資源簡介

(共38張PPT)
3.晶體結構
選擇題專攻
核心精講
01
1.常見共價晶體結構分析
(1)金剛石
①每個C與相鄰4個C以共價鍵結合，形成正四面體結構；
②鍵角均為109°28′；
③最小碳環由6個C組成且6個C不在同一平面內；
④每個C參與4個C—C的形成，C原子數與C—C數之比為1∶2。
(2)SiO2
①每個Si與4個O以共價鍵結合，形成正四面體結構；
②每個正四面體占有1個Si，4個“ O”，因此二氧化硅晶
體中Si與O的個數之比為1∶2；
③最小環上有12個原子，即6個O、6個Si。
(3)SiC、BP、AlN
每個原子與另外4個不同種類的原子形成正四面體結構。
2.常見分子晶體結構分析
(1)干冰
①8個CO2位于立方體的頂角且在6個面的面心各有
1個CO2；
②每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有12個。
(2)白磷
面心立方最密堆積。
3.常見離子晶體結構分析
典型離子晶體模型的配位數
晶體 晶胞 配位數
NaCl Na＋、Cl－的配位數均為6
CsCl Cs＋、Cl－的配位數均為8
晶體 晶胞 配位數
ZnS Zn2＋、S2－的配位數均為4
CaF2 Ca2＋( )的配位數為8；F－( )的配位數為4
[知識拓展]　晶格能
(1)定義：氣態離子形成1摩離子晶體釋放的能量。晶格能是反映離子晶體穩定性的數據，可以用來衡量離子鍵的強弱，晶格能越大，離子鍵越強。
(2)影響因素：晶格能的大小與陰陽離子所帶電荷數、陰陽離子間的距離、離子晶體的結構類型有關。離子所帶電荷數越多，半徑越小，晶格能越大。
(3)對離子晶體性質的影響：晶格能越大，形成的離子晶體越穩定，而且熔點越高，硬度越大。
真題演練
02
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1.(2023·新課標卷，9)一種可吸附甲醇的材料，其化學式為[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶體結構如下圖所示，其中[C(NH2)3]＋為平面結構。
下列說法正確的是
A.該晶體中存在N—H…O氫鍵
B.基態原子的第一電離能：CC.基態原子未成對電子數：BD.晶體中B、N和O原子軌道的雜化類型相同
√
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由晶體結構圖可知，[C(NH2)3]＋中的
—NH2的H與[B(OCH3)4]－中的O形成
氫鍵，因此，該晶體中存在N—H…O
氫鍵，A正確；
同一周期元素原子的第一電離能從左到右呈遞增趨勢，但是第ⅡA、ⅤA族元素的原子結構比較穩定，其第一電離能高于同周期的相鄰元素的原子，因此，基態原子的第一電離能從小到大的順序為C1
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B、C、O、N的未成對電子數分別為1、
2、2、3，因此，基態原子未成對電子
數：B[C(NH2)3]＋為平面結構，則其中的C和
N原子軌道雜化類型為sp2；[B(OCH3)4]－中B與4個O形成了4個σ鍵，B沒有孤電子對，則B的原子軌道雜化類型為sp3；[B(OCH3)4]－中O分別與B和C形成了2個σ鍵，O原子還有2個孤電子對，則O的原子軌道的雜化類型均為sp3；綜上所述，晶體中B、О和N原子軌道的雜化類型不相同，D不正確。
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2.(2023·北京，1)中國科學家首次成功制得大面積單晶石墨炔，是碳材料科學的一大進步。
下列關于金剛石、石墨、石墨炔的說
　法正確的是
A.三種物質中均有碳碳原子間的σ鍵
B.三種物質中的碳原子都是sp3雜化
C.三種物質的晶體類型相同
D.三種物質均能導電
√
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金剛石中所有碳原子均采用sp3雜化，石墨中所有碳原子均采用sp2雜化，石墨炔中苯環上的碳原子采用sp2雜化，碳碳三鍵上的碳原子采用sp雜化，B項錯誤；
金剛石為共價晶體，石墨為混合
型晶體，石墨炔為分子晶體，C
項錯誤；
金剛石不能導電，D項錯誤。
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3.(2023·湖南，11)科學家合成了一種高溫超導材料，其晶胞結構如圖所示，該立方晶胞參數為a pm。阿伏加德羅常數的值為NA。下列說法錯誤的是
A.晶體最簡化學式為KCaB6C6
B.晶體中與K＋最近且距離相等的Ca2＋有8個
C.晶胞中B和C原子構成的多面體有12個面
√
K＋位于晶胞頂角，Ca2＋位于體心，則晶體中與K＋最近且距離相等的Ca2＋有8個，B正確；
根據晶胞結構可知，晶胞中B和C原子構成的多面體有14個面，C錯誤；
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4.(2023·山東，5)石墨與F2在450 ℃反應，石墨層間插入F得到層狀結構化合物(CF)x，該物質仍具潤滑性，其單層局部結構如圖所示。下列關于該化合物的說法正確的是
A.與石墨相比，(CF)x導電性增強
B.與石墨相比，(CF)x抗氧化性增強
C.(CF)x中C—C的鍵長比C—F短
D.1 mol (CF)x中含有2x mol共價單鍵
√
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石墨晶體中每個碳原子上未參與雜化的1個2p
軌道上電子在層內離域運動，故石墨晶體能
導電，而(CF)x中沒有未參與雜化的2p軌道上
的電子，故與石墨相比，(CF)x導電性減弱，
A錯誤；
石墨層間插入F后形成的C—F鍵長短，鍵能極大，分子結構穩定性增強，抗氧化性增強，B正確；
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已知C的原子半徑比F的大，故可知(CF)x中
C—C的鍵長比C—F的長，C錯誤；
由題干結構示意圖可知，在(CF)x中每個C與
周圍的3個碳原子、1個F原子形成共價鍵，
每個C—C被2個碳原子共用，即1 mol (CF)x中含有2.5x mol共價單鍵，D錯誤。
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5.(2022·湖北，9)某立方鹵化物可用于制作光電材料，其晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是
A.Ca2＋的配位數為6
B.與F－距離最近的是K＋
C.該物質的化學式為KCaF3
D.若F－換為Cl－，則晶胞棱長將改變
√
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Ca2＋的配位數為與其距離最近且等距離的F－的個數，如圖所示，Ca2＋位于體心，F－位于面心，所以Ca2＋的配位數為6，A正確；
F－與Cl－半徑不同，替換后晶胞棱長將改變，D正確。
考向預測
03
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1.根據量子力學計算，氮化碳結構有五種，其中一種氮化碳硬度超過金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料，已知該氮化碳的二維晶體結構如圖所示，下列有關氮化碳的說法不正確的是
A.氮化碳屬于共價晶體
B.氮化碳的化學式為C3N4
C.該晶體的熔點比金剛石的熔點低
D.每個碳原子與四個氮原子相連，每個氮原子與三個碳原子相連
√
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根據晶體硬度超過金剛石，具有網狀結構這些特點確定該物質為共價晶體，A項正確；
該晶體與金剛石晶體均為共價晶體，r(N)1
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2.高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結構，晶體中氧的化合價部分為0價，部分為－2價。如圖所示為超氧化鉀晶體的一個晶胞，則下列說法正確的是
√
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3.砷化鎵(GaAs)作為第二代半導體材料的代表，是目前研究最成熟、生產量最大的半導體材料。GaAs晶胞結構如圖所示，晶胞邊長為a pm，下列說法正確的是
A.GaAs屬于離子晶體
B.基態砷原子價層電子軌道表示式為
C.As的配位數為4
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由GaAs晶胞結構圖可知，該晶胞含有Ga原子和As
原子，微粒間的作用力是共價鍵，屬于共價晶體，
A錯誤；
基態砷原子價層電子軌道表示式為 　　，B錯誤；
與砷原子距離最近的鎵原子的個數為4，則As的配位數為4，C正確；
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4.作為儲氫材料的鑭鎳合金被廣泛應用于電動車輛，某種鑭鎳合金儲氫后所得晶體的化學式為LaNi5H6，晶胞結構如圖，晶胞參數為a，下列有關表述不正確的是
A.Z表示的微粒為H2
B.每個X周圍最近且等距離的X有6個
C.若A的原子分數坐標為(0,0.5,0.5)，B的原子分數
　坐標為(0.75,0.75,0)，則C的原子分數坐標為(1,0.5,1)
D.若四條豎直棱的棱心位置均插入Z，則晶體的化學式為LaNi5H7
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從圖中可以看出，每個X周圍最近且等距離的X在頂角，數目為6，B正確；
若A的原子分數坐標為(0,0.5,0.5)，B的原子分數坐標為(0.75,0.75,0)，則坐標原點為底面左下角的X，晶胞參數為1，所以C的原子分數坐標為(1,0.5,1)，C正確；
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5.幾種常見的晶胞或結構(CaF2、NH4Cl、AlCl3)如圖，下列說法錯誤的是
A.圖1所示晶胞中陽、陰離子的配位數分別為8和4
B.熔點：圖2所示物質<圖1所示物質
C.圖3所示晶胞中與體心原子等距離且最近的頂點原子有8個
D.NH4Cl可與H－反應生成NH4H，NH4Cl和NH4H均是共價化合物
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由題意判斷圖1為CaF2的晶胞，圖2為AlCl3的結構，圖3為NH4Cl的晶胞。圖1中頂角和面心是Ca2＋，體內較大的小球表示F－，距離Ca2＋最近且等距離的F－有8個，則Ca2＋的配位數為8，距離F－最近且等距離的Ca2＋有4個，則F－的配位數為4，故A正確；
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圖1為CaF2的晶胞，CaF2是離子化合物，圖2為AlCl3的結構，AlCl3是共價化合物，離子化合物的熔點一般高于共價化合物，則CaF2的熔點高于AlCl3，故B正確；
由圖3可看出，與體心原子等距離且最近的頂點原子有8個，故C正確；
NH4H、NH4Cl均為離子化合物，故D錯誤。
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6.有關晶體的結構如圖所示，下列說法不正確的是
A.在NaCl晶體(圖甲)中，距Na＋最近的Cl－
　圍成正八面體
B.該氣態團簇分子(圖乙)的分子式為EF或
　FE
C.在CO2晶體(圖丙)中，一個CO2分子周圍
　有12個CO2分子緊鄰
D.在碘晶體(圖丁)中，存在的作用力有非
　極性鍵和范德華力
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在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－有6個，分別位于Na＋的上、下、左、右、前、后，圍成正八面體，A正確；
乙是一個分子，不是晶胞，所以分子式為E4F4或F4E4，B錯誤；
碘晶體中，有碘分子內部的碘原子間的非極性共價鍵，還有碘分子間的范德華力，D正確。
本課結束

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