晶体结构与性质全章知识点与习题资料

晶体结构与性质全章复习与巩固

撰稿:乔震 审稿:张 立 责编:宋 杰

【重点聚焦】

性质差别 固定熔点 各向异性 固定 不固定 有 无 制法 凝固、凝华、 结晶 X射线衍射实验等 鉴别方法 一、晶体与非晶体比较

本质差别 自范性 有 无 微观结构 呈周期性 有序排列 无序排列 晶体 非晶体

二、四类晶体的比较

晶体类型 晶体质点 (粒子) 粒子间作用 熔沸点 硬度 溶解性 导电情况 共价键 很高 很硬 难溶解 不导电 (除硅) 原子晶体 原子

分子晶体 分子 金属晶体 金属阳离子、 自由电子 离子晶体 阴、阳离子 分子间作用力 很低 一般较软 相似相溶 一般不导电 复杂的静电作用 离子键 一般较高,少部分低 较高 一般较硬,少部分软 较硬 难溶(Na等与水反应) 溶解性差异很大 良导体 固体不导电,熔化或溶于水后导电 无分子 无分子 是否存在单个分无分子、巨大网状有分子 子 物质种类 结构 某些非金属单质、所有氢化物、部分非金属单质 某些非金属化合金属单质、部分非金(固态) 物、某些氧化物 属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体 强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等 熔化时键的变化 断键 实例 不断键 减弱 断开离子键 NaCl、CaCO3 NaOH等 金刚石、水晶、碳干冰、冰、纯硫酸、Na、Mg、Al等 化硅等 H2(S)

三、熔、沸点的比较

不同类型:

一般:原子晶体>离子晶体>分子晶体 金属晶体(除少数外)>分子晶体 同种类型:

原子晶体:原子晶体→共价键强弱→成键原子半径 原子半径越小,共价键越强,熔沸越高。

离子晶体:离子晶体→晶格能→离子键强弱→离子半径、离子电荷 离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强、熔沸点越高 金属晶体:金属晶体→金属键强弱→金属阳离子半径、所带电荷数

金属阳离子电荷数越多,离子半径越小,金属键越强、熔沸点越高 分子晶体:①组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高

②式量相同,分子极性越大,熔沸点越高 ③分子中存在氢键的比不存在氢键的熔沸点高

四、几种典型晶体的空间结构

1、氯化钠晶体

氯化钠晶体中阴、阳离子的配位数是6,即每个Na紧邻6个Cl,这些Cl构成的几何图形是正八面体;每个Na与12个Na等距离相邻。平均每个氯化钠晶胞含有4个Na和4个Cl 2、氯化铯晶体

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每个Cl(或Cs)周围与之最接近且距离相等的Cs(或Cl)共有8个,这几个Cs(或Cl)在空间构成的几何构型为立方体;在每个Cs周围距离相等且最近的Cs共有6个,这几个Cs(或Cl)在空间构成的几何构型为正八面体;一个氯化铯晶胞含有1个Cs和1个Cl。

3、干冰晶体

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与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有12个。

4、金刚石

属于原子晶体,这种晶体的特点是空间网状、无单个分子。金刚石中每个C原子与4个C原子紧邻,由共价键构成最小环状结构中有6个C原子。晶体中C原子个数与C-C键数之比为:1︰(4×1/2)=1︰2

5、二氧化硅

每个Si与4个O原子形成共价键,每个O与2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1︰2,平均每n mol SiO2晶体中含有Si-O键最接近4n mol。 6、石墨

2

属于混合型晶体,是层状结构,C原子呈sp杂化; 晶体中每个C原子被3个六边形共

用,平均每个环占有2个碳原子。晶体中碳原子数、碳环数和碳碳单键数之比为2︰1︰3。晶体中存在的作用有:共价键、金属键、范德华力。

五、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式

1、处于顶点的粒子,同时为8个晶胞共有,每个粒子有1/8属于晶胞; 2、处于棱上的粒子,每个粒子有1/4属于晶胞。 3、处于面上的粒子,每个粒子有1/2属于晶胞。 4、处于内部的粒子,完全属于晶胞。

六、金属的几种堆积模型

以下四种堆积方式分别是:

简单立方(钋) 体心立方(钾型) 镁型 面心立方(铜型)

上述四种堆积方式的配位数分别是:6、8、12、12。上述四种晶胞平均所含的粒子数分别为:1、2、2、4

七、晶格能:

在标准状况下,气态正离子和气态负离子形成1mol离子晶体所释放的能量。

晶格能与离子晶体的物理性质:晶格能越大,离子晶体越稳定,熔沸点越高、硬度越大。

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