选修3《物质结构与性质》第三章 晶体结构与性质 第四节 离子晶体(导学案)
第四节离子晶体
▍课标要求▍
1．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2．了解晶格能的概念及其应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。3．知道离子晶体的构成粒子、粒子间作用力以及与其他晶体的区别。
要点一离子晶体
1．概念
由和通过结合而成的晶体。
2．配位数和决定晶体结构的因素
(1)配位数是指一个离子周围最近的。
(2)决定离子晶体结构的因素有：
3．性质
(1) 较大，难于压缩；
(2)熔、沸点，难挥发；
(3)不导电，但是在或中可导电。
4．常见离子晶体的空间结构
(1)NaCl晶体：在NaCl晶体中每个Na＋周围有个Cl－，每个Cl－周围有个Na＋，因此，NaCl晶体中Na＋和Cl－的配位数都是。
(2)CsCl晶体：在CsCl晶体中每个Cs＋周围有个Cl－，每个Cl－周围有个Cs＋，即Cl－的配位数为。
(3)CaF2晶体Ca2＋的配位数是，F－配位数是。
思考1：NaCl晶体和CsCl晶体都是AB型的离子晶体，为什么这两种晶体的空间结构不同呢？
要点二晶格能
1．概念
形成1 mol离子晶体的能量，通常为正值，单位为。2．影响因素
3．晶格能的作用
晶格能最能反映离子晶体的。晶格能越，离子键越，形成的离子晶体越，而且熔点越，硬度越。
思考2：在NaF、NaCl、NaBr、NaI中，哪种物质的晶格能最大？
考点一离子晶体的物理性质与结构的关系
1．离子晶体具有较高的熔、沸点，难挥发
离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的离子键相互作用，要克服离子键使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。
一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，如Al2O3>MgO；NaCl>CsCl等。
2．离子晶体硬而脆
(1)离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子晶体表现较高的硬度。
(2)当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。
3．离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电
(1)离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此，离子晶体不导电。
(2)当升高温度时，阴、阳离子获得足够能量克服离子间的相互作用，成为自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。
(3)离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子)，在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。
(4)难溶于水的强电解质如BaSO4、CaCO3等溶于水，由于浓度极小，故导电性极差。通常情况下，我们认为它们的水溶液不导电。
【例题1】下列性质适合于离子晶体的是()
①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
③熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃，能溶于CS2
④熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g/cm3
⑤熔点－218 ℃，难溶于水
⑥熔点3 900 ℃，硬度很大，不导电
⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱
⑧熔点高，难溶于水，固体不导电，熔化时导电
A．①⑧B．②③⑥
C ．①④⑦
D ．②⑤
(1)在离子晶体中无分子。如NaCl 、CsCl 只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。
(2)离子晶体中一定有离子键，还可能有共价键，如KNO 3、NH 4Cl 等晶体中既有离子键又有共价键。
(3)全部由非金属元素形成的晶体也有可能是离子晶体，如铵盐。
(4)离子晶体在熔化时只破坏离子键，不破坏其中的共价键，在水溶液中可断裂共价键。因此在熔化状态下，离子化合物可以导电，共价化合物不导电。
【变式1】 为了确定SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中合理、可靠的是( )
A ．观察常温下的状态，SbCl 5是苍黄色液体，SnCl 4为无色液体。结论：SbCl 5和SnCl 4
都是离子化合物
B ．测定SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃、－33 ℃。结论：SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4都不是离子化合物
C ．将SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4溶解于水中，滴入HNO 3酸化的AgNO 3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4都是离子化合物
D ．测定SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4都是离子化合物
考点二 三种典型离子晶体的结构模型 1．NaCl 晶体结构模型(AB 型，配位数是6)
(1)在NaCl 晶体的最小结构单元(一个晶胞)中，含Na ＋数目为1＋12×14＝4(个)；含Cl
－数目为8×18＋6×12＝4(个)。故Na ＋与Cl －
个数比为4∶4＝1∶1，化学式NaCl 表示该晶体中
离子的个数比。只有在蒸气状态时，才有单个的氯化钠分子。
(2)在NaCl 晶体中，阴离子(Cl －
)以面心立方最密堆积方式排列，阳离子(Na ＋
)填充在阴离子形成的八面体空隙中。属于NaCl 构型的有：Li 、Na 、K 、Rb 的卤化物，AgF ，MgO 等。
2．CsCl晶体结构模型(AB型，配位数是8)
(1)在CsCl晶体的最小结构单元(一个晶胞)中，含Cs＋个数为1；含Cl－个数为8×1
8＝1。
故Cs＋与Cl－个数之比为1∶1。化学式CsCl表示这种晶体中阴、阳离子的个数之比。同样的，在CsCl晶体中不存在单个的氯化铯分子。
(2)在CsCl晶体中，阴离子(Cl－)按简单立方堆积方式排列，即阴离子(Cl－)以非密置层方式排布，两层球心对球心排成立方体，阳离子(Cs＋)填充在由阴离子构成的空隙之中。属于CsCl构型的有CsBr、CsI、NH4Cl等。
3．CaF2晶体结构模型
(1)Ca2＋在大的立方体的顶点和面心，8个F－在大立方体内构成一个小立方体。
(2)一个CaF2晶胞中含4个Ca2＋、8个F－。化学式CaF2代表这种晶体中阴、阳离子的个数之比。
【例题2】已知CaF2是离子晶体，如果用“”表示F－，用“”表示Ca2＋，在如图所示晶胞中，符合CaF2晶体结构的是()
【变式2】在离子晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列，如图甲是NaCl的晶体结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或接近具有球对称的电子云，它们可以被看成是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图乙所示。离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和，如图丙所示。已知a为常数。
试回答下列问题：
(1)在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引________个Cl－，而Na＋数目与Cl－数目之比为________。
(2)NaCl晶体离子键的键长为________。(用含a的代数式表示)
(3)Na ＋半径与Cl －
半径之比r ＋∶r －＝________(已知2＝1.414，3＝1.732，5＝2.236)。 (4)NaCl 晶体中不存在分子，但温度达到1 413 ℃时，NaCl 晶体形成气体，并以分子形式存在。现有29.25 g NaCl 晶体，强热使温度达到1 450 ℃，测得气体体积为5.6 L(已折算为标准状况)，则此时氯化钠气体的分子式(化学式)为______________。
考点三 晶格能的大小比较及其应用 1．晶格能的影响因素
离子电荷数越大，核间距越小，晶格能越大。 2．晶格能对离子晶体性质的影响
晶格能越大，离子键越强，晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。 3．岩浆晶出规则的影响因素
(1)晶格能(主要)：晶格能越大，越早析出晶体。 (2)浓度：越早达到饱和，越易析出。
判断晶格能大小的方法
可用库仑定律F ＝kq 1q 2r 2来比较晶格能(用U 表示)的大小，即U ∝kq 1q 2
r 2，q (离子电荷量)越
大，r (离子核间距)越小，则晶格能越大，离子键越强，物质的熔点越高。 【例题3】 下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A ．熔点：NaF>MgF 2>AlF 3
B ．晶格能：NaF>NaCl>NaBr
C ．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF 2
D ．硬度：MgO>CaO>BaO
【变式3】 碱金属卤化物是典型的离子晶体，它的晶格能与离子电荷成正比。下列说法错误的是( )
晶格能/kJ·mol －
1 离子半径/pm ① LiF LiCl LiBr LiI 1 031 845 807 75
2 Li ＋
Na ＋
K ＋
60 95 133
② NaF NaCl NaBr NaI 915 777 740 693 F －
Cl －
Br －
I －
136 181 195 216
③
KF KCl KBr KI 812 708 676 641
A B ．阳离子相同、阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小 C ．阳离子不同、阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大 D ．金属卤化物晶体中，晶格能越小，氧化性越强 ▍小结必背▍
1．离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。决定离子晶体结构的重要因素有：几何因素(正负离子的半径比)，电荷因素(正负离子的电荷比)，键性因素(离子键的纯粹程度)。 2．离子晶体硬度较大，难于压缩，具有较高的熔点和沸点，固体不导电，溶于水或在熔融状态下可以导电。
3．常见的三种离子晶体的晶胞：
4．离子晶体的晶格能是指气态离子形成1 mol 离子晶体释放的能量，晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
1．(典型离子晶体结构模型)萤石(CaF 2)晶体属于立方晶体，萤石中每个Ca 2＋
被8个F －
所包围，则每个F －
周围最近距离的Ca 2＋
数目为( )
A ．2
B ．4
C ．6
D ．8
2．(晶格能概念)下列热化学方程式能直接表示出氯化钠晶格能的是( )
A ．Na ＋
(g)＋Cl －
(g)―→NaCl(s) ΔH 1 B ．Na(s)＋Cl(g)―→NaCl(s) ΔH 2 C ．2Na ＋
(g)＋2Cl －
(g)―→2NaCl(s) ΔH 3 D ．Na(g)＋Cl(g)―→NaCl(s) ΔH 4
3．(晶体密度计算)如图所示的立方体是氯化铯晶体的晶胞，已知晶体中两个最近的Cs ＋
核间距离为a cm ，氯化铯的摩尔质量为M r ，N A 为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度(单位：g·cm －
3)为( )
A ．8M r
a 3N A
B ．M r a 38N A
C ．M r
a 3N A
D ．M r a 3N A
4．(晶格能与离子晶体性质)溴化钠、氯化钠和氧化镁等离子晶体的核间距和晶格能(部分)如表所示：
NaBr NaCl MgO 离子的核间距/pm 290 276 205 晶格能/kJ·mol －
1
786
3 791
(1))，主要原因是
________________________________________________________________________。
(2)氧化镁晶体的晶格能比氯化钠晶体的大，主要原因是
________________________________________________________________________。
(3)溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是________(填名称)。工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是_____________________________ ________________________________________________________________________。
[基础训练]
1．离子晶体不可能具有的性质是()
A．较高的熔、沸点B．良好的导电性
C．溶于极性溶剂D．坚硬而易粉碎
2．下列不属于影响离子晶体结构的因素的是()
A．晶体中阴、阳离子的半径比
B．离子晶体的晶格能
C．晶体中阴、阳离子的电荷比
D．离子键的纯粹程度
3．CaO晶胞如图所示，其中Ca2＋的配位数为()
A．4B．6
C．8D．12
4．下列物质，属于含有共价键的离子晶体是()
A．CsCl B．KOH
C．H2O D．H2
5．如图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()
A．(1)和(3)B．(2)和(3)
C．(1)和(4)D．只有(4)
6．氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化。已知两者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是()
A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多
B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大
C．氧化钙晶体的结构类型和氯化钠晶体的结构类型不同
D ．氧化钙与氯化钠的离子间距类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷多少决定
7．下列关于晶格能的说法中正确的是( )
A ．晶格能指形成1 mol 离子键所放出的能量
B ．晶格能指破坏1 mol 离子键所吸收的能量
C ．晶格能指1 mol 离子化合物中的阴、阳离子由相互远离的气态离子结合成离子晶体时所放出的能量
D ．晶格能的大小与晶体的熔点、硬度无关
8．根据图示推测，CsCl 晶体中两距离最近的Cs ＋
间距离为a ，则每个Cs ＋
周围与其距离为a 的Cs ＋
数目为________，每个Cs ＋
周围距离相等且次近的Cs ＋
数目为__________，距离为__________；每个Cs ＋
周围距离相等且第三近的Cs ＋
数目为________，距离为________；每个Cs ＋
周围紧邻且等距的Cl －
数目为________。
9．分析下列热化学方程式。
A ．Na ＋
(g)＋Cl －
(g)===NaCl(s) ΔH B ．Na(s)＋1
2Cl 2(g)===NaCl(s) ΔH 1
C ．Na(s)===Na(g) ΔH 2
D ．Na(g)－e －
===Na ＋
(g) ΔH 3 E ．1
2Cl 2(g)===Cl(g) ΔH 4
F ．Cl(g)＋e －
===Cl －
(g) ΔH 5
(1)能直接表示出氯化钠晶格能的是________。
(2)写出ΔH 1与ΔH 、ΔH 2、ΔH 3、ΔH 4、ΔH 5之间的关系式：_________________________。
[能力提升]
10．自然界中的CaF 2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列实验一定能说明CaF 2是离子晶体的是( )
A ．CaF 2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B ．CaF 2的熔、沸点较高，硬度较大
C ．CaF 2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D ．CaF 2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
11．在下列离子晶体空间结构示意图中，“”代表阳离子，“”代表阴离子。若M 代表阳离子，N 代表阴离子，则化学式为MN 2的晶体结构是( )
12．①NaF、②NaI、③MgO均为离子化合物，根据表中数据，推知这三种化合物的熔点高低顺序是()
物质①②③
离子电荷数112
键长(10－10m) 2.31 3.18 2.10
A．①>②>③
C．③>②>①D．②>①>③
13．有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－>W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法正确的是()
A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物
B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低
C．元素Z、W的单质晶体属于不同种类型的晶体
D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
14．如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
(1)请将其中代表Na＋的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体结构示意图。
(2)晶体中，在每个Na＋的周围与它最接近的且距离相等的Na＋共有________个。
(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl－的个数等于________，即________________(填计算式)；Na＋的个数等于________，即____________(填计算式)。
(4)设NaCl的摩尔质量为M r g·mol－1，NaCl晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为N A。NaCl晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为____________cm。
15．在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，A与其余五种元素既不同周期也不同主族，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，
C的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，D原子核外电子有8种不同的运动状态，E的基态原子在前四周期元素的基态原子中未成对电子数最多，F元素的基态原子最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。
(1)写出基态E原子的价电子排布式：________________________________。
(2)B、C、D三元素第一电离能由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)；A与C形成CA3型分子，分子中C原子的杂化类型为________，分子的立体结构为________；C的单质与BD化合物互为等电子体，据等电子体的原理，写出BD化合物的电子式：________；A2D由液态形成晶体时密度__________(填“增大”“不变”或“减小”)，分析主要原因：______________________________________(用文字叙述)。
(3)已知D、F能形成一种化合物，其晶胞的结构如图所示，则该化合物的化学式为________(用元素符号表示)；若相邻D原子和F原子间的距离为a cm，阿伏加德罗常数为N A，则该晶体的密度为______________g/cm3(用含a、N A的式子表示)。
高中化学选修三_晶体结构与性质
晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=1 8×晶胞顶角上的原子数+1 4×晶胞棱上的原子+1 2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子？ eg ：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3·SiO 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（ ） ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子？
二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子内的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇.冰醋酸.蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物
第三章晶体结构与性质全章教案
第三章晶体结构与性质 第一节晶体常识 第一课时 教学目标： 1、通过实验探究理解晶体与非晶体的差异。 2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。 3、了解区别晶体与非晶体的方法，认识化学的实用价值，增强学习化学的兴趣。 教学重难点： 1、晶体与非晶体的区别 2、晶体的特征 教学方法建议：探究法 教学过程设计： ［新课引入］:前面我们讨论过原子结构、分子结构，对于化学键的形成也有了初步的了解，同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。又根据物质在不同温度和压强 下，物质主要分为三态：气态、液态和固态，下面我们观察一些固态物质的图片。 ［投影］:1、蜡状白磷；2、黄色的硫磺；3、紫黑色的碘；4、高锰酸钾 ［讲述］:像上面这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类 固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。［板书］:—、晶体与非晶体 ［板书］:1、晶体与非晶体的本质差异 ［提问］:在初中化学中，大家已学过晶体与非晶体，你知道它们之间有没有差异？ ［回答］:学生：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点。 ［讲解］:晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点，这只是晶体与非晶体的表观现象，那么他 们在本质上有哪些差异呢？ ［投影］晶体与非晶体的本质差异 ［板书］:自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。 ［解释］:所谓自范性即“自发”进行，但这里得注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。例如：水能自发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻。 ［板书］:注意：自范性需要一定的条件，其中最重要的条件是晶体的生长速率适当。 ［投影］:通过影片播放出，同样是熔融态的二氧化硅，快速的冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶过程。［设问］:那么得到晶体的途径，除了用上述的冷却的方法，还有没有其它途径呢？你能列举 哪些？ ［板书］:2、晶体形成的一段途径： （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。
第3讲 晶体结构与性质
限时规范训练 [单独成册]限时50分钟 A 组(20分钟) 1．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与氢键或化学键的强弱无关的变化规律是( ) A ．H 2O 、H 2S 、H 2Se 、H 2Te 的热稳定性依次减弱 B ．熔点：Al ＞Mg ＞Na ＞K C ．NaF 、NaCl 、NaBr 、NaI 的熔点依次降低 D ．CF 4、CCl 4、CBr 4、CI 4的熔、沸点逐渐升高 解析：选D 。D 项中四种物质熔、沸点逐渐升高，是由于随着相对分子质量增大范德华力依次增大。 2．已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别为( ) A ．14、6 B ．14、8 C ．4、8 D ．4、12 解析：选D 。(1)晶胞中所含原子的计算方法，晶胞顶点上的原子占18，棱上的原子占14 ，面上的原子占12 ，体心上的原子为1，根据以上规律就可计算晶胞所含的原子数。(2)金属晶体中金属原子的配位数即为距离该原子最近的金属原子的数目。在Cu 的晶胞中，顶角原子为8个晶胞共用，面上的铜原子为两个晶胞共用，因此，金属铜的一个晶胞的原子数为8×18 ＋6×12 ＝4。在Cu 的晶胞中，与每个顶点的Cu 原子距离相等的铜原子共有12个，因此其配位数为12。 3．最近发现一种由M 、N 两种原子构成的气态团簇分子，如图所示。实心球●表示N 原子，空心球○表示M 原子，则它的化学式为( ) A ．M 4N 4 B ．MN C ．M 14N 13 D ．M 4N 5 解析：选C 。关键点是该物质为气态团簇分子，故属于分子晶体。与离子晶体、原子晶
体不同，它不存在共用与均摊问题，因此该物质的化学式就是其分子式，由14个M原子和13个N原子组成，故应选C。 4．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是() A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱 B．CaF2的熔点较高，硬度较大 C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电 D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小 解析：选C。难溶于水，其水溶液的导电性极弱，不能说明CaF2一定是离子晶体；熔、沸点较高，硬度较大，也可能是原子晶体，B项不能说明CaF2一定是离子晶体；固体不导电但熔融状态下可以导电，一定有自由移动的离子生成，C项说明CaF2一定是离子晶体；CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，只能说明CaF2是极性分子，不能说明CaF2一定是离子晶体。 5．关于如图所示堆积模型的说法不正确的是() A．此种最密堆积为面心立方最密堆积 B．该种堆积方式空间利用率为74% C．该种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示 D．金属Mg就属于此种最密堆积 解析：选D。从图示可以看出，该堆积模型的第一层和第四层重复，可用符号“…ABCABC…”表示，属于面心立方最密堆积，空间利用率为74%，而Mg属于六方最密堆积，所以D项不正确。 6．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是() A．6个120°B．5个108° C．4个109°28′D．6个109°28′ 解析：选D。根据金刚石的晶体结构特点可知，最小的环上有6个碳原子。由于每个碳原子都是形成4个相同的共价键，所以基本构型是正四面体，键角是109°28′，故选D。 7．下列关于化学键的叙述中，正确的是() A．金属晶体内部都有“自由电子”，都存在金属键
高中化学选修三选修物质结构与性质第三章第章常见晶体结构晶胞分析归纳整理总结
个六元环共有。每个六元环实际拥有的碳原子数为 ______个。C-C键夹角：_______。C原子的杂化方式是______ SiO2晶体中，每个Si原子与个O原子以共价键相结合，每个O原子与个Si 原子以共价键相结合，晶体中Si原子与O原子个数比为。晶体中Si原子与Si—O键数目之比为。最小环由个原子构成，即有个O，个Si，含有个Si-O键，每个Si原子被个十二元环，每个O被个十二元环共有，每个Si-O键被__个十二元环共有；所以每个十二元环实际拥有的Si原子数为_____个，O原子数为____个，Si-O键为____个。硅原子的杂化方式是______,氧原子的杂化方式是_________. 知该晶胞中实际拥有的Na+数为____个 Cl-数为______个，则次晶胞中含有_______个NaCl结构单元。 3. CaF2型晶胞中，含:___个Ca2+和____个F- Ca2+的配位数： F-的配位数： Ca2+周围有______个距离最近且相等的Ca2+ F- 周围有_______个距离最近且相等的F——。 4．如图为干冰晶胞（面心立方堆积），CO2分子在晶胞中的位置为；每个晶胞含二氧化碳分子的个数为；与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化
碳分子有个。 5．如图为石墨晶体结构示意图， 每层内C原子以键与周围的个C原子结合，层间作用力为；层内最小环有 _____个C原子组成；每个C原子被个最小环所共用；每个最小环含有个C原子，个C—C键；所以C原子数和C-C键数之比是_________。C原子的杂化方式是__________. 6.冰晶体结构示意如图，冰晶体中位于中心的一个水分子 周围有______个位于四面体顶角方向的水分子,每个水分子通过 ______条氢键与四面体顶点上的水分子相连。每个氢键被_____个 水分子共有，所以平均每个水分子有______条氢键。 7.金属的简单立方堆积是_________层通过_________对 _________堆积方式形成的，晶胞如图所示：每个金属阳离子的 配位数是_____，代表物质是________________________。 8.金属的体心立方堆积是__________层通过 ________对________堆积方式形成的，晶胞如图： 每个阳离子的配位数是__________.代表物质是 _____________________。
第3讲 晶体结构与性质
第3讲晶体结构与性质 【考纲点击】 (1)了解晶体的类型，了解不同类型晶体中构成微粒及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；(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。 1.常见晶体模型 晶体晶体结构晶体详解 离子晶体NaCl (型) (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－ (Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻 的Na＋有12个。(2)每个晶胞中含4个 Na＋和4个Cl－ CsCl (型) (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8 个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs ＋(Cl－)有6个。(2)如图为8个晶胞，每个 晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－ CaF2 (型) 在晶体中，每个F－吸引4个Ca2＋，每个 Ca2＋吸引8个F－，Ca2＋的配位数为8，F －的配位数为4 金属晶体简单立 方堆积 典型代表Po，空间利用率52%，配位数 为6
体心立方堆积典型代表Na、K、Fe，空间利用率68%， 配位数为8 六方最密堆积典型代表Mg、Zn、Ti，空间利用率74%， 配位数为12 面心立方最密堆积典型代表Cu、Ag、Au，空间利用率74%， 配位数为12 分子晶体干冰 (1)8个CO2分子构成立方体且在6个面 心又各占据1个CO2分子。(2)每个CO2 分子周围等距紧邻的CO2分子有12个 混合型晶体石墨 晶体 层与层之间的作用力是分子间作用力， 平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 2，C采取的杂化方式是sp2杂化 原子晶体金刚石 (1)每个碳原子与相邻的4个碳原子以共 价键结合，形成正四面体结构。(2)键角 均为109°28′。(3)最小碳环由6个C组成 且六原子不在同一平面内。(4)每个C参 与4条C—C键的形成，C原子数与C—C 键数之比为1∶2 SiO2 (1)每个Si与4个O以共价键结合，形成 正四面体结构。(2)每个正四面体占有1 个Si，4个“ 1 2O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2。 (3)最小环上有12个原子，即6个O，6 个Si 2.物质熔沸点高低比较规律 (1)不同类型晶体熔沸点高低的比较 一般情况下，不同类型晶体的熔沸点高低规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体，如：金刚石>NaCl>Cl2；金属晶体>分子晶体，如：Na>Cl2(金属晶体熔沸点有的很
第三章《晶体结构与性质》《晶体的常识》教学设计
第三章《晶体结构与性质》《晶体的常识》教学设计 一、教学目标 1、知识与技能 （1）知道获得晶体的几种途径 （2）理解晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别 （3）初步学会确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 2、过程与方法 （1）收集生活素材，结合已有知识和生活经验对晶体与非晶体进行分类 （2）学生通过观察、实验等方法获取信息 （3）学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工 3、情感态度与价值观 （1）培养学生科学探究的方法 （2）培养学生的动手能力、观察能力、自主学习的能力，保持对生活中化学的好奇心和探知欲，增强学生学习化学的兴趣。 二、教学重点 1、晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别 2、确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 三、教学难点 1、确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 四、教学用品 课前学生收集的各种固体物质、玛瑙耳坠和水晶项链、蜂巢、晶胞实物模型、乒乓球、铁架台、酒精灯、蒸发皿、圆底烧瓶、碘、水、多媒体等 五、教学过程 １．新课导入： ［教师］上课前，我已经请同学们收集了一些身边的固体物质，大家都带来了吗？（学生：带来了）你们都带来了哪些固体呢？（学生七嘴八舌，并展示各自的固体）［教师］同学们带来的固体物质可真是琳琅满目啊！但是，我们每个人可能只带了几样，想知道别人收集了哪些固体物质吗？（学生：想）下面我们请前后四个同学组成一个小组，然后互相交流一下收集的各种固体物质，并讨论如何将这些固体物质进行分类呢？ ［分组讨论］互相交流各自所带的物品，并分类（教师进行巡视） ［教师］：请这组同学将你们带来的固体和交流的结果汇报一下。 ［学生汇报］：（我们讨论后觉得将粗盐、明矾、樟脑丸分为一类；塑料、玻璃片、橡胶分为另一类。教师追问：你们为什么会这样分呢？生：根据这些有规则的几何外形，而另一些没有。） ［教师总结］这组同学收集的物品很丰富，并通过组内讨论确定了分类依据，然后进行了恰当的分类。其实，同学们也许没有留心观察，我们身边还有许多美丽的固体，当然也有的可能是我们日常生活中不易接触到的。下面，我们就一起欣赏一下这些美丽的固体。 ［视频投影］雪花放大后的形状、烟水晶、石膏、毒砂、绿柱石、云母等晶体实物（并配以相应的解说，给学生了解到这些固态物质都有规则的几何外形。） ［教师讲述］我们就将这些有规则几何外形的固体称之为晶体，而另一些没有规则几何外形的固体称之为非晶体。 ［板书］一、晶体与非晶体 设计意图：课前请同学收集身边的固态物质，然后在课堂上展示，并分组交流讨论，最后进行分类，并在课堂上汇报。这样从学生身边的固体入手，直观、简洁地引入课题，潜移默化
高中化学选修3第三章《晶体结构与性质》章教学设计
选修3第三章《晶体结构与性质》章教学设计 东莞市第一中学刘国强 一、本章教材体现的课标内容 1、主题：第一节晶体的常识 了解晶胞的概念，会计算晶胞中原子占有个数，并由此推导出晶体的化学式。 2、主题：第二节分子晶体与原子晶体 知道分子晶体与原子晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。 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、主题：第三节金属晶体 知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。 能列举金属晶体的基本堆积模型。 知道金属晶体的结构微粒、微粒间作用力与分子晶体、原子晶体的区别。 4、主题：第四节离子晶体 能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 知道离子晶体的结构微粒、微粒间作用力与分子晶体。原子晶体、金属晶体的区别。 了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。 二、本章教材整体分析 （一）教材地位 本单元知识是在原子结构和元素周期律以及化学键等知识的基础上介绍的，是原子结构和化学键知识的延伸和提高；本单元知识围绕晶体作了详尽的介绍，晶体与玻璃体的不同，分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体，从构成晶体的微粒、晶胞、微粒间的作用力，熔沸点比较等物理性质做了比较，结合许多彩图及详尽的事例，对四大晶体做了阐述；同时，本单元结合数学立体几何知识，充分认识和挖掘典型晶胞的结构，去形象、直观地认识四种晶体，在学习本单元知识时，应多联系生活中的晶体化学，去感受生活中的晶体美，去感受环境生命科学、材料中的晶体知识。 “本章比较全面而系统地介绍了晶体结构和性质，作为本书的结尾章，与前两章一起构成“原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质”三位一体的“物质结构与性质”模块的基本内容。” “通过本章的学习，结合前两章已学过的有关物质结构知识，学生能够比较全面地认识物质的结构及结构对物质性质的影响，提高分析问题和解决问题的能力。” （二）内容体系 本单元知识内容分为两大部分，第一节简单介绍晶体的常识，区别晶体与非晶体，认识什么是晶胞：第二部分分为三节内容，第二节“分子晶体和原子晶体”分别介绍了分子晶体和原子晶体的结构特征及晶体特性，在陈述分子晶体的结构特征时，以干冰为例，介绍了如果分子晶体中分子问作用力只是范德华力时，分子晶体具有分子密堆积特征；同时，教科书以冰为例，介绍了冰晶体里由于存在氢键而使冰晶体的结构具有其特殊性。在第三节“金属晶体”中，首先从“电子气理论”介绍了金属键及金属晶体的特性，然后以图文并茂的方式描述了金属晶体的四种基本堆积模式。在第四节“离子晶体”中，由于学生已学过离子键的概念，教科书直接给出了NaCl和CsCl两种典型离子晶体的晶胞，然后通过“科学探究”讨论了NaCl和CsCl两种晶体的结构；教科书还通过例子重点讨论了影响离子晶体结构的几何因素和电荷因素，而对键性因素不作要求。晶格能是反映离子晶体中离子键强弱的重要数据，教科书通过表格形式列举了某些离子晶体的晶格能，以及晶格能的大小与离子晶体的性质的关系。
高中化学选修三几种典型晶体晶胞结构模型总结
学生版：典型晶体模型 晶体晶体结构晶体详解 原子晶体金刚 石 (1)每个碳与相邻个碳以共价键结合， 形成体结构 (2)键角均为 (3)最小碳环由个C组成且六个原子不 在同一个平面内 (4)每个C参与条C—C键的形成，C原子 数与C—C键数之比为 SiO2 (1)每个Si与个O以共价键结合，形成正 四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si，4个“ 1 2O”，n(Si)∶ n(O)＝ (3)最小环上有个原子，即个O，个Si 分子晶体干冰 (1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各 占据1个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子 有个 冰 每个水分子与相邻的个水分子，以相 连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成 mol“氢键”。 NaCl( 型)离子 晶体(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有 个。每个Na＋周围等距且紧邻的 Na＋有个 (2)每个晶胞中含个Na＋和个Cl－ CsCl (型)(1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有个(2)如图为个晶胞，每个晶胞中含个Cs ＋、个Cl－
金属晶体简单 六方 堆积 典型代表Po，配位数为，空间利用率52% 面心 立方 最密 堆积 又称为A1型或铜型，典型代表，配位 数为，空间利用率74% 体心 立方 堆积 又称为A2型或钾型，典型代表，配位 数为，空间利用率68% 六方 最密 堆积 又称为A3型或镁型，典型代表，配位 数为，空间利用率74% 混合晶体石墨(1)石墨层状晶体中，层与层之间的作用是 (2)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 (3)每层中存在σ键和π键，还有金属键 (4)C—C的键长比金刚石的C—C键长，熔点比金刚石的 (5)硬度不大、有滑腻感、能导电
高中化学选修三——晶体结构与性质
晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=×晶胞顶角上的原子数+×晶胞棱上的原子+×晶胞面上 的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2 )、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？ eg：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al 2O 3 ·SiO 2 ）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与 层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（） ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2 一定是晶体 3.下图是CO 2 分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？ 二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸：H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质:：X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子） CO 2 晶体结构图
高中化学选修三——晶体结构与性质.doc
晶体结构与性质 一、晶体的常识1.晶体与非晶体 晶体与非晶体的本质差异 晶体非晶体 自范性 有（能自发呈现多面体外形）无（不能自发呈现多面体外形） 微观结构 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 晶体呈现自范性的条件：晶体生长的速率适当 得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等）③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法）2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=8×晶胞顶角上的原子数+4×晶胞棱上的原子+2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？ 1 1 1
eg：1.晶体具有各向异性。如蓝晶（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。晶体的各向异性主要表现在（） ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（） A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？ 二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等 b.酸：H2SO4 、HNO3、
人教版高中化学选修3知识点总结第三章晶体结构与性质
第三章晶体结构与性质 课标要求 1.了解化学键和分子间作用力的区别。 2.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。 3．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。 4.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。 5.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。 要点精讲 一.晶体常识 １.晶体与非晶体比较 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。 3．晶胞 晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。 4.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法 如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。中学中常见的晶胞为立方晶胞 立方晶胞中微粒数的计算方法如下：
注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状 二．四种晶体的比较 2．晶体熔、沸点高低的比较方法 (１）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：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，汞、铯等熔、沸点很低。 （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、沸点高.如熔点：金刚石＞碳化硅>硅 （3）离子晶体
一般地说,阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。 （４)分子晶体 ①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。 ②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。 ③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。 ④同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。 （5)金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多,其金属键越强，金属熔、沸点就越高。 三.几种典型的晶体模型
晶体结构与性质知识总结(完善)
3-1、晶体的常识 一、晶体和非晶体 1、概述——自然界中绝大多数物质是固体，固体分为和两大类。 * 自范性——晶体能自发地呈现多面体外形的性质。本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。 * 晶体不因颗粒大小而改变，许多固体粉末用肉眼看不到规则的晶体外形，但在显微镜下仍可看到。 * 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当，熔融态物质凝固速率过快常得到粉末或没有规则外形的块状物。 * 各向异性——晶体的许多物理性质如强度、热导性和光导性等存在各向异性即在各个方向上的性质是不同的 二、晶胞 1、定义——描述晶体结构的基本单元。 2、特征—— （1）习惯采用的晶胞都是体，同种晶体所有的晶胞大小形状及内部的原子种类、个数和几何排列完全相同。 （2）整个晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 <1> 所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙； <2> 所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 3、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式——均摊法分析晶胞与粒子数值的关系 （1）处于内部的粒子，属于晶胞，有几个算几个均属于某一晶胞。 （2）处于面上的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。 （3）处于90度棱上的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。 （4）处于90度顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞；处于60度垂面顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞；处于120度垂面顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。 4、例举 三、分类
晶体根据组成粒子和粒子之间的作用分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。 3-2、分子晶体和原子晶体 一、分子晶体 1、定义——只含分子的晶体。 2、组成粒子——。 3、存在作用——组成粒子间的作用为（），多原子分子内部原子间的作用为。 * 分子晶体中定含有分子间作用力，定含有共价键。 * 分子间作用力于化学键。 4、物理性质 （1）熔沸点与硬度——融化和变形只需要克服，所以熔沸点、硬度，部分分子晶体还可以升华。熔融一定破坏分子间的和可能存在的键，绝不会破坏分子内部的。 同为分子晶体的不同物质，一般来说尤其对于结构组成相似的分子，相对分子质量越大，熔沸点越；相对分子质量相差不大的分子，极性越大熔沸点越；含氢键的熔沸点会特殊的些。 例如： （2）溶解性——遵循同性互溶原理（或说相似相溶原理）：即极性分子易溶于性溶剂（多为），如卤化氢（HX）、低级醇和低级羧酸易溶于极性溶剂水；非极性分子易溶于非极性（有机）溶剂，如硫、磷和卤素单质（X2）不易溶于极性溶剂水而易溶于非极性溶剂CS2、苯等。同含氢键的溶解性会更，如乙醇、氨气与水。 5、类别范畴 （1）除C、Si、B外的非金属单质，如卤素、氧气和臭氧、硫（S8）、白磷（P4）、足球烯（C60）、稀有气体等。 （2）除铵盐、SiO2、SiC、Si3N4、BN等外的非金属互化物，包括非金属氢化物和氧化物，如氨（NH3）、冰（H2O）、干冰（CO2）、三氧化硫（SO3）等。 （3）所有的酸分子（纯酸而非溶液）。 （4）大多有机物。 （5）除汞外常温下为液态和气态的物质。 （6）能升华的物质。如干冰、碘、等。 6、结构例析 如果分子间作用力只有范德华力，其分子占晶胞六面体的个顶角和个面心，若以一个分子为中心，其周围通常有个紧邻分子，这一特征称为分子密堆积，如O2、C60、CO2、I2等。 （1）干冰 固态的，色透明晶体，外形像冰，分子间作用力只有，熔点较，常压能升华，常作制冷剂或人工降雨。 二氧化碳分子占据立方体晶胞的个面心和个顶角，与每个二氧化碳分子距离最近且相等的二氧化碳分子有个，若正方体棱长为a，则这两个相邻的CO2的距离为。 （2）冰 固态的，色透明晶体，水分子间作用力除外，还有，氢键虽远小于共价键，但明显大于范德华力，所以冰的硬度较，熔点相对较。 每个水分子与周围距离最近且相等的水分子有个，这几个水分子形成一个的空间构型，晶体中水分子与氢键的个数之比为。这一排列使冰中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，所以冰的密度于液体水（4C的水密度最大，通常认为是1）。 （3）天然气水合物 ——可燃冰·海底储存的潜在能源，甲烷分子处于水分子形成笼子里，形式多样。 二、原子晶体 1、定义——相邻间以键结合而成空间网状的晶体。整块晶体是一个三维的共价键网状结构的
高中化学选修3第三章《晶体结构与性质》单元测试题
黄石二中2011年化学选修3第三章《晶体结构与性质》单元测试题时间：110分钟满分：120分2011.2.25 命题人：高存勇 选择题（每小题只有一个正确答案。每小题3分，共45分） 1.下列有关金属晶体的判断正确的是 A．简单立方、配位数6、空间利用率68% B．钾型、配位数6、空间利用率68% C．镁型、配位数8、空间利用率74% D．铜型、配位数12、空间利用率74% 2.有关晶格能的叙述正确的是 A．晶格能是气态离子形成1摩离子晶体释放的能量 B．晶格能通常取正值，但是有时也取负值 C．晶格能越大，形成的离子晶体越不稳定 D．晶格能越大，物质的硬度反而越小 3.下列排列方式是镁型堆积方式的是 A．ABCABCABC B．ABABABABAB C．ABBAABBA D．ABCCBAABCCBA 4.下列关于粒子结构的描述不正确的是 A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子 B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子 C．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子 D．1 mol D162O中含中子、质子、电子各10 N A(N A代表阿伏加德罗常数) 5.现代无机化学对硫－氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其 中如图所示是已经合成的最著名的硫－氮化合物的分子结构。 下列说法正确的是 A．该物质的分子式为SN B．该物质的分子中既有极性键又有非极性键 C．该物质具有很高的熔沸点 D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体 6.某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是 A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B．该配合物可能是平面正方形结构 C．Cl—和NH3分子均与Pt4+配位 D．配合物中Cl—与Pt4+配位，而NH3分子不配 7.石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原 子填充在石墨各层谈原子中。比较常见的石墨间隙化合物 是青铜色的化合物，其化学式可写作CxK,其平面图形见下图，则x值为: A . 8 B. 12 C.24 D.60 8.金属键具有的性质是 A．饱和性B．方向性C．无饱和性和方向性D．既有饱和性又有方向性9.下列说法正确的是 A．124g P4含有的P－P键的个数为6N A B．12g石墨中含有的C－C键的个数为2N A C．12g金刚石中含有的C－C键的个数为1.5N A D．60gSiO2中含Si－O键的个数为2N A 10.长式周期表共有18个纵行，从左到右排为1－18列，即碱金属为第一列，稀有气体元素
第3讲 晶体学基础知识
第3讲 教学要求：1. 复习明确晶体和非晶体的概念 2. 明确格子构造的概念以及与实际晶体构造之间的关系 3. 大致了解晶体的分类知识 4. 详细讲解并要求学生掌握记熟空间格子构造，熟练掌握14种布拉维格子 的构造特点及晶格参数的特点 5.熟练掌握晶面指数的标定步骤 教学重点：晶体的概念、布拉维格子构造、晶面指数的标定 教学难点：晶体学基础比较抽象，备课中需多准备形象立体感强的图形，讲解速度控制较慢，尽量引导学生课堂中记忆布拉维格子构造，通过例子联系晶面指数标 定过程 教学拓展：介绍《物相分析》、《材料研究方法》、《材料结构表征及应用》书中相应的部分以便学生课后参看 讨论：课堂上提问学生所掌握的晶体学基础知识的内容，比较选修有关结晶学课程的学生和未选修结晶学课程学生掌握晶体学知识的范围差异，抽10分钟左右的 时间讨论，以便掌握讲课难度和速度。 作业：1. 晶体和非晶体的概念？ 2. 熟练写出布7种拉维格子的名称和相应的晶格参数？ 晶体学基础知识 一．晶体的定义与特征 晶体的概念：人类对晶体的认识，是从石英开始的。古代人们把外形上具有规则的几何 多面体形态的石英（水晶）称为晶体。后来，人们把凡是天然的具有几何多面体的固体，例 如：石盐、方解石、磁石等都成为晶体。 有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
本世纪初（1912），X射线衍射分析方法的应用研究了晶体内部结构后，发现：一切晶体不论其外形如何，它的内部质点（原子、离子、、分子）都是有规则排列的，即：晶体内部相同质点在三维空间均呈周期性重复，构成了格子构造。因此，对晶体做出如下定义：晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。或者：晶体是具有格子构造的固体。 ?晶体是原子或者分子规则排列的固体； ?晶体是微观结构具有周期性和一定对称性的固体； ?晶体是可以抽象出点阵结构的固体; ?在准晶出现以后，国际晶体学联合会在 1992年将晶体的定义改为：“晶体是能够给出明锐衍射的固体。” 非晶质体：晶体内部质点在三维空间不做规律排列，不具格子构造，称为非晶质体或非晶质。例如：玻璃、塑料、沥青等。从内部结构来看，非晶质体中质点的分布无任何规律可循，其内部结构只具有统计均一性，非晶质体的性质在不同方向上是同一的。在外形上非晶质体不能自发地长成规则的几何多面体形态，而是一种无规则形态的无定形体。 晶体与非晶体 非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点。所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”。 晶体和非非晶质体在一定条件下是可以转换的。列如：使用年久的玻璃，常会出现一些所谓的“霉点”，是因为玻璃向结晶态转变的雏晶，此过程成为：晶化或脱玻化，相反的转化，晶体因内部质点的规律排列受到破坏而向非晶体转变，称为非晶化或玻璃化。例如，某些含放射性元素的矿物晶体，由于放射性元素在蜕变过程中放出核能，破坏了晶体内部的结构，而产生了非晶质化的现象。
高中化学选修三晶体结构练习题
晶体结构练习题2 1．铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如五水硫酸铜可用作杀菌剂。 (1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外电子排布式为____________________。 (2)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。 (3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下： 下列说法正确的是________(填字母)。 A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化 B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键 C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去 (4)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是__________________________。 (5)Cu2O的熔点比Cu2S的________(填“高”或“低”)，请解释原因_______________________ ______________________________________________________。 2．单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答： （1）晶体硼的晶体类型属于__________晶体，理由是_____ 。 （2）已知晶体的结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如下图），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出此基本结构单元是由_______个硼原子构成的，其中B—B键的键角为__________，共含有_________个B—B键。 3、金晶体是面心立方体,立方体的每个面5个金原子紧密堆砌(如图其余各面省略)，金原子半径为 1.44×10-10 m，Au的摩尔质量为197g/mol.求： (1)金晶体中最小的一个立方体含有__________个金属原子。 (2)金的密度为_________g·cm-3。 3题图4题图 4、一种离子晶体的晶胞如右图其中阳离子A以表示阴离子B以表示。 （1）每个晶胞种含A离子的数目为________，含B离子数目为________。 （2）若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离子化合物的化学式是____；（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为_____，阴离子周围距离最近的阳离子数_____。 （4）已知A的离子半径为r m，则该晶胞的体积是___________m3。
高考化学复习 选修3第三讲晶体结构与性质
高考化学复习第三讲晶体结构与性质 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。 2016，卷甲37T(3)(4)； 2016，卷乙37T(6)； 2016，卷丙37T(4)(5)； 2015，卷Ⅰ 37T(4)(5)； 2015，卷Ⅱ 37T(2)(5)； 2014，卷Ⅰ 37T(1)(3)(4)； 2014，卷Ⅱ 37T(4)(5) 晶体晶体的结构与性质[学生用书P270] [知识梳理] 一、晶体 1．晶体与非晶体 晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质 特征 自范性有无 熔点固定不固定
2.得到晶体的途径 (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。 3．晶胞 (1)概念：描述晶体结构的基本单元。 (2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置：所有晶胞都是平行排列、取向相同。 4．晶格能 (1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。 (2)影响因素 ①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。 ②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。 二、四种晶体类型的比较
高二化学选修三晶体结构晶胞题型总结
高二化学晶体结构 晶胞特征 1、将TiOSO4的稀溶液加热水解后，经进一步反应，可得到钛的某种氧化物。该氧化物的晶胞结构残损图如图甲所示。请将该晶胞图在图乙中复原，并据晶胞结构推出该氧化物的化学式______。（图中钛原子用“●”表示。氧原子用“O”表示） （甲）（乙） 2、(2003第6题) 2003年3月日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为·，具有……－CoO2－H2O－Na－H2O－CoO2－H2O－Na－H2O －……层状结构；在以“CoO2”为最简式表示的二维结构中，钴原子和氧原子呈周期性排列，钴原子被4个氧原子包围，Co-O键等长。 （1）钴原子的平均氧化态为。 （2）CoO2的结构如右图（小球表示Co原子，大球表示O原子）。请画出的CoO2层状结构的晶胞（晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元）示意图 （3）据报道，该晶体是以为起始物，先跟溴反应，然后用水洗涤而得到的。写出起始物和溴的反应方程式。晶胞的化学式 3、有一种多聚硼酸盐为无限网状结构，图为其结构单元示意图。其结构的基本单元可表示为(B5O n)m-，则m、n的值分别为( ) A．2、4 B．3、6 C．2、5 D．3、9 4、最近发现一种由钛（Ti）原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模 型如图所示，其中圆圈表示钛原子，黑点表示碳原子，则它的化学式为 （） A．TiC B．Ti13C14C．Ti4C7D．Ti14C13 5、分析化学中常用X射线研究晶体结构。有一种晶体K x Fe y(CN)z，其中Fe2+、Fe3+、CN- 的排布如右图所示，Fe2+和Fe3+位于每个立方体的角顶，自身互不相邻，CN-位于立方体的 棱上。每隔一个立方体，在立方体的中心含有一个K+（未画出）。 （1）晶体的化学式可表示为。 （2）1molK x Fe y(CN)z晶体中含π键mol。 6、石墨能与熔融金属钾作用，形成蓝色的C24K、灰色的C48K、C60K 等。有一种青铜色的C x K中K原子（用o表示）的分布如图所示，则 x=_____；另有一种石墨化合物C32K，其中K原子的分布也类似图的 正六边形，该正六边形的边长是碳碳键键长的________倍。 7、（2014·山东卷）石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制 备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。 8、(2013太原一模拟)已知某含铁矿石晶胞如图所示，其化学式为__________。 晶体的密度 9、(2011新课标)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石 相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、 ________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm-3（只要求列算式，不必计算出数 值，阿伏伽德罗常数为N A，B：11，N：14）。 10、在离子晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列，如图左图所示为NaCl的晶体 结构图。在离子晶体中，阴、阳离子具有或接近具有球对称的电子云，它们可以被看成 是不等径的刚性圆球，并彼此相切（如图所示）。离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和，已知a为常数。 试回答下列问题。 (1)在NaCl晶体中，每个Na+同时吸引_____个Cl-，而Na+数目与Cl-数目之比为_____。 (2)NaCl晶体离子键的键长为_____。 (3)Na+半径与Cl-半径之比r(Na+)/r(Cl-)=_______。