2023届高考化学鲁科版一轮复习学案-第五章第4课时　晶体结构与性质.docxVIP

第4课时晶体结构与性质

1.能说出配位键的主要类型、特征和实质。

2.能运用配位键等模型,解释配合物的某些典型性质。

3.能举例说明物质结构研究的应用价值,如配合物在生物、化学等领域广泛应用。

4.能举例说明超分子、聚集态等不同尺度上的结构特点对物质性质的影响;能举例说明结构研究对于发现和制备新物质的作用。

5.能说出晶体与非晶体的区别;能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律;能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。

物质的聚集状态与晶体常识

1.晶体与非晶体

(1)晶体与非晶体比较

项目

晶体

非晶体

结构特征

结构微粒在三维空间里呈周期性有序排列

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)获得晶体的途径

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。

2.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、取向相同。

(3)形状:一般而言晶胞都是平行六面体。

(4)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:a.长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算,

如图:

b.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

[理解辨析]

判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。()

(2)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。()

(3)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。()

(4)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。()

解析:(1)不一定,晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列而不是是否具有规则几何外形。

(2)不一定,非晶体一般无固定的熔点。

(4)区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验。

答案:(1)×(2)×(3)√(4)×

晶胞中粒子数的相关计算

1.回答下列问题。

(1)(2019·江苏卷)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。一个Cu2O晶胞(图1-1)中,Cu原子的数目为。?

(2)(2021·福建龙岩三模)氮化锂晶体中存在锂、氮原子共同组成的锂、氮层,锂原子以石墨晶体中的碳原子方式排布,N原子处在六元环的中心(如图1-2),同层中锂、氮的原子个数比为。?

(3)(2021·广东汕头二模)C603-与K+能形成图1-3中的超分子加合物,该晶胞中K+

(4)(2021·天津三模)N与金属可形成氮化物,如AlN晶胞结构如图1-4所示,AlN晶胞中,含有的Al、N原子个数均是。?

(5)(2021·广东茂名二模)钇钡铜氧是一种新型节能高温超导体,其晶胞结构如图1-5。研究发现,此高温超导体中的Cu元素有两种价态,分别为+2和+3,Y元素的化合价为+3,Ba元素的化合价为+2。该物质中Cu2+与Cu3+的个数比为。?

解析:(1)晶胞的白球位于顶点和内部,属于该晶胞的个数为8×18+1=2,黑球全部位于晶胞内部,属于该晶胞的个数为4,化学式为Cu2O,因此白球为O原子,黑球为Cu原子,即Cu原子的数目为4。(2)由图知一个Li原子被三个环共用,所以一个六元环中含有6×13=2个Li原子,而N原子处于六元环中心,所以个数为1,则同层中锂、氮的原子个数比为2∶1。(3)由图示知,K+有12个位于棱上,9个位于晶胞体内(其中1个位于体心),故该晶胞中含有K+个数为12×14+9=12(个)。(4)AlN晶体结构单元中,Al位于棱边的中点、体心和晶胞内,N位于顶点、面心和晶胞内,按均摊法知,含有的Al数目为13×6+1+3=6、N原子数目为16×12+12×2+3=6,故均是6。(5)根据均摊原则,晶胞中含有2个Ba、1个Y、7个O、3个Cu,该物质的化学式为YBa2Cu3O

答案:(1)4(2)2∶1(3)12(4)6(5)2∶1

物质化学式的确定

2.材料是人类赖以生存和发展的物质基础,材料创新已成为人类文明进步的重要标志之一。试回答以下问题。

(1)(2021·河北唐山三模)青铜器是我国古代瑰宝。目前,在工业上用磷化铜(Cu3P2)制造磷青铜,某立方磷青铜晶胞结构如图2-1所示。则其化学式为。?

(2)氮化铁可用于制造磁流体,也可作为催化剂。某FexNy的