全国通用2021高考化学一轮复习物质结构与性质第3节晶体结构与性质学案

第3节 晶体结构与性质

[考试说明] 1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中微粒结构、微粒间作用力的区别。2.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。3.了解分子晶体结构与性质的关系。4.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。5.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。6.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

[命题规律] 本部分内容在高考中占有极其重要的地位。高考主要考查晶体类型的判断，晶体熔、沸点高低的比较，晶胞的有关计算等，其中晶体密度的计算具有一定难度。

考点1 晶体和晶胞

知识梳理

1.晶体与非晶体

结构特征 自范性 性质特征 熔点 异同表现 实例 二者区别方法 科学方法 10X-射线衍射实验 对固体进行□间接方法 晶体 01周期性有序排列 组成微粒□03有 □05固定 □07各向异性 □冰、NaCl、Fe 09熔点 看是否有固定的□非晶体 02无序排列 组成微粒□04无 □06不固定 □08各向同性 □玻璃、石蜡 2．获得晶体的三条途径 (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。 3．晶胞 (1)概念

01基本单元。 描述晶体结构的□(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙

02任何间隙。 相邻晶胞之间没有□②并置

03平行排列、□04取向相同。 所有晶胞□③形状

一般而言晶胞都是平行六面体。

(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。 (2)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。

(3)习惯上晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六面体”。

1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。 (1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。(×)

错因：非晶体也可能具有规则的外形，如玻璃有规则的几何外形，所以具有规则外形的固体不一定是晶体。

(2)冰和碘晶体中相互作用力完全相同。(×) 错因：冰中除存在分子间作用力还存在氢键。

(3)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。(×) 错因：区分晶体与非晶体最可靠的方法是对固体进行X－射线衍射实验。 (4)固体SiO2一定是晶体。(×) 错因：无定型的SiO2并不是晶体。

(5)立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用。(×) 错因：立方晶胞中，顶点上的原子被8个晶胞共用。 2．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：

试写出：

(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。

(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。 (3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________。 (4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是________。 答案 (1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8 (4)12

解析 (3)丙中每个D周围的E的个数与每个E周围D的个数相同，每个E周围有8个D，所以每个D周围结合有8个E。

1

(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是3×8×＝12。

2

题组训练

题组一 晶体与非晶体的区别

1．如图是物质的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是( )

A．两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体 B．Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性 C．Ⅱ形成的固体一定有固定的熔点 D．二者的X-射线衍射图谱是相同的 答案 B

2．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是( )

①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体 A．①④ C．①③ 答案 A

题组二 晶胞中微粒个数的计算

3．某物质的晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原子个数比为( )

B．②④ D．②③

A．1∶3∶1 C．1∶2∶1 答案 A

11

解析 利用均摊法计算。据图知，该正方体中A原子个数＝8×＝1，B原子个数＝6×＝3，

82C原子个数＝1，所以晶体中A、B、C的原子个数比为1∶3∶1。

4．(1)Ti的氧化物和CaO相互作用形成钛酸盐，其晶胞结构如图所示。该晶胞中Ca的配位

2＋

B．2∶3∶1 D．1∶3∶3

数是________。

(2)M原子的外围电子排布式为3s3p，与铜形成化合物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子)，该晶体的化学式为________。

2

5

答案 (1)12 (2)CuCl

解析 (1)根据晶胞图可知，距离Ca最近且距离相等的O有12个，故Ca的配位数为12。 125

(2)根据M的外围电子排布式为3s3p，确定M为Cl元素，该晶胞中Cl原子数目＝8×＋6

81

×＝4，Cu原子数目＝4，故化学式为CuCl。 2

晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法

(1)晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的1

份额就是。

2＋

2－

2＋

n(2)方法

①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算

②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1