)重要特征及其應用：
①“杯酚”分離C60和C70
②“冠醚識別堿金屬離子
③自組裝
【考點一】晶體類型的判斷
1．下列各組物質的晶體類型相同的是（　　）
A．Cu和Ag B．I2和NaCl C．SiO2和SO3 D．SiC和MgO
2．下列各組物質各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是（　?。?br/>A．NH3、H2、C2H4 B．PCl3、CO2、SiO2
C．H2SO4、SO3、NH3 D．CCl4、Na2S、H2O2
A
C
【考點二】晶體熔、沸點的比較
3．下列關于分子晶體熔、沸點的比較中，不正確的是（　?。?br/>A．Cl2＜Br2＜I2
B．H2O＜H2S＜H2Se
C．CH4＜SiH4＜GeH4
D．CH3CH2CH2CH2CH3＞C（CH3）4
4．下列各物質的熔點按由高到低的順序排列的是（　?。?br/>A．CsCl KCl NaCl B．Na K Ca
C．Si SiO2 SiC D．金剛石 硫磺 干冰
B
D
【考點三】晶胞的計算
5.已知NixMg1﹣xO晶體屬立方晶系，晶胞邊長a。將Li+摻雜到該晶胞中，可得到一種高性能的p型太陽能電池材料，其結構單元如圖所示。假定摻雜后的晶胞參數不發生變化，下列說法正確的是（　?。?br/>A．Ni的配位數為6
B．Ni和Mg間的最短距離是a
C．該結構單元中O原子數為3
D．該物質化學式為Li0.5Mg1.125Ni2.375O4
D
6.已知SiC的熔點為2700℃，其晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是（　?。?br/>A．SiC晶體中碳原子和硅原子均采用sp3雜化
B．硅單質的熔點高于2700℃
C．距離硅原子最近的硅原子數為12
D．若晶胞參數為a pm，則該晶體的密度為 g·cm-3
B
【解析】A．SiC晶體中碳原子和硅原子均形成4個σ鍵，則均采用sp3雜化；B．Si﹣Si鍵長大于Si﹣C鍵長，鍵長越長，熔點越低，SiC的熔點為2700℃，則硅單質的熔點低于2700℃，故B錯誤；
C．距離最短的Si為頂點和面心，每個頂點為12個面共有，則距離硅原子最近的硅原子數為12；
D．晶胞的體積為（1×10﹣10）3cm3，晶胞中Si原子個數為4，C原子個數為8×+6×=4，則晶胞的質量為，則晶胞的密度為ρ＝= g·cm-3
【總結】利用均攤法計算金屬晶體的密度的方法:
(1)首先利用均攤法確定一個晶胞中平均含有的原子數目。
(2)其次確定金屬原子的半徑和晶胞邊長之間的關系。
具體方法是:根據晶胞中金屬原子的位置,靈活運用數學上立體幾何的對角線(體對角線或面對角線)和邊長的關系,將金屬原子的半徑和晶胞的邊長放在同一個直角三角形中,通過解直角三角形即可。
(3)計算金屬晶體的密度。
首先求一個晶胞的質量:m=NM/NA,N表示一個晶胞中平均含有的金屬原子數,M表示金屬的摩爾質量,NA表示阿伏加德羅常數。然后求金屬晶體的密度:密度ρ=m/V,V表示一個晶胞的體積。
【考點四】晶體結構與性質的關系
7.下列關于原子晶體、分子晶體的敘述中，正確的是（　?。?br/>A．在SiO2晶體中，1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵
B．晶體中分子間作用力越大，分子越穩定
C．HI的相對分子質量大于HF，所以HI 的沸點高于HF
D．金剛石為網狀結構，由共價鍵形成的碳原子環中，最小環上有6個碳原子
D
【考點五】配合物的成鍵情況
8．關于[Co（NH3）4Cl2]Cl的說法中正確的是（　　）
A．1mol[Co（NH3）4Cl2]Cl含有σ鍵的數目為12NA
B．中心原子的化合價為+3價
C．鈷離子提供孤電子對，NH3提供接受孤對電子的空軌道
D．含1mol[Co（NH3）4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液，產生3mol白色沉淀
B
【考點六】不同晶體的結構微粒及微粒間作用力的區別
9．下列說法中正確的是（　　）
①原子晶體中共價鍵越強，熔點越高
②具有高熔、沸點的晶體一定是離子晶體或原子晶體
③冰融化時水分子中共價鍵發生斷裂
④氯化鈉熔化時離子鍵未被破壞
⑤在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子
⑥分子間作用力越大，分子越穩定
A．①②③④ B．⑤⑥ C．②④ D．①⑤
D
晶體結構與性質
晶體
配合物
超分子
晶體的特性
晶胞
晶體結構的測定
四類典型晶體
分子晶體
共價晶體
金屬晶體
離子晶體
配位鍵
配位化合物
超分子的特征及應用

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