人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專題訓(xùn)練

1、常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)及密度、空間利用率的計(jì)算、四大晶體比較1、晶體常識(shí)（1）晶體與非晶體的比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒無(wú)序排列性質(zhì)特 征自范性有無(wú)熔點(diǎn)固定不固定異同表 現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點(diǎn)科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)（2）得到晶體的途徑：熔融態(tài)物質(zhì)凝固；氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華）；溶質(zhì)從溶液中析出（3）晶胞概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元晶體中晶胞的排列 無(wú)隙并置無(wú)隙：相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙并置：所有晶胞平行排列、取向相同（5）用均攤法確定晶胞中的粒子數(shù)和晶體的化學(xué)式：均攤是指每個(gè)結(jié)構(gòu)單元（晶胞）平均擁有的粒子數(shù)目。在晶體中，

2、一個(gè)粒子同時(shí)為1n個(gè)結(jié)構(gòu)單元（晶胞）所共有，那么對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)單元（晶胞）來(lái)講，該粒子只能算作一。以立萬(wàn)體晶胞為例 n凡處于立方體頂點(diǎn)的微粒，同時(shí)為凡處于立方體棱上的微粒，同時(shí)為凡處于立方體面上的微粒，同時(shí)為 TOC o 1-5 h z 8個(gè)晶胞共有，屬于該晶胞的為1/84個(gè)晶胞共有，屬于該晶胞的為1/42個(gè)晶胞共有，屬于該晶胞的為1/2類型比較分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體概念只含分子的晶體（即分子構(gòu)成 的晶體）或者說(shuō)分子間以分子 間作用力相結(jié)合形成的晶體相鄰原子同以共 價(jià)鍵相互結(jié)合形 成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 的晶體由金屬陽(yáng)離子和自由電子 通過(guò)金屬鍵鍵形成的具有 一定幾何外形的晶體由陰、陽(yáng)離子通過(guò) 離

3、子鍵結(jié)合而成的 晶體構(gòu)成粒子分子原子金屬陽(yáng)離子、自由電子陰、陽(yáng)離子粒子間的相互作用范德華力（某些含氫鍵）共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大P有的很大，有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑難溶于常見(jiàn)溶劑大多易溶于水等極 性溶劑導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的能 導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電 性電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，水溶 液或熔融態(tài)導(dǎo)電物質(zhì)類別及舉例大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化 物、酸、非金屬氧化物（SiO2 除外）、絕大多數(shù)有機(jī)物（有機(jī) 鹽除外）部分非金屬單質(zhì)（如金剛石、硅、 晶體硼卜部分非 金屬化合物（如SiC、SiO2）金屬單質(zhì)與合金（如Na、Al、Fe、青

4、銅）金屬氧化物（如K2O、Na2O）、強(qiáng)堿 （如 KOH、NaOH）、 絕大部分鹽（如NaCl）凡處于立方體體心的微粒，完全屬于該晶胞2、四種晶體類型的比較3、常見(jiàn)分子晶體的晶胞（1）CO2晶體晶胞：CO2分子間存在分子間作用力，CO2的晶胞呈面心立方體，立方體的每個(gè)頂點(diǎn)有一個(gè)CO2分子，每個(gè)面上也有一個(gè)CO2分子，因此，每個(gè)晶胞中有 4個(gè)CO2分子。在干冰晶體中，每個(gè) CO2分子距離最接近且相等的 CO2分子有12個(gè)（在三個(gè)（碘晶體的晶胞）（冰晶體）（2）冰晶體：水分子之間的相互作用除了范德華力還有氫鍵，而冰晶體水分子之間主要是依靠氫鍵形成的。由于氫鍵具有一定的方向性，中央的水分子與周圍的四

5、個(gè)水分子結(jié)合，邊緣的四個(gè)水分子也按照同樣的規(guī)律再與其他的水分子結(jié)合。在冰的晶體中，每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子，雖然氫鍵不屬于化學(xué)鍵，卻也具有方向性，即氫鍵的存在迫使在正四面體中心的水分子與四面體頂點(diǎn)方向的4個(gè)相鄰的水分子相互吸引（3）若分子間只有范德華力，則分子晶體采取分子密堆積，每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子。在分子晶體中，原子先以共價(jià)鍵形成分子，分子再以分子間作用力形成晶體。由于分子間作用力沒(méi)有方向性和飽和性，分子間盡可能采取密堆積的排列方式如：干冰、。2、12、C60等分子12個(gè)。因?yàn)闅滏I有方向性和飽和性,（4）若分子間靠氫鍵形成的晶體，則不采取密堆積結(jié)構(gòu)，每個(gè)分子周圍緊鄰的分子

6、數(shù)要小于 個(gè)分子周圍其他分子的位置和數(shù)目是一定的。如：冰晶體、苯甲酸晶體4、常見(jiàn)原子晶體的晶胞 【硼晶體、金剛石、晶體硅、楮、SiO2、SiC(金剛砂)、BN(氮化硼)、Si3N4金剛石a、每個(gè)碳與相鄰4個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角均為109 28,b、每個(gè)金剛石晶胞中含有 8個(gè)碳原子，最小的碳環(huán)為 6元環(huán)，并且不在同一平面(實(shí)際為椅式結(jié)構(gòu))，碳原子為sp3雜化1 ，c、每個(gè)碳原子被12個(gè)六元環(huán)共用，每個(gè)共價(jià)鍵被6個(gè)六元環(huán)共用，一個(gè)六元環(huán)實(shí)際擁有一個(gè)碳原子2d、碳原子與共價(jià)鍵之比為 1: 2, 12g金剛石中有2 mol共價(jià)鍵(2)Si：由于Si與碳同主族，晶體 Si的結(jié)構(gòu)同金剛石

7、的結(jié)構(gòu)。將金剛石晶胞中的C原子全部換成Si原子，健長(zhǎng)稍長(zhǎng)些便可得到晶體硅的晶胞(3)SiO2：在晶體硅的晶胞中，在每 2個(gè)Si之間才f入1個(gè)O原子，便可得到SiO2晶胞a、SiO2晶體中最小的環(huán)為12元環(huán)，即6個(gè)O, 6個(gè)Si1b、每個(gè)Si與4個(gè)。以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si, 4個(gè)或O, n(Si) : n(O)=1 : 2c、每個(gè)Si原子被12個(gè)十二元環(huán)共用，每個(gè) O原子被6個(gè)十二元環(huán)共用d、每個(gè)SiO2晶胞中含有8個(gè)Si原子，含有16個(gè)O原子e、硅原子與SiO共價(jià)鍵之比為1： 4, 1mol Si O2晶體中有4mol共價(jià)鍵(4)SiC :將金剛石晶胞中的一個(gè)

8、 C原子周圍與之連接的 4個(gè)C原子全部換成Si原子，鍵長(zhǎng)稍長(zhǎng)些便可得到 SiC的晶胞。(其中晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心為Si原子，4個(gè)互不相鄰的立方體體心的為C原子，反之亦可)a、每個(gè)SiC晶胞中含有4個(gè)硅原子，含有4個(gè)碳原子b、1mol SiC晶體中有4mol Si C共價(jià)鍵5、石墨晶體的結(jié)構(gòu)一一混合晶體(1)結(jié)構(gòu)：石墨不同于金剛石，它的碳原子不像金剛石的碳原子那樣呈sp3雜化，而是呈sp2雜化，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)，因此石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)的，每一層內(nèi)部碳原子間是共價(jià)鍵相維系，層內(nèi)的碳原子的核間距為142Pm層間距離為335pm,說(shuō)明層間沒(méi)有化學(xué)鍵相連，是靠范德華力維系的；石墨的二維結(jié)構(gòu)內(nèi)，每

9、一個(gè)碳原子的配位數(shù)為3,有一個(gè)末參與雜化的 2P電子，它的原子軌道垂直于碳原子平面。石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有金屬鍵，還有范德華力，不能簡(jiǎn)單地歸屬于其中任何一種晶體，既 不是原子晶體，也不是分子晶體，是一種混合晶體(2)晶體微粒間的作用：碳原子間有共價(jià)鍵，層與層間有范德華力，金屬鍵(3)金剛石與石墨比較晶體比較金剛石石墨鍵長(zhǎng)金剛石中CC石墨中C C鍵能金剛石石墨鍵角109 28,120穩(wěn)定性金剛石石墨熔、沸點(diǎn)金剛石石墨雜化方式sp3sp2配位數(shù)43晶體內(nèi)的相互作用共價(jià)鍵共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華力結(jié)構(gòu)特征正四面體形立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)正六邊形平面層狀結(jié)構(gòu)晶體類型原子晶體混合晶體有無(wú)未成鍵電子無(wú)有石墨的晶

10、體站構(gòu)俯視圍石墨的晶體侏椅(3)六方最密堆積的空間利用率算法7、常見(jiàn)離子晶體的晶胞【離子晶體中與某離子距離最近的異性離子的數(shù)目叫該離子的配位數(shù)6、金屬晶體的四種堆積模型對(duì)比堆積模型簡(jiǎn)單立方堆積體心立方堆積(鉀型)而心立方最密堆積(銅型)六方最密堆積(鎂型)晶胞JpC(格01代表金屬PoNa K FeCu Ag AuMg Zn Ti配位數(shù)681212晶胞占有的原 子數(shù)原子半徑(r) 與立方體邊長(zhǎng) 為(a)的關(guān)系密度的表達(dá)式空間利用率表 達(dá)式V球數(shù)4 ?r3(1)空間利用率的計(jì)算方法：空間利用率V球 3V晶胞a3(2)配位數(shù)：在密堆積中，一個(gè)原子周圍所鄰接的原子的數(shù)目稱為配位數(shù)。如果把金屬原子視為

11、一個(gè)球體，則一個(gè)圓球周圍靠的最 近的圓球?yàn)榕湮粩?shù)(1)NaCl晶體：一個(gè)NaCl晶胞中，有4個(gè)Na+,有4個(gè)C廠在NaCl晶體中，每個(gè)Na+同時(shí)強(qiáng)烈吸引6個(gè)C，形成正八面體形；每個(gè)C同時(shí)強(qiáng)烈吸引6個(gè)Na+在NaCl晶體中，Na+和C的配位數(shù)分別為6、6在NaCl晶體中，每個(gè)Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+共有12個(gè)，每個(gè)C周圍與它最接近且距離相等的C共有12個(gè)CsCl晶體：一個(gè)CsCl晶胞中，有1個(gè)Cs+,有1個(gè)C廠在CsCl晶體中，每個(gè)Cs+同時(shí)強(qiáng)烈吸引8個(gè)C，即Cs+的配位數(shù)為8,每個(gè)Cl同時(shí)強(qiáng)烈吸引8個(gè)Cs+,即C的配位數(shù)為8在CsCl晶體中，每個(gè)Cs+周圍與它最接近且距離相等的C

12、s+共有6個(gè)，形成正八面體形，在 CsCl晶體中，每個(gè)Cl周圍與它最接近且距離相等的 C共有6個(gè) (3)CaF 2 晶體1個(gè)CaF2的晶胞中，有4個(gè)Ca*,有8個(gè)FCaF2的晶體中，Ca2+和F的配位數(shù)不同，Ca2+配位數(shù)是8,廠的配位數(shù)是4(4)決定離子晶體結(jié)構(gòu)(即配位數(shù))的因素幾何因素晶體中正、負(fù)離子的半徑比晶體中正、負(fù)離子的半徑比半徑比(r+/L)0.2 0.40.40.70.7 1.01.0配位數(shù)46810代表物ZnSNaClCsClCsF結(jié)論AB型離子晶體中，陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)相等，但正、負(fù)離子半徑比越大，離子的配位數(shù)越大一電荷因素晶體中正、負(fù)離子的電荷比晶格能定義：氣態(tài)離子形成1m

13、ol離子晶體時(shí)釋放的能量叫晶格能，符號(hào)位 U,常用單位KJ/mol,取正值(2)影響晶格能大小的因素：離子電荷越大，離子半徑越小，則離子晶體的晶格能越大晶格能的作用：晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點(diǎn)越高，硬度越大晶格能也影響了巖漿晶析的次序，晶格能越大，晶體的熔點(diǎn)越高，更容易在巖漿冷卻過(guò)程中先結(jié)晶。因此，在巖漿中，晶格能越大的的礦物越容易結(jié)晶析出(6)碳酸鹽的熱穩(wěn)定性規(guī)律：碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽(yáng)離子結(jié)合碳酸根離子中的氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳分子的結(jié)果碳酸鹽的分解溫度與金屬陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)及陽(yáng)離子半徑有關(guān)。碳酸鹽的熱穩(wěn)定性是：堿金屬的碳酸鹽IIB族金屬碳酸鹽副族和過(guò)渡

14、的碳酸鹽，如：Na2CO3MgCO 3FeCO3在各族中，金屬陽(yáng)離子半徑大的碳酸鹽金屬離子小的碳酸鹽， 如：BaCO3SrCO3CaCO3MgCO 3二、晶體熔、沸點(diǎn)的比較1、不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律：原子晶體離子晶體 分子晶體(2)金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鴇、粕等熔、沸點(diǎn)很高，汞、葩等熔、沸點(diǎn)很低2、同種晶體類型熔、沸點(diǎn)的比較 ：則比較晶體內(nèi)微粒之間相互作用力的大小(1)原子晶體：看共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，取決于鍵長(zhǎng)即成鍵原子半徑大小原子半徑越小 鍵長(zhǎng)越短 鍵能越大 熔、沸點(diǎn)越高如：金剛石、金剛砂(碳化硅)、晶體硅的熔、沸點(diǎn)逐漸降低(2)離子晶體：看離子鍵的

15、強(qiáng)弱，取決于陰、陽(yáng)離子半徑大小和帶電荷數(shù)一般地說(shuō)，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越大，其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高如：熔點(diǎn)：MgOMgCl 2NaClCsCl衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點(diǎn)越高，硬度越大(3)分子晶體：分子間作用力(一般先氫鍵后范德華力最后分子的極性)分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常地高，如H2OH2TeH2SeH2So組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、

16、沸點(diǎn)越高，如CON2、CH3OHCH3CH3o同分異構(gòu)體支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。產(chǎn)如：CH3 CH2 CH 2 CH2 CH3H.ii(4)金屬晶體：看金屬鍵的強(qiáng)弱，取決于金屬陽(yáng)離子半徑和所帶電荷數(shù)即金屬原子的價(jià)電子數(shù)金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔、沸點(diǎn)就越高如：熔、沸點(diǎn)：NaMgNCb.由于c2和。2互為等電子體，所以可以推斷。2的電子式為C.根據(jù)巖漿晶出規(guī)則，Ca0比Mg0更容易在巖漿冷卻過(guò)程中先結(jié)晶D.液態(tài)HF通常也可以寫成(HF) n的形式，是因?yàn)橐簯B(tài) HF分子間存在氫鍵 1 - n.(1)三聚氧胺分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示，則其中氮原子軌道雜化類型是 , l mo

17、l三聚氧胺分子中含 mol 鍵(2)某元素位于第四周期 VHI族，其基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對(duì)電子數(shù)相同，則其基態(tài)原子的M層電子排布為(3)過(guò)渡金屬配合物 Ni ( CO) n的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18,則n=(4)碳化硅的晶胞結(jié)構(gòu)(如右圖)與金剛石類似(其中“用碳原子，Q為硅原子)。圖中“日構(gòu)成的堆積方式與下列圖式中所表示的堆積方式相同募舞解”；)NiO晶體中Ni的配位數(shù)為 ;一(4)金屬Cu單獨(dú)與氨水或單獨(dú)與過(guò)氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過(guò)氧化氫的混合溶液反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為 (5)一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu).在晶胞中，Au原子位于

18、頂點(diǎn),Cu原子位于面心，則該合金中 Au原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比為 ,若該晶胞的邊長(zhǎng)為 a pm,則 合金的密度為 gcm-3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為Na).9、前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè)，并且A-和B+的電子相差為8;與B位于同一周期的C和D,它們價(jià)電子層中的未 成對(duì)電子數(shù)分別為4和2,且原子序數(shù)相差為 2?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)D 2+的價(jià)層電子排布圖為 (2)四種元素中第一電離最小的是 電負(fù)性最大的是 (填元素符號(hào))(3)A、B和D三種元素組成的一個(gè)化合物的晶胞如圖所示該化合物的化學(xué)式為 ; D的配位數(shù)為列式

19、計(jì)算該晶體的密度為 g-cm-3 (列式并計(jì)算)O A o B * O電離能(kJ/mol)I1I2I3I4A93218211539021771B738145177331054010、(1)納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會(huì)生活和高科技領(lǐng)域。單位質(zhì)量的A和B單質(zhì)燃燒時(shí)均放出大量熱，可用作燃料。已知 A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷 B的核外電子排布如右圖所示，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了 , B元素位于周期表五個(gè)區(qū)域中的 區(qū)ACl2分子中A的雜化類型為, ACl2的空間構(gòu)型為(2)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道能

20、與一些分子或離子形成一與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特征是 六條合亞鐵離子Fe(CN)64一中不存在A.共價(jià)鍵B.非極性鍵C.配位鍵 D. b鍵E.通1寫出一種與 CN一互為等電子體的單質(zhì)分子式 (3)一種Al Fe合金的立體晶胞如下圖所示。請(qǐng)據(jù)此回答下列問(wèn)題：確定該合金的化學(xué)式若晶體的密度=p g/cm3,則此合金中最近的兩個(gè)Fe原子之間的距離(用含p的代數(shù)式表示,不必化簡(jiǎn) )為 cm11、已知A、B、C、D、E、F、G為前四周期七種元素且原子序數(shù)依次增大，其中 A的基態(tài)原子中 沒(méi)有成對(duì)電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，C原子

21、核外成對(duì)電子數(shù)比未成對(duì)電子數(shù)多1個(gè)，其氫化物常用作致冷劑，D原子未成對(duì)電子與周期數(shù)相同，在 E元素所在周期中的基態(tài)該原子的第一電離能最??；F原子價(jià)電子ns1 lnpn+l;G單質(zhì)是硬度最大的金屬。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： Fc。A1(X條他對(duì)曲域的4處)(1)G元素基態(tài)原子價(jià)電子排布式為 (2)B、C、D三種元素的最簡(jiǎn)單氫化物的鍵角由小到大的順序?yàn)?(填元素符號(hào)),常溫下硬度最大的B單質(zhì)、E2F、H: D及H: F的沸點(diǎn)由大到小的順序?yàn)?(填化學(xué)式)(3)D元素與氟元素相比，電負(fù)性： D 氟元素(填“=或2MI 02#）（D sp1期（215 （I 分）0分,4 E2分）D （2 分）12 （分）Zi

22、r （1） 3a5 100% （2 分） 2、（1） Ar3d9 （1 分）；K Cr（2 分）；O N （1 分） （2）正四面體（1分）PH3 或 AsH3 （1 分）、H3O+或 CH3（1 分）sp3 sp2 （2 分）2Na （2 分）CuH （2 分）（7）4 64NA 2 2 127.8 10 10 39.0g?cm3 （列式1分，計(jì)算結(jié)果1分）2 33、（1） p；4s24p5 （2）氫鍵（3）碘（4） N H，在NF3中，共用電子對(duì)偏向 與Cu2+形成配位鍵（2分）II. （1） 8 （2 分）73r （2 分）八,3 ,3、 （ab-） 100%3（a b）37、 （1）第四周期第Ib族（2分）（2） NOC （2 分） ONC（2分）1s22s22p63s23p63d84s2 （ 2 分）（2分） sp3雜化（2分）（3） 12 （2分）（3分）24 3 58.7 12Na （a 10-10）38、（1） 1s22s22p63s23p63d84s2 （1 分）C （碳）（1 分）4 （1 分）1 ： 2 （2 分）（2分） 6 （2分）Cu + H2O2 +4NH 3=