第十二章物质结构与性质第三节晶体结构与性质分解.doc

第十二章　物质结构与性质(选修三) 第三节晶体结构与性质 考点一 晶体和晶胞 [] 1．(1)晶体与非晶体的比较： 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。 [] 命题点1　考查晶胞中粒子个数的计算 “分割法”突破晶胞组成的计算 [典题示例] 1.(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：从晶胞图分析，含有Zn离子为8×1/8＋6×1/2＝4。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：4　ZnS 2.利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。 解析：B的原子半径比N大，因而结构示意图中大球代表B原子，利用晶胞结构可计算出含有2个B和2个N，化学式为BN。 答案：2　BN 命题点2　考查晶体密度与微粒距离间的关系计算 晶体微粒与M(摩尔质量，g/mol)、ρ(晶体密度，g/cm3)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；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，单位为cm3)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。 [] 1.(2013·全国卷Ⅱ节选)F、K和Ni三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。 (1)该化合物的化学式为________；Ni的配位数为________； (2)列式计算该晶体的密度________g·cm－3。 解析：(1)在该化合物中F原子位于棱、面心以及体内，故F原子个数为×16＋×4＋2＝8个，K原子位于棱和体内，故K原子个数为×8＋2＝4个，Ni原子位于8个顶点上和体内，故Ni原子个数为×8＋1＝2个， K、Ni、F原子的个数比为4∶2∶8＝2∶1∶4，所以化学式为K2NiF4；由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故配位数为6。 (2)结合解析(1)，根据密度公式可知ρ＝＝ g·cm－3≈3.4 g·cm－3。 答案：(1)K2NiF4　6　(2)3.4 2．(2012·海南高考节选)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm－3，则铜晶胞的体积是 ________cm3，晶胞的质量是________g，阿伏加德罗常数为______________(列式计算，已知Ar(Cu)＝63.6)。 解析：体积是a3；m＝V×ρ，一个体心晶胞含4个原子，则M＝×m晶胞×NA，可求NA。 答案：4.70×10－23　4.23×10－22　NA＝＝6.01×1023mol－1 [] 某离子晶体晶胞的结构如图所示。X()位于立方体顶点，Y()位于立方体中心。试分析： (1)晶体的化学式为________。 (2)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX是________。 (3)设该晶体的摩尔质量为M g/mol，晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。 解析：(1)晶胞中，X的个数＝4×1/8＝1/2，Y在体内，个数是1个，则X与Y的个数比是1∶2。 (2)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心，可联系CH4的键角，知∠XYX＝109°28′。 (3)摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量，数值上等于该物质的相对分子(或原子)质量。由题意知，该晶胞中含有个XY2或Y2X，设晶胞的边长为a cm，则有ρa3NA＝M，a＝ ，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为 cm。 答案：(1)XY2或Y2X　(2)109°28′　(3) 考点二 常见晶体类型的结构和性质 [] 1．四种晶体类型的比较 晶体类型比较项目 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键 硬度 较小 很大