物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第五章第四節(jié)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2017版課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)1.能說出晶體與非晶體的區(qū)別，了解不同類型晶體中的結(jié)構(gòu)微粒，微粒間的相互作用及其與性質(zhì)的關(guān)系。了解晶格能的概念2.了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算3.了解晶體缺陷及其應(yīng)用1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：認(rèn)識(shí)晶胞及晶體的類型，能從不同角度分析晶體的組成粒子、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能運(yùn)用典型晶體模型判斷晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組成并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算3.變化觀念與平衡思想：認(rèn)識(shí)不同晶體類型的特點(diǎn)欄目導(dǎo)航01必備知識(shí)關(guān)鍵能力02真題體驗(yàn)領(lǐng)悟高考03配套訓(xùn)練必備知識(shí)關(guān)鍵能力1晶體常識(shí)及晶胞的有關(guān)計(jì)算【基礎(chǔ)整合】1．晶體與非晶體比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)粒子_____________排列結(jié)構(gòu)粒子______排列性質(zhì)特征自范性有無熔點(diǎn)固定不固定異同表現(xiàn)________________二者區(qū)別方法間接方法：測(cè)定其是否有固定的________科學(xué)方法：對(duì)固體進(jìn)行_____________實(shí)驗(yàn)周期性有序無序各向異性各向同性熔點(diǎn)X－射線衍射2．獲得晶體的三條途徑(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固。(2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。(3)溶質(zhì)從溶液中析出。3．晶胞(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的__________。(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置。①無隙：相鄰晶胞之間沒有__________。②并置：所有晶胞______排列、______相同。基本單元任何間隙平行取向判斷正誤(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是晶體中粒子在微觀空間里呈周期性的有序排列(

)(2)通過X射線衍射實(shí)驗(yàn)的方法不能區(qū)分晶體和非晶體(

)(3)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體(

)(4)晶體的熔點(diǎn)一定比非晶體的熔點(diǎn)高(

)(5)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會(huì)慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊(

)(6)晶胞是晶體中的最小的“平行六面體”(

)(7)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子(

)(8)冰和固體碘晶體中相互作用力相同(

)【答案】(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)×

(7)√

(8)×【重難突破】1．下列是幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)，填寫晶胞中含有的粒子數(shù)。A．NaCl(含_____個(gè)Na＋，___個(gè)Cl－)B．干冰(含_____個(gè)CO2)C．CaF2(含_____個(gè)Ca2＋，_____個(gè)F－)D．金剛石(含_______個(gè)C)E．體心立方(含______個(gè)原子)F．面心立方(含______個(gè)原子)【答案】A．4

4

B．4

C．4

8

D．8

E．2

F．42．磁光存儲(chǔ)的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶體薄膜磁化并用光讀取之后開始的。如右圖是Mn和Bi形成的某種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖(白球均在六棱柱內(nèi))，則該晶體物質(zhì)的化學(xué)式可表示為(

)A．Mn2Bi

B．MnBiC．MnBi3

D．Mn4Bi3【答案】B

3．某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是(

)A．3∶9∶4

B．1∶4∶2C．2∶9∶4

D．3∶8∶4【答案】B

4．下圖是甲、乙、丙三種晶體的晶胞，則甲晶體中x與y的個(gè)數(shù)比是______，乙中a與b的個(gè)數(shù)比是______，丙中一個(gè)晶胞中有______個(gè)c離子和______個(gè)d離子?！敬鸢浮?∶1

1∶1

4

48．(1)鑭鎳合金、銅鈣合金及鈰鈷合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn及很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力，其中銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10－23cm3，儲(chǔ)氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中，n＝________(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為________________。圖1

(2)Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，若晶體密度為ag·cm－3，則Cu與F最近距離為______________pm(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，列出計(jì)算表達(dá)式，不用化簡)。圖2

(3)如圖3表示一個(gè)不完整的CaF2

晶胞，則圖中灰球表示________(填“F－”或“Ca2＋”)。設(shè)晶胞邊長為a，則最近的F－和Ca2＋之間的距離為________(用含a的代數(shù)式表示)。圖3

9．(2016·全國卷Ⅲ)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}：(1)GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃，而GaCl3的熔點(diǎn)為77.9℃，其原因是______________________。(2)GaAs的熔點(diǎn)為1238℃，密度為ρg·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為__________，Ga與As以____________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為______________________。常見晶體類型的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)【基礎(chǔ)整合】1．四類晶體的比較比較項(xiàng)目分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子粒子間的相互作用力分子原子金屬陽離子、自由電子陰、陽離子分子間作用力共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵比較項(xiàng)目分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體硬度________________有的______，有的_______________熔、沸點(diǎn)________________有的______，有的_______________溶解性相似相溶難溶于任何溶劑難溶于常見溶劑大多數(shù)易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、導(dǎo)熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性，個(gè)別為半導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電較小很大很大很小較大較低很高很高很低較高比較項(xiàng)目分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體物質(zhì)類別及舉例所有非金屬氫化物(如水、硫化氫)、部分非金屬單質(zhì)(如鹵素X2)、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)

金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強(qiáng)堿、絕大部分鹽2．典型晶體模型4

109°28′

6

1∶2

4

1∶2

12

12

12

4

4

8

2∶3

6

12

8

12

3．離子晶體的晶格能(1)定義：氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位kJ·mol－1。(2)影響因素。①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越________。②離子的半徑：離子的半徑越______，晶格能越大。(3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系：晶格能越大，形成的離子晶體越________，且熔點(diǎn)越高，硬度越____。大小穩(wěn)定大判斷正誤(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)在石墨晶體中有共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華力(

)(2)立方晶胞中，頂點(diǎn)上的原子被4個(gè)晶胞共用(

)(3)陰陽離子比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體構(gòu)型相同(

)(4)金屬鎂形成的晶體中，每個(gè)鎂原子周圍與其距離最近的原子有6個(gè)(

)(5)在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍與其距離最近的Na＋有12個(gè)(

)【答案】(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√【重難突破】1．判斷下列物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)，將對(duì)應(yīng)序號(hào)填在線上。(1)干冰晶體________；(2)氯化鈉晶體________；(3)金剛石________；(4)碘晶體________；(5)氟化鈣________；(6)冰晶體________；(7)水合銅離子________；(8)H3BO3晶體________。【答案】(1)②

(2)①

(3)④

(4)③

(5)⑤

(6)⑦

(7)⑥

(8)⑧【答案】(1)分子混合(2)離子晶體(3)abd【答案】(1)NaCl

C

HCl(2)離子晶體原子晶體分子晶體(3)離子鍵共價(jià)鍵范德華力【解析】BCl3為平面正三角形分子，正負(fù)電荷重心重合，為非極性分子，而NCl3為極性分子，則分子極性：BCl3＜NCl3，A正確；NaI和NaF都是離子化合物，所帶電荷相等，但離子半徑：氟離子＜碘離子，所以NaF形成的離子鍵較強(qiáng)，其硬度較大，即物質(zhì)的硬度：NaI＜NaF，B正確；HF分子間存在氫鍵，導(dǎo)致其沸點(diǎn)較高，則物質(zhì)的沸點(diǎn)：HF＞HCl，C正確；CS2為非極性溶劑，CCl4為非極性分子，H2O為極性分子，結(jié)合相似相溶原理可知，在CS2中的溶解度：CCl4＞H2O，D錯(cuò)誤。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是__________(填序號(hào))。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于___________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào))。①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因?yàn)開________________________________________________?！敬鸢浮?1)原子共價(jià)鍵(2)①②③④

(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)

(4)②④

(5)D