《晶体的常识、分子晶体与原子晶体.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《晶体的常识、分子晶体与原子晶体.pdf(7页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第 1 页 共 7 页 晶体的常识、分子晶体与原子晶体 一、晶体和非晶体 1晶体与非晶体 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(能自发呈现多面体外 形) 无(不能自发呈现多 面体外形) 熔点固定不固定 异同表现各向异性各向同性 二者区别方法 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 注意: (1) 、晶体与非晶体的本质差异表现在有无自范性和微观结构特征上。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的有序排列的宏观表象;相反,非晶体中粒 子的排列相对无序,因而无自范性。 (2) 、晶体的特点并不仅限于外形和内部质点
2、排列的高度有序性,它们的许多物理性质,如 强度、导热性、光学性质等,常常会表现出各向异性。 2.得到晶体的途径 熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华 );溶质从溶液中析出。 如:从熔融态结晶出来的硫晶体;凝华得到碘;从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。 二、晶胞 1晶胞:描述晶体结构的基本单元叫晶胞。 2晶体中晶胞的排列 无隙并置 无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。并置:所有晶胞都是平行排列的,取向相同。 晶胞计算 是晶体考查的重要知识点之一,也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。 晶体结构的计算常常涉及如下数据:晶体密度、 NA、M、晶体体积、 微粒间距离、 微粒半径、
3、夹角等,密度的表达式往往是列等式的依据。 1.“ 均摊法 ” 原理 第 2 页 共 7 页 特别提醒在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时,要注意晶胞的形状,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,如六棱柱 晶胞中,顶点、 侧棱、底面上 的棱、面心依次被6、 3、4、2 个晶胞所共有。三棱柱 晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、 面心依次被12、 6、4、2 个晶胞所共有。 在计算晶胞中粒子个数的过程中,不是任何晶胞都可用均摊法。 2晶体微粒与M、之间的关系 若 1 个晶胞中含有x 个微粒,则1 mol 晶胞中含有x mol 微粒,其质量为xM g(M 为微粒的 相对 “ 分子
4、” 质量 );1 个晶胞的质量为a 3 g(a3 为晶胞的体积, 为晶胞的密度),则 1 mol 晶 胞的质量为a 3N A g,因此有xM a 3N A。 (实际问题中注意单位的换算) 三、分子晶体和原子晶体 1四类晶体的比较(金属晶体和离子晶体在后面学) 类型 比较 分子晶体 原子晶体 (共价晶体) 金属晶体离子晶体 构成粒子分子原子 金属阳离子、 自由电子 阴、阳离子 粒子间的相 互作用力 分子间作用力共价键金属键离子键 硬度较小很大 有的很大,有 的很小 较大 熔、沸点较低很高 有的很高,有 的很低 较高 溶解性相似相溶 难溶于任何溶 剂 常见溶剂难 溶 大多数易溶于 水等极性溶剂 导
5、电、导热 性 一般不导电, 溶 于水后有的导 电 一般不具有导 电性,个别为半 导体 电和热的良 导体 晶体不导电, 水 溶液或熔融态 导电 第 3 页 共 7 页 物质类别及 举例 所有非金属 氢化物 (如水、 硫化氢 );部 分非金属单质 (如卤素 X2); 部分非金属氧 化物 (如 CO2、 SO2);几乎所 有的酸; 绝大 多数有机物 (有 机盐除外 ) 部分非金属 单质 (如金刚 石、 硅、 晶体硼、 锗);部分非 金属化合物 (如 SiC、SiO2、BN) 金属单质与 合金 (如 Na、 Al 、Fe、青铜 ) 金属氧化物 (如 K2O、 Na2O);强碱 (如 KOH 、 NaO
6、H);绝大 部分盐 (如 NaCl) 2、典型晶体模型 (1)分子晶体 干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有 12 个,密度比冰高。 冰的结构模型中,每个水分子与相邻的4 个水分子以氢键相连接,含1 mol H 2O 的冰中, 最多可形成2 mol “ 氢键 ” 。4时水的密度最大。 注意:如果分子间作用力只是范德华力,若以一个分子为中心,其周围通常可以有12 个紧邻的 分子,分子晶体的这一特征称为分子密堆积。 (2)原子晶体 (金刚石和二氧化硅) 金刚石晶体中,每个C 与另外 4 个 C 形成共价键,CC 键之间的夹角是10928,最小 的环是六元环。含有1 mol C 的
7、金刚石中,形成的共价键有2 mol。金刚石硬度最大。 SiO2晶体中,每个Si 原子与 4 个 O 成键,每个O 原子与 2 个硅原子成键,最小的环是十 二元环, 在“ 硅氧 ” 四面体中, 处于中心的是Si 原子,1 mol SiO2中含有 4 mol SiO 键。SiO2 第 4 页 共 7 页 有许多重要用途,是制造水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原 料。 (注意:光导纤维的成分是SiO2) (3)石墨晶体 混合晶体 石墨层状晶体中,层内是共价键, 层与层之间的作用是分子间作用力,平均每个正六边形拥 有的碳原子个数是2,C 原子采取的杂化方式是sp 2。 3、晶体
8、熔、沸点比较规律: (1)不同晶体类型的物质:原子晶体分子晶体。 (2)同一晶体类型的物质,需比较晶体内部结构粒子间作用力,作用力越大, 熔沸点越高。 原子晶体:要比较共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形成共价键的键长越短,键能 越大,其晶体熔沸点越高。如熔点:金刚石碳化硅 晶体硅。 分子晶体:组成结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高,如熔沸点:O2N2, HIHBrHCl 。 组成结构不相似的物质,分子的极性越大, 其熔沸点就越高, 如熔沸点:CON2。 由上述可知,同类晶体熔沸点比较思路为: 原子晶体 共价键键能 键长 原子半径;分子晶体分子间作用力 相对分子质量 课后巩固 一
9、、晶体的常识 1、下列粒子的个数比肯定不是1:1 的是() A.NaHCO3晶体中的阴离子和阳离子 B.Na2O2晶体中的阴离子和阳离子 C.氧原子中的质子和中子D.NH3分子中的质子和电子 2、下列物质中属于非晶体的是( ) A.硫黄B.白磷C.玻璃D. 胆矾 3、晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3 SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨在与层垂直 的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率110 4。晶体的各向异性主要表现在( ) 硬度导热性导电性光学性质 A.B.C.D. 4、下图为某晶体的一个晶胞示意图,该晶体由A、B、C 三种基本粒子 组成,则该晶体的化学式为() 第 5 页
10、共 7 页 AA6B8C BA2B4C C A3BC DA3B4C 5、下列有关晶胞的叙述正确的是() A晶胞是晶体中的最小的结构重复单元B不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞D已知晶胞的组成就可推知晶体的组成 6、下图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式,其对应的化学 式正确的是(图中:O-X , -Y, -Z) () 。 7、如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞,则甲晶体中x 与 y 的个数比是 _,乙中 a 与 b 的个数比是 _,丙中一个晶胞中有_个 c 离子和 _个 d 离子。 8、已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图,则 LaNi
11、 n中 n_。 第 8 题图第 9 题图第 10 题图 9、某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C 三种粒子数之比是() A394 B142 C2 94 D38 4 10、由 Q、R、G 三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构如图所示,其中R 为 2价, G 为 2 价,则 Q 的化合价为 _。 二、分子晶体与原子晶体 11、SiCl4的分子结构与 CCl4相似,对其进行下列推测,不正确的是() ASiCl4晶体是分子晶体 B常温、常压下,SiCl 4是气体 第 6 页 共 7 页 CSiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子 DSiCl4的熔点高于CCl4 12、 (双选题 )下列性质
12、符合分子晶体特点的是() A熔点 1 070 ,易溶于水,水溶液能导电 B熔点 10.31 ,液态不导电,水溶液能导电 C能溶于CS2,熔点 112.8 ,沸点 444.6 D熔点 97.81 ,质软,导电,密度为0.97 g/cm 3 13、有下列物质:水晶、冰醋酸、氧化钙、白磷、晶体氩、氢氧化钠、铝、 金刚石、过氧化钠、碳化钙、? 碳化硅、 ? 干冰、 ? 过氧化氢。根据要求填空: (1)属于原子晶体的化合物是_。 (2)直接由原子构成的晶体是_。 (3)直接由原子构成的分子晶体是_。 (4)由极性分子构成的晶体是_,属于分子晶体的单质是_。 (5)在一定条件下,能导电且不发生化学变化的单
13、质是_,受热熔化后化学键不发生 变化的是 _,受热熔化需克服共价键的是_。 14、关于 SiO2晶体的叙述中,正确的是 () A通常状况下,60 g SiO2晶体中含有的分子数为 NA(NA表示阿伏加德罗常数) B60 g SiO2晶体中,含有 2NA个 SiO 键 C晶体中与同一硅原子相连的4 个氧原子处于同一四面体的4 个顶点 DSiO2晶体中含有 1 个硅原子和2 个氧原子 15、下列晶体性质的比较中,正确的是() A熔点:单质硫磷晶体硅B沸点: NH3H2OHF C硬度:白磷冰二氧化硅D熔点: SiI4SiBr4SiCl4 16、有 X、Y、Z、W、M 五种短周期元素,其中X、Y、Z、
14、W 同周期, Z、M 同主族; X 与 M 2具有相同的电子层结构;离子半径 Z 2 W ;Y 的单质晶体熔点高、硬度大,是一种 重要的半导体材料。下列说法中,正确的是() AX、M 两种元素只能形成X2M 型化合物 B由于 W、Z、M 元素的氢化物相对分子质量依次减小,所以其沸点依次降低 C元素 Y、Z、 W 的单质晶体属于同种类型的晶体 D元素 W 和 M 的某些单质可作为水处理中的消毒剂 17、据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质 N60。已知: N60分子中每个氮 原子均以 NN 键结合三个N 原子而形成8 电子稳定结构;NN 键的键能为167 kJ mol 1。请回答下
15、列问题: (1)N60分子组成的晶体为 _晶体,其熔、沸点比N2_(填“ 高” 或 “ 低”) ,原因是 _。 第 7 页 共 7 页 (2)1 mol N60分解成 N2时吸收或放出的热量是 _kJ(已知 NN 键的键能为942 kJ mol 1),表明稳定性 N60_(填 “ ”“ ”或“ ” )N2。 (3)由(2)列举 N60的用途 (举一种 ):_。 18、有 E、Q、T、X、Z 五种前四周期元素,原子序数EQTXZ 。E、Q、T 三种元素的 基态原子具有相同的能层和能级,且 I1(E) I1(T) I1(Q),其中基态 Q 原子的 2p 轨道处于半充 满状态, 且 QT 2与 ET2互为等电子体。 X 为周期表前四周期中电负性最小的元素, Z 的原子 序数为 28。请回答下列问题(答题时如需表示具体元素,请用相应的元素符号): (1)写出QT 2的电子式 ,基态Z 原子的核外电子排布式 为。 (2)Q 的简单氢化物极易溶于T 的简单氢化物,其主要原因有 等两种。 (3)化合物甲由T、 X 两元素组成,其晶胞如图1,则甲的化学式为。 图 1 图 2 (4)化合物乙的晶胞如图2,乙由 E、Q 两元素组成,硬度超过金刚石。 乙的晶体类型为,其硬度超过金刚石的原因是。 乙的晶体中E、Q 种元素原子的杂化方式均为_。
链接地址:https://www.31doc.com/p-4756470.html