6.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識點(diǎn)梳理-2022-2023學(xué)年高二化學(xué)人教版選擇性必修2

一、物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.常見物質(zhì)的聚集狀態(tài)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)、晶態(tài)、非晶態(tài)、塑晶態(tài)、液晶態(tài)、等離子態(tài)、離子液等。2.等離子體①等離子體：由電子、陽離子和電中性的粒子組成的整體上成電中性的物質(zhì)聚集體稱為等離子體。②等離子體的存在：等離子體是一種特殊的氣體。燈管、火焰、極光、雷電里均有等離子體。③等離子體的特點(diǎn)：等離子體具有良好的導(dǎo)電性和流動性。④等離子體的應(yīng)用：等離子體顯示器、利用等離子體進(jìn)行化學(xué)合成、熱核聚變發(fā)電等。3.液晶①液晶：液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)。②液晶的特點(diǎn)：液晶既具有液體的流動性、黏度、性變形，又具有晶體的導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等。③液晶的分類：熱致液晶（物質(zhì)由熔點(diǎn)至澄清點(diǎn)溫度范圍內(nèi)的狀態(tài)）；溶致液晶（從溶液中獲得的液晶）。④液晶的應(yīng)用：液晶顯示器、液晶纖維。

二、晶體與非晶體①固體的分類：固體分為晶體和非晶體兩大類。②晶體的概念：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈周期性排列而構(gòu)成的具有規(guī)則幾何外形的固體。③晶體的分類：根據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的相互作用，可分為離子晶體、共價晶體、分子晶體和金屬晶體等。④非晶體的概念：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈相對無序排列而構(gòu)成的不具有規(guī)則幾何外形的固體。⑤常見的非晶體：玻璃、橡膠、塑料、陶瓷、泡沫、木頭、活性炭等。⑥晶體與非晶體的本質(zhì)差異：a.宏觀上，晶體有自范性，非晶體沒有自范性。b.微觀上，晶體的微粒在三維空間里呈周期性排列，非晶體的微粒排列相對無序。⑦晶體的特點(diǎn)：晶體具有自范性、各向異性、固定的熔點(diǎn)。⑧非晶體的特點(diǎn)：非晶體無自范性、各向同性、無固定的熔點(diǎn)。⑨晶體的自范性及自范性的條件：晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形。晶體自范性是需要條件的，生長速率要適當(dāng)。比如水晶球外面為非晶體，內(nèi)部為晶體。⑩晶體的各向異性：晶體在不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)。a.光學(xué)性質(zhì)（折射率，在不同方向觀察紅寶石，發(fā)現(xiàn)寶石的顏色不同）b.力學(xué)性質(zhì)（硬度，藍(lán)晶石()在不同方向上的硬度不同）c.熱學(xué)性質(zhì)（導(dǎo)熱性，云母片的蠟熔化成橢圓形，玻璃片的蠟熔化成圓形）d.電學(xué)性質(zhì)（導(dǎo)電性，石墨在平行于層的方向上電導(dǎo)率高，在垂直于層的方向上電導(dǎo)率低）。?晶體與非晶體的鑒別：a.簡單方法，晶體具有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。b.準(zhǔn)確方法，X射線衍射實(shí)驗(yàn)。?晶體的獲得途徑：a.熔融態(tài)物質(zhì)凝固。b.氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。c.溶質(zhì)從溶液中析出。

三、晶胞①晶胞的概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞。晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元。②晶胞的形狀：常規(guī)的晶胞是平行六面體，也有六棱柱的晶胞。③晶胞和晶體的關(guān)系：晶體是數(shù)量巨大的晶胞通過“無隙并置”的方式形成的?！盁o隙”指相鄰晶胞之間沒有任何間隙；“并置”指晶胞都是平行排列的（共用面），且取向相同。④常見晶胞的類型：簡單立方、體心立方、面心立方。簡單立方體心立方面心立方⑤晶胞的特點(diǎn)及判斷：a.晶胞的8個頂角相同；b.晶胞的三套各4根平行的棱分別相同；c.晶胞的三套各2個平行的面分別相同。

四、晶胞中粒子數(shù)目的計算（均攤法）①平行六面體晶胞②六方晶胞（六棱柱）③晶胞中粒子數(shù)目的最簡整數(shù)比就是該晶胞的化學(xué)式。④分子簇、納米小顆粒等非晶胞結(jié)構(gòu)，不能用均攤法計算原子個數(shù)。

五、晶胞密度的計算①計算公式：②晶胞密度就是晶體的密度，單位常用；③指晶胞所含原子的真實(shí)質(zhì)量，比如晶胞中，含有4個和4個，所以晶胞的質(zhì)量為；④指晶胞的體積，單位需要換算為，比如晶胞的棱長為，換算單位后為，所以晶胞的體積為；晶胞的密度⑥長度單位換算：

六、晶胞中原子坐標(biāo)的計算①原子坐標(biāo)的定義：晶胞中的原子可用向量中的組成的三數(shù)組來表達(dá)它在晶胞中的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)簡稱原子坐標(biāo)。②原子坐標(biāo)數(shù)值的特點(diǎn)：坐標(biāo)三數(shù)組中的數(shù)的取值區(qū)間為。晶胞是可以前后、左右、上下平移的，等價點(diǎn)只需要一個坐標(biāo)來表示即可，在原子坐標(biāo)中，絕對不能出現(xiàn)1，因?yàn)?即0，出現(xiàn)1時用0代替。③常見晶體的原子坐標(biāo)：

七、晶體結(jié)構(gòu)的測定①測定原理：在晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的電子相互作用，會在記錄儀上產(chǎn)生分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰。對衍射圖像進(jìn)行計算分析，就可以獲得晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息。②獲取信息：a.晶胞形狀和大??；b.分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型；c.原子在晶胞里的數(shù)目和位置；d.化學(xué)鍵的鍵長和鍵角；e.大分子的空間構(gòu)型；

八、分子晶體①分子晶體的概念：只含有分子的晶體，稱為分子晶體。②形成分子晶體的結(jié)合力：相鄰分子間的分子間作用力。③分子晶體氣化或熔化時破壞的力：分子間作用力（范德華力和氫鍵）。④分子晶體的物理特性：a.熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較低，易升華；b.硬度較?。籧.溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律；d.一般都是絕緣體，熔融態(tài)也不導(dǎo)電；⑤常見的分子晶體：a.所有非金屬氫化物，；b.部分非金屬單質(zhì)，；c.部分非金屬氧化物，；d.幾乎所有的酸；e.絕大多數(shù)有機(jī)物；f.某些金屬的鹵化物，等。⑥分子晶體的堆積方式：a.分子密堆積：只通過范德華力結(jié)合的分子晶體，一個分子的周圍最多可以有12個緊鄰的分子，這樣的堆積稱為分子密堆積，如等。b.分子非密堆積：分子間有氫鍵，氫鍵具有方向性，使晶體中的空間利率不高，留有相當(dāng)大的空隙，這樣晶體不具有分子密堆積特征，稱為分子非密堆積，如。c.分子的堆積方式對密度的影響：干冰的晶體中為密堆積，一個分子周圍有12個分子緊鄰，比冰的密度大。⑦分子晶體熔沸點(diǎn)比較：分子間作用力越大，分子晶體的熔沸點(diǎn)越高。a.非金屬氫化物分子間含有氫鍵的分子晶體，熔沸點(diǎn)比同族元素的氫化物高；b.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高；c.組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，熔沸點(diǎn)越高；d.同分異構(gòu)體的支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低；

九、共價晶體①共價晶體的概念：所有相鄰的原子間都以共價鍵相結(jié)合，而形成的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，叫做共價晶體。②形成共價晶體的結(jié)合力：相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合。③共價晶體熔化時破壞的力：共價鍵。④共價晶體的物理特性：a.熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高；b.硬度很大；c.一般不溶于溶劑；d.一般不導(dǎo)電，硅是半導(dǎo)體。⑤常見的共價晶體：a.某些非金屬單質(zhì)，；b.某些非金屬化合物，；c.某些氧化物，；⑥典型的共價晶體——金剛石a.每個碳原子被4個碳原子包圍，碳以雜化軌道形成共價鍵，形成正四面體型結(jié)構(gòu)；b.正四面體結(jié)構(gòu)向空間發(fā)展,構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；c.形成的最小環(huán)中含6個碳原子；d.1mol金剛石中含有的C-C共價鍵數(shù)2mol；e.每個碳原子被12個六元環(huán)共用，每個六元環(huán)平均有個碳原子；f.每個碳碳鍵被6個六元環(huán)所共用，每個六元環(huán)平均有1個碳碳鍵；g.每個金剛石晶胞中含有16個共價鍵；⑦典型的共價晶體——二氧化硅a.每個硅原子與4個氧原子結(jié)合，每個氧原子與2個硅原子結(jié)合，硅氧個數(shù)比為1:2；b.在二氧化硅晶體中，最小的環(huán)為十二元環(huán)；c.每個硅原子被12個十二元環(huán)共用，每個十二元環(huán)平均有個硅原子；d.每個氧原子被6個十二元環(huán)共用，每個十二元環(huán)平均有1個氧原子；e.每個硅氧鍵被6個十二元環(huán)所共用，每個十二元環(huán)平均有2個硅氧鍵；f.1mol二氧化硅含有1mol硅原子、2mol氧原子、4mol硅氧鍵；g.低溫石英的化學(xué)式為，其結(jié)構(gòu)是頂角相連的硅氧四面體形成了螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其具有手性（左型、右型），常用做壓電材料。⑧共價晶體熔沸點(diǎn)比較：結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，鍵長越短，鍵能越大，共價晶體的熔沸點(diǎn)越高，如。

十、金屬晶體①金屬鍵：在金屬單質(zhì)中，金屬離子和自由電子之間的強(qiáng)烈的靜電作用叫做金屬鍵。②金屬鍵的特征：無方向性和飽和性，價電子可以在金屬中自由流動。③金屬鍵的強(qiáng)弱：取決于金屬陽離子所帶電荷及陽離子的半徑大小。a.原子半徑越大，價電子數(shù)越少，金屬鍵越弱；b.原子半徑越小，價電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)。④電子氣理論：金屬原子易失去價電子成為金屬離子，金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子共用，從而把所有金屬原子維系在一起。⑤電子氣理論可以解釋：a.金屬或合金的延展性好；b.金屬或合金的導(dǎo)熱性、導(dǎo)熱性好；c.金屬具有特殊的金屬光澤；⑥金屬晶體的概念：金屬原子之間通過金屬鍵相互結(jié)合形成的額晶體，叫做金屬晶體。⑦金屬晶體所含的微粒：金屬陽離子和自由電子。⑧金屬晶體內(nèi)存在的作用力：金屬鍵。⑨金屬晶體的概念辨析：a.晶體中有陽離子不一定有陰離子，晶體中若有陰離子，則一定有陽離子。b.金屬晶體中不存在單個分子或原子，金屬單質(zhì)或合金屬于金屬晶體（晶體鍺、灰錫除外）。

十一、離子晶體①離子晶體的概念：由陽離子和陰離子的相互作用而形成的晶體，叫做離子晶體。②離子晶體中存在的力：離子晶體中主要以離子鍵為主，有些離子晶體中還存在共價鍵、氫鍵范德華力等。③離子晶體所含的微粒：陰、陽離子，有些離子晶體還含有中性分子。④常見的離子晶體：強(qiáng)堿、活潑金屬的氧化物和過氧化物、大多數(shù)鹽。⑤離子晶體的特點(diǎn)：a.熔、沸點(diǎn)較高；b.硬度較大，難揮發(fā)、難壓縮；c.固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液或者熔融狀態(tài)下導(dǎo)電。d.大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑，難溶于非極性溶劑，遵循“相似相溶”規(guī)律。⑥配位數(shù)：指一個離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。一般配位數(shù)為4、6、8。⑦典型的離子晶體——氯化鈉a.頂角和面心都是或，棱上和體心都是或；b.在6個組成的正八面體的體心，在6個組成的正八面體的體心；c.和的配位數(shù)均為6；d.離最近的個數(shù)有12個，離最近的個數(shù)有12個；⑧典型的離子晶體——氯化銫a.頂角或，體心都是或；b.在8個組成的正六面體的體心，在8個組成的正六面體的體心；c.和的配位數(shù)均為8；d.離最近的個數(shù)有6個，離最近的個數(shù)有6個；⑨典型的離子晶體——氟化鈣a.頂角和面心是，體內(nèi)都是；b.在4個組成的正四面體的體心；c.的配位數(shù)均為4，的配位數(shù)為8；d.離最近的個數(shù)有6個，離最近的個數(shù)有12個；⑩典型的離子晶體——硫化鋅（金剛石型）a.頂角和面心都是，在體內(nèi)；b.在4個組成的正四面體的體心,在4個組成的正四面體的體心；c.的配位數(shù)為4，的配位數(shù)為4；d.離最近的個數(shù)有12個，離最近的個數(shù)有12個；

十二、金屬晶體中原子的堆積模型①常見概念：a.配位數(shù)：在晶體中與每個微粒緊密相鄰且距離相等的微粒個數(shù)。b.緊密堆積：微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小的空間。c.空間利用率：晶體的空間被微粒占滿的體積百分?jǐn)?shù)，來表示緊密堆積的程度。②二維平面的堆積模型：a.非密置層，配位數(shù)為4；b.致密層，配位數(shù)為6；③三維空間的非密置層的堆積方式——簡單立方堆積（Po）a.配位數(shù)為6，同層4個，上下層各1個。b.金屬原子的半徑和正方體棱長的關(guān)系：c.晶胞平均占有的原子數(shù)目：1個d.晶胞的空間占有率：④三維空間的非密置層的堆積方式——體心立方堆積（K）a.配位數(shù)為8，上下層各4個。b.金屬原子的半徑和正方體棱長的關(guān)系：c.晶胞平均占有的原子數(shù)目：2個d.晶胞的空間占有率：⑤三維空間的密置層的堆積方式——面心立方堆積（Cu）a.配位數(shù)為12，同層6個，上下層各3個。b.金屬原子的半徑和正方體棱長的關(guān)系：c.晶胞平均占有的原子數(shù)目：4個d.晶胞的空間占有率：⑥三維空間的密置層的堆積方式——六方堆積（Mg）a.配位數(shù)為12，同層6個，上下層各3個。b.晶胞平均占有的原子數(shù)目：6個c.晶胞的空間占有率：⑦晶胞中原子最近的原子的簡單數(shù)法：a.距離為棱長，頂點(diǎn)原子找頂點(diǎn)原子，等距離的有6個。b.距