晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

常見(jiàn)晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)真題訓(xùn)練：1.(2022·湖北卷)C60在高溫高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢▽?dǎo)電性、高硬度的非晶態(tài)碳玻璃。下列關(guān)于該碳玻璃的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.具有自范性B.與C60互為同素異形體C.含有sp3雜化的碳原子D.化學(xué)性質(zhì)與金剛石有差異2.(2022·湖北卷)某立方鹵化物可用于制作光電材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.Ca2＋的配位數(shù)為6B.與F－距離最近的是K＋C.該物質(zhì)的化學(xué)式為KCaF3D.若F－換為Cl－，則晶胞棱長(zhǎng)將改變3.(2021·遼寧卷)單質(zhì)硫和氫氣在低溫高壓下可形成一種新型超導(dǎo)材料，其晶胞如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.S位于元素周期表p區(qū)B.該物質(zhì)的化學(xué)式為H3SC.S位于H構(gòu)成的八面體空隙中D.該晶體屬于分子晶體4.(2021·全國(guó)乙卷)在金屬材料中添加AlCr2顆粒，可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示。處于頂角位置的是原子。5.(2021·湖南卷)硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是(填化學(xué)式)。(2)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4，SiX4的熔、沸點(diǎn)如下表：SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.70℃時(shí)，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是(填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是____________________________________________________________________________________________。6．(2022·浙江1月選考，26)(1)兩種有機(jī)物的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)HCON(CH3)2HCONH2相對(duì)分子質(zhì)量7345沸點(diǎn)/℃153220HCON(CH3)2的相對(duì)分子質(zhì)量比HCONH2的大，但其沸點(diǎn)反而比HCONH2的低，主要原因是_______________________________________________________________________________。(2)四種晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)CF4SiF4BF3AlF3熔點(diǎn)/℃－183－90－127>1000CF4和SiF4熔點(diǎn)相差較小，BF3和AlF3熔點(diǎn)相差較大，原因是___________________________。(2)CF4和SiF4都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，分子間作用力相差較小，所以二者熔點(diǎn)相差較??；BF3通過(guò)分子間作用力形成分子晶體，AlF3通過(guò)離子鍵形成離子晶體，破壞離子鍵需要的能量要多得多，所以二者熔點(diǎn)相差較大7．(1)[2021·廣東，20(2)]H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)開(kāi)_______。(2)[2021·山東，16(2)]OF2的熔、沸點(diǎn)______(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是____________________________________________________________________________________?！九f知回顧】考點(diǎn)一常見(jiàn)的晶體類型及晶體性質(zhì)1.晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的區(qū)別比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)粒子周期性有序排列結(jié)構(gòu)粒子無(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)別方法間接方法測(cè)定其是否有固定的熔點(diǎn)科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行單晶X射線衍射實(shí)驗(yàn)各向異性：不同方向性質(zhì)不同。(2)獲得晶體的三條途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)（碘晶體）。③溶質(zhì)從溶液中析出?？键c(diǎn)二晶體類型、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)類型比較分子晶體共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成微粒分子原子金屬陽(yáng)離子、自由電子陰、陽(yáng)離子粒子間的相互作用力范德華力(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、導(dǎo)熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(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)、部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強(qiáng)堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)【重難點(diǎn)突破】晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較(1)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)相同類型晶體①金屬晶體：金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬熔、沸點(diǎn)就越高。②離子晶體：a.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。b.陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，熔、沸點(diǎn)就越高。③共價(jià)晶體：原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，熔沸點(diǎn)越高。④分子晶體：氫鍵，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高。考點(diǎn)三典型晶體的結(jié)構(gòu)模型(1)共價(jià)晶體——金剛石和二氧化硅①金剛石晶體中，每個(gè)C與另外相鄰4個(gè)C形成共價(jià)鍵，C—C鍵之間的夾角是109°28′，最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1molC的金剛石中，形成的共價(jià)鍵有2mol。②SiO2晶體中，每個(gè)Si原子與4個(gè)O原子成鍵，每個(gè)O原子與2個(gè)硅原子成鍵，最小的環(huán)是十二元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1molSiO2中含有4molSi—O鍵。(2)分子晶體——干冰和冰①干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)。②冰的結(jié)構(gòu)模型中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol“氫鍵”。(3)離子晶體——NaCl型和CsCl型①NaCl型：在晶體中，每個(gè)Na＋同時(shí)吸引6個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－同時(shí)吸引6個(gè)Na＋，配位數(shù)為6。每個(gè)晶胞含4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－。②CsCl型：在晶體中，每個(gè)Cl－吸引8個(gè)Cs＋，每個(gè)Cs＋吸引8個(gè)Cl－，配位數(shù)為8。(4)金屬晶體金屬晶體的四種堆積模式堆積模式簡(jiǎn)單立方堆積體心立方堆積六方最密堆積面心立方最密堆積晶胞配位數(shù)681212一個(gè)晶胞內(nèi)原子數(shù)目1224常見(jiàn)金屬PoNa、K、FeMg、Zn、TiCu、Ag、Au(5)石墨晶體（混合晶體）石墨層狀晶體中，層與層之間的作用力是分子間作用力，平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是sp2。能力提升：1.硫、鈷及其化合物用途非常廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)Co原子價(jià)電子排布圖為，第四電離能I4(Co)<I4(Fe)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________；Co與Ca同周期且最外層電子數(shù)相同，單質(zhì)鈷的熔、沸點(diǎn)均比鈣大，其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)K和Na位于同主族，K2S的熔點(diǎn)為840℃，Na2S的熔點(diǎn)為950℃，前者熔點(diǎn)較低的原因是________________________________________________________________________________________________________。(3)S與O、Se、Te位于同一主族，它們的氫化物的沸點(diǎn)如下圖所示，沸點(diǎn)按圖像所示變化的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。(4)已知金剛石結(jié)構(gòu)中C—C比石墨結(jié)構(gòu)中C—C的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，則金剛石的熔點(diǎn)(填“高于”“低于”或“等于”)石墨的熔點(diǎn)，理由是________________。(5)金屬鎵(Ga)位于元素周期表中第4周期ⅢA族，其鹵化物的熔點(diǎn)如下表：GaF3GaCl3GaBr3熔點(diǎn)/℃>100077.75122.3GaF3熔點(diǎn)比GaCl3熔點(diǎn)高很多的原因是____________________________________________________________________________________________。2.石墨、石墨烯及金剛石是碳的同素異形體。(1)以Ni—Cr—Fe為催化劑，一定條件下可將石墨轉(zhuǎn)化為金剛石?；鶓B(tài)Fe原子未成對(duì)電子數(shù)為。設(shè)石墨晶體中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)為am，金剛石晶體中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)為bm，則ab(填“>”“<”或“＝”)，原因是___________________________________________________________________________。(2)比較表中碳鹵化物的熔點(diǎn)，分析其熔點(diǎn)變化的原因是____________________________________________________________________________。CCl4CBr4(α型)CI4熔點(diǎn)/℃－22.9248.4168(分解)(3)金剛石的晶胞如圖1所示。已知ZnS晶胞與金剛石晶胞排列方式相同，若圖1中a與ZnS晶胞中Zn2＋位置相同，則S2－在ZnS晶胞中的位置為。(4)石墨烯中部分碳原子被氧化后，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯。①在圖3所示的氧化石墨烯中，采取sp3雜化形式的原子有(填元素符號(hào))。②石墨烯轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯時(shí)，1號(hào)C與相鄰C原子間鍵能的變化是(填“變大”“變小”或“不變”)。(5)石墨烯具有很大的比表面積，有望用于制超級(jí)電容器。若石墨烯中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)為am，12g單層石墨烯單面的理論面積約為m2(列出計(jì)算式即可)。3.鈣鈦礦是以俄羅斯礦物學(xué)家Perovski的名字命名的，最初單指鈦酸鈣這種礦物[如圖(a)]，此后，把結(jié)構(gòu)與之類似的晶體(化學(xué)式與鈦酸鈣相同)統(tǒng)稱為鈣鈦礦物質(zhì)。某鈣鈦礦型太陽(yáng)能光伏電池的有機(jī)半導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)如圖(b)所示，其中A為CH3NHeq\o\al(＋,3)，另兩種離子為I－和Pb2＋。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3B.圖(b)中，X為Pb2＋C.CH3NHeq\o\al(＋,3)中含有配位鍵D.晶胞中與每個(gè)Ca2＋緊鄰的O2－有12個(gè)4.現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶體：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶體：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)A組屬于晶體，其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是(填序號(hào))。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于___________________________________________________________