2022年晶体结构与性质知识总结 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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；2、对比固体类别是否晶体非晶体（又称玻璃体）定义有规章几何外形的固体有规章几何外形的固体本质差别自范性能自发地出现多面体自范性不能自发地出现多面有自范性？外形体外形微观结构原子在维空间里呈性原子排列相对序序排列性质差别是否存在固定熔点固定熔点固定熔点？是否存在各向异性各向异性各向异性？制取方法（1）凝固液态物质变为固态；* （2）凝华气态物质不经液态直接变为固态；（3）结晶溶质从溶液中析出；鉴别方法间接方法考察固体的某些性质如有无熔点 ；玻璃物质例举科学方法

2、X-射线衍射试验 最牢靠的区分方法* 自范性晶体能自发地出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转变,很多固体粉末用肉眼看不到规章的晶体外形,但在显微镜下仍可看到；* 晶体出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章外 形的块状物；* 各向异性晶体的很多物理性质如强度、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、特点（1）习惯采纳的晶胞都是 排列完全相同；体,同种晶体全部的晶胞大小外形及内部的原子种类、个数和几何（2）

3、整个晶体可以看作是数量庞大的晶胞“ 无隙并置” 而成； 所谓“ 无隙” 是指相邻晶胞之间没有任何间隙； 所谓“ 并置” 是指全部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

4、子,同时为 个晶胞共有,每个粒子有 属于晶胞；4、例举三、分类名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 晶体依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；（）,多原子分子内部原子间的作用为；3、存在作用组成粒子间的作用为* 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）熔沸点与硬度融解和变形只需要克服,所以熔沸点、硬度,部分分子晶体仍可以升华；熔融肯定破坏分子间的 和可能存在

5、的 键,绝不会破坏分子内部的；同为分子晶体的不同物质,一般来说特别对于结构组成相像的分子,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别的些；例如：（2）溶解性遵循同性互溶原理（或说相像相溶原理）：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（有气体等；S8）、白磷（ P4）、足球

6、烯（ C60）、稀（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）全部的酸分子（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、结构例析假如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,如以一个分子为中心,其四周通常有 个紧邻分子,这一特点称为 分子密积累 ,如 O2、C60、CO2、I2 等；（1）干冰固态的,色透亮晶体,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

7、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,如正方体棱长为 a,就这两个相邻的 CO2 的距离为；（2）冰固态的,色透亮晶体,水分子间作用力除 外,仍有,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；每个水分子与四周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,留有相当大的间隙,所以冰的密度 于液体水（ 4C 的水密度最大,通常认为是 1）；（3）自然气水合物可燃冰 海底储存的潜在能源,甲烷分子处于水分子形成笼子里,

8、形式多样；二、原子晶体名师归纳总结 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第 2 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - “ 大分子” ,又称共价晶体；2、组成粒子；3、存在作用；4、物理性质（1）熔沸点与硬度熔点、硬度,是原子晶体的特点；详细综合考虑构型和键能；同为原子晶体的物质,空间构型相像时,共价键键长越短,键能就越,熔沸点就越；（2）溶解性溶于极性溶剂,溶于非极性（有机）溶剂；5、类别范畴（1）Si、B、Ge 和 C（金刚石）等非金属单质；（2）SiO2、SiC、Si3N4 、BN 等；6、结构例

9、析（1）金刚石色晶体,自然硬度最,于导电和导热,溶于水和有机溶解；能燃烧生成；属于 晶体, 这种晶体的特点是；金刚石中与某个 C 原子紧邻即距离最近且相等 C 原子有（杂化）,它们形成 原子的 构型,键角；由共价键构成最小环上有个 C 原子（平均每个最小环上有 1/2 个碳原子和 1 个碳碳单键） ,晶体中 C 原子个数与 C-C 键数之比为；金刚石晶胞可以看为 8 个小立方体形成的大立方体,碳原子占大立方体的 个顶角、个面心（或说占大立方体的 个一个中心、个棱心）以及其中间隔的 个小立方体的中心（或说碳原子占每个小立方体间隔的 个顶角和中心） ,平均每个晶胞含有 个碳原子；晶体硅（单晶硅）

10、、碳化硅（金刚砂）结构和性质均与之相像；（2） 二氧化硅色晶体,硬度、熔点,于导电和导热,溶于水和有机溶剂；只与酸和强碱反应；用于制造水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维等；相当于在晶体硅的每个硅硅键之间个插入了一个氧原子,每个 Si 与 个 O 原子形成 个共价键,这几个氧原子形成的空间构型为,每个 O 与 个 Si 原子形成共价键；在二氧化硅晶体中 Si 与O 原子个数比为,平均每 mol SiO2 晶体中含有 Si-O 键最接近 _mol；名师归纳总结 * 石墨 色非金属单质,溶于水,质地软,熔点,可做铅笔芯和固体润滑剂,电和热第 3 页,共 7 页的体,能做高温下的电

11、极；属于晶体,是状结构：层内碳原子间以相结合, C 原子呈杂化,即每一个碳原子与紧邻的个碳原子形成个共价键（碳原子数与碳碳单键数之比为）,这几个碳- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 原子形成的空间构型为；层间存在的作用力为；石墨中最小的碳环为元环,每个C 原子被个六边形共用,平均每个环占有个碳原子,即碳原子数与碳环数之比为；3-3、金属晶体一、金属键1、定义2、特点描述金属键最简洁的理论是“ 电子气理论”3、强弱 F=K Q1Q2/r2 金属晶体导电性、导热性、延展性等共性以及熔沸点和硬度差异性说明；二、金属晶体的原子积累模型1、二维空间放置（1）非密置

12、层纵横成行,配位数为；（2）密置层成行交叉,配位数为2、三维积累 I、非密置层在三维空间的两种积累方式：（1）简洁立方积累三维成行积累,晶胞为 个原子形成的立方体,平均每个晶胞含有 个原 子；配位数为,它们形成一个 空间构型,空间利用率太低,为 52%,只有金属钋（ Po）实行 这种积累方式；（2）体心立方积累晶胞为个原子形成的立方体（八顶角一中心）,平均每个晶胞含有个原子；配位数为,它们形成一个空间构型, 空间利用率稍高, 为 68%,很多金属如IA 族金属 Na、K、Fe 等实行这种积累方式；II 、密置层在三维空间按体心立方积累的两种积累方式（3）六方最密积累按ABABABAB 的方式积

13、累,Mg、Zn 、Ti 等；（4）面心立方积累按ABCABCABC 的方式积累,Cu、Ag 、Au 等；均为金属晶体的最密积累,配位数均为,空间利用率均为74%；3-4、离子晶体一、离子晶体1、定义由和通过键结合而成的晶体；2、构成粒子；,构成粒子内可能存在3、存在作用构成粒子间肯定存在4、物理性质名师归纳总结 （ 1）熔沸点较,硬而脆；综合考虑离子晶格和键能,融解肯定破坏键,不会破坏其中可能的存第 4 页,共 7 页在的键；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - F=K Q1Q2/r2 ,即空间构型相像的离子晶体,离子电荷越、成键离子半径和越,熔沸点越高；

14、（2）大多 溶于水,肯定破坏 键,可能破坏可能存在的部分或全部的 键；（3）固体 导电,液态 导电,水溶液 导电；肯定为离子化合物,肯定为电解质；5、类别范畴离子化合物（1） IA 、IIA 族等的活泼金属和 VIA 、VIIA 族等的活泼非金属形成的化合物；（2）强碱和大多数盐；（3）熔融能导电的化合物；6、结构例析离子晶体中的配位数（缩写为 C.N.）是指一个离子四周最邻近的异性离子的数目；NaCl 和 CsCl 的阴阳离子之比均为 1：1,同属 AB 型离子晶体,但配位数不同；晶体中正负离子的半径比是打算离子晶体的重要因素,简称几何因素；正负离子的电荷比也是打算离子晶体结构的重要因素,简

15、称电荷因素；离子的纯粹程度是打算离子晶体结构的又一因素,简称键性因素；（1）氯化钠阴、阳离子的配位数为,即每个 Na +紧邻 个 Cl,这些 Cl构成的几何图形是；每个 Na +与 个 Na+等距离相邻；晶胞为八个小立方体并集形成的一个大的立方体,如钠离子占其 个顶角和 个面心的话,氯离子就占其 个中心和 个棱心,分别平均每个氯化钠晶胞含有 个Na +和 个 Cl；如晶胞棱长为 a,就相邻同性离子的核间距离为,相邻异性离子的核间距离为；（2）氯化钾每个 Cl或 Cs +四周与之最接近且距离相等的 Cs +或 Cl共有 个,这几个 Cs +或 Cl在空间构成的几何构型为；在每个 Cs+四周距离相

16、等且最近的 Cs +共有 个,这几个 Cs +或 Cl 在空间构成的几何构型为；氯化铯晶胞为一个体心立方体即如铯离子占其 个中心的话,氯离子就占其 个顶角,平均一个氯化铯晶胞含有 个 Cs +和 个 Cl；如晶胞棱长为 a,就相邻同性离子的核间距离为,相邻异性离子的核间距离为；（3）氟化钙名师归纳总结 为钙离子的配位数为,形成的空间构型为,氟离子的配位数为,形成的空间构型,即钙离子与氟离子的个数比为；其晶胞立方体中： 钙离子占其个顶角和个第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 面心,氟离子占其八分小立方体的个中心（或说正套小立方体的个顶

17、角）；平均一个氟化钙晶胞含有个钙离子和个氟离子；,氟离子与氟离子的最近距离为,钙离子如晶胞棱长为a,就钙离子与钙离子的最近距离为与氟离子的最近距离为；二、晶格能1、定义态离子形成摩尔离子晶体所的能量；2、意义是最能反映离子晶体稳固性的数据；* 晶体类型列表分析晶体类型原子晶体离子晶体金属晶体分子晶体1、定义 2、构成粒子 3、粒子间 存在作用 粒子内4、融解或变形时 所破坏的作用5、熔沸点 6、硬度 7、溶解性 水 有机溶剂8、溶于水时 所克服的作用9、固态 导电性 液态 水液10、导热性 10、范畴例举* 物质熔沸点高低的比较（1）一般说来,原子晶体 离子晶体 金属晶体 分子晶体（2）假如同

18、为原子晶体比较共价键强弱：共价键成键原子半径之和越小,键长越 ,键能越,熔沸点就越；共用电子对越,电子云重叠越多（3）假如同为离子晶体比较离子键强弱：离子电荷数越、成键离子核间距离即阴阳离子半径之和越,熔沸点就越；（4）假如同为金属晶体比较金属键强弱：金属阳离子电荷数越、离子半径越,熔沸点就越；（5）假如同为分子晶体比较分子间作用力大小： 组成和结构相像的分子晶体,相对分子质量越；,分子间力就越,熔沸点越； 式量相近时,分子极性越,熔沸点越 分子中存在氢键的比不存在氢键的熔沸点 （6）相同条件下的物质固体 液体 气体巩固摸索：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学

19、习资料 - - - - - - - - - 1、氮化硅 C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度,原子间均以单键结合,是一种新型耐高温耐磨材料,在工业上有广泛用途, ,以下关于 C3N4 晶体的说法正确选项 A. 是分子晶体 B. 粒子间通过离子键结合 C. 该晶体易溶解于水D. 每个 C 原子与 4 个 N 原子连接,每个N 原子与 3 个 C 原子连接2、以下各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是 A . SO 2 和 SiO2 B . CO 2 和 H 2O C . NaCl 和 HCl D . CCl 4 和 KCl 3、关于晶体的以下说法正确选项 A. 在晶体中只要有阴离子就肯定有阳离子 C. 原子晶体的熔点肯定比金属晶体的高B. 在晶体中只要有阳离子就肯定有阴离子 D. 分子晶体的熔点肯定比金属晶体的低名师归纳总结 4、以下各物质中,按熔点由高到低的次序排列的是（）第 7 页,共 7 页A H2O H 2Te H 2Se H2S BKClNaClLiClHCl CRbKNa Li D石墨金刚石SiO 2钠- - - - - - -