2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第18讲　晶体结构与性质.docxVIP

第18讲晶体结构与性质

内容要求

1.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性,认识简单的晶胞。

2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。

3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。

知识点1物质的聚集状态与晶胞

一、物质的聚集状态

1.物质三态间的相互转化

2.物质的聚集状态

物质的聚集状态除了气态、液态、固态外,还有更多的聚集状态如晶态、非晶态以及介乎两者之间的塑晶态、液晶态等。

二、晶体与非晶体

1.特征和区别方法

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

异同表现

各向异性

无各向异性

两者

区别

方法

间接方法

看是否有固定的熔点

科学方法

对固体进行X射线衍射实验

2.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。

三、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”:所有晶胞平行排列的,取向相同。

1.H2O(s)变为H2O(g)需要吸收热量,该过程为吸热反应。()

2.区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定其有无固定熔、沸点。()

3.固体SiO2一定是晶体。()

4.晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。()

5.凡有规则几何外形的固体一定是晶体。()

6.晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。()

7.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。()

答案:1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.√

1.下列关于晶体的说法正确的是(B)

A.将饱和硫酸铜溶液降温,析出的固体不是晶体

B.假宝石往往是玻璃仿造的,可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品

C.石蜡和玻璃都是非晶体,但它们都有固定的熔点

D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同

解析:选项A,将饱和CuSO4溶液降温可析出胆矾,胆矾属于晶体;选项B,宝石的硬度较大,玻璃制品的硬度较小,可以根据有无划痕来鉴别;选项C,非晶体没有固定熔点;选项D,晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有些差异。

2.如图是某固体的微观结构示意图。判断下列说法正确的是(B)

A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体

B.Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性

C.Ⅱ形成的固体一定有固定的熔、沸点

D.两者的X射线衍射图谱是相同的

解析:Ⅰ会自动形成有规则几何外形的晶体,具有各向异性,X射线衍射图谱有明显的谱线。Ⅱ为非晶体。

3.(1)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,如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。?

(2)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是,在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为个、个。?

(3)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为ag·cm-3,则该晶胞的体积为cm3[用a、NA表示(NA为阿伏加德罗常数的值)]。?

解析:(1)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子(B)个数为8×18+1=2,灰球表示的原子(N)个数为1+4×1

(2)晶胞中含有O原子个数为6×12=3,含Co原子个数为8×18=1,含Ti原子个数为1,故化学式为CoTiO3

(3)每个晶胞中含有Mg的数目为8×18+1=2,含有H的数目为4×12+2=4,所以晶胞的体积为2×26g·

答案:(1)2BN(2)CoTiO3612(3)52

晶胞组成的计算——均摊法

(1)原则:晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是1n

(2)方法

①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算,如图:

②非长方体:视具体情况而定,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,如三棱柱:

示例

CaF2的晶胞如图所示。该晶胞含Ca2+4个,F-8个。

知识点2常见晶体的组成与性质

一、常见晶体的微观结构

1.共价晶体——金刚石与SiO2

晶体

晶体结构

晶体详解

金刚石

(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构

(2)键角均为109°28′

(3)最小碳环由6个C组成且六个原子不在同一平面内

(4)每个C参与4条C—C的形成,C原子数与C—C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“12O”,n(Si)∶n(O)=

(3)最小环上有1