高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)分子晶體及共價(jià)晶體的堆積方式課件

分子晶體及共價(jià)晶體的堆積方式物質(zhì)CF4SiF4BF3AlF3熔點(diǎn)/℃-183-90-127＞1000浙江新高考T26】（2）

四種晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如表：CF4

和SiF4熔點(diǎn)相差較小，BF3

和AlF3熔點(diǎn)相差較大，原因是

。晶體熔、沸點(diǎn)高低的原因解釋化學(xué)鍵C-HSi-HC=OC-OSi-OC-CSi-Si鍵能/kJ·mol-14113187993584523462222.北京新高考9】由鍵能數(shù)據(jù)大小，不能解釋下列事實(shí)的是（

）A.穩(wěn)定性：CH4>SiH4B.鍵長：C=O<C-OC.熔點(diǎn)：CO2<SiO2

D.硬度：金剛石>晶體硅3.全國高考理綜甲卷T35節(jié)選】(5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物,若該立方晶胞參數(shù)為apm,正負(fù)離子的核間距最小為

pm。晶胞結(jié)構(gòu)的計(jì)算晶體微粒間的作用力和物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系知識(shí)重構(gòu)考向1——共價(jià)晶體、分子晶體的類型判斷與性質(zhì)比較考向2——以金剛石、石墨等晶體結(jié)構(gòu)為背景的晶胞分析分子晶體及共價(jià)晶體的堆積方式知識(shí)重構(gòu)必備知識(shí)1——構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒與相互作用【問題1】構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒有哪些？原子分子離子得失e-共價(jià)鍵【問題2】微粒能構(gòu)成哪些類別的物質(zhì)？離子化合物非金屬單質(zhì)（金剛石等）共價(jià)化合物（SiO2等）非金屬單質(zhì)（C60等）共價(jià)化合物（HCl等）金屬單質(zhì)【問題3】微粒之間存在哪些相互作用？離子鍵：陰陽離子間靜電作用（含引力和斥力）共價(jià)鍵：原子間通過共用電子對(duì)形成的相互作用。（靜電引力）分子內(nèi)：存在共價(jià)鍵、可能含分子內(nèi)氫鍵；分子間：分子間作用力、可能含分子間氫鍵。金屬鍵：金屬原子與自由電子之間的相互作用?！締栴}4】微粒構(gòu)成的晶體類型？離子晶體金屬原子：金屬晶體(金屬鍵）分子晶體非金屬原子：共價(jià)晶體（共價(jià)鍵）2.【2020年山東T17節(jié)選】Sn為ⅣA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常

壓下，SnCl4為無色液體，SnCl4固體的晶體類型為

。1.浙江新高考T26】（2）

四種晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如表：

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

。3.【北京新高考9】由鍵能數(shù)據(jù)大小，不能解釋下列事實(shí)的是（

）化學(xué)鍵C-HSi-HC=OC-OSi-OC-CSi-Si鍵能/kJ·mol-1411318799358452346222A.穩(wěn)定性：CH4>SiH4B.鍵長：C=O<C-OC.熔點(diǎn)：CO2<SiO2

D.硬度：金剛石>晶體硅考向1——原子晶體、分子晶體的類型判斷與性質(zhì)比較結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，分子間作用力相差較小BF3是分子晶體，AlF3是離子晶體，破壞離子鍵需要能量更多，所以AlF3熔點(diǎn)很高。常溫下SnCl4為液體，性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)，可判定SnCl4為分子晶體。CO2

是分子晶體，熔點(diǎn)由分子間作用力決定，SiO2是共價(jià)晶體，所以熔點(diǎn)CO2<SiO2，不能用鍵能解釋熔點(diǎn)CO2<SiO2C4.【2022年全國高考理綜乙卷T35】(3)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為

。解釋X的熔點(diǎn)比Y高的原因

。5.【2021年福建高考(3)節(jié)選】石墨相氮化碳g-C3N4具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)，其中一種二維平面結(jié)構(gòu)如右圖所示，g-C3N4晶體中存在的微粒間作用力有_______(填標(biāo)號(hào))。a.非極性鍵b.金屬鍵c.π鍵d.范德華力6.【2022年山東新高考T5】AlN、GaN屬于第三代半導(dǎo)體材料,二者成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似,晶體中只存在N—Al鍵、N—Ga鍵。下列說法錯(cuò)誤的是()A.GaN的熔點(diǎn)高于AlN B.晶體中所有化學(xué)鍵均為極性鍵C.晶體中所有原子均采取sp3雜化D.晶體中所有原子的配位數(shù)均相同考向1——共價(jià)晶體、分子晶體的類型判斷與性質(zhì)比較CsClCsCl為離子晶體,ICl為分子晶體，離子鍵強(qiáng)于分子間作用力，所以CsCl的熔點(diǎn)高于ICl。石墨相氮化碳具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)，所以層與層之間存在范德華力，同層內(nèi)C與N之間存在極性共價(jià)鍵，存在大π鍵，故選c、d。cdAlN、GaN的成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似,因此AlN、GaN都為原子晶體,熔點(diǎn)的大小和鍵能有關(guān)，鍵能和鍵長有關(guān)，鍵長取決于原子半徑，Al原子的半徑比Ga原子的小,N—Al鍵的鍵長小于N—Ga鍵的鍵長,N—Al鍵的鍵能較大,AlN晶體的熔點(diǎn)較高,故所以GaN的熔點(diǎn)低于AlN,A錯(cuò)誤;ACsICl2===CsCl+ICl×核心思想：答題模板：性質(zhì)體現(xiàn)決定結(jié)構(gòu)題目信息或問題判斷晶體類型比較微粒間作用力①熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)②常溫下物質(zhì)狀態(tài)③鍵能大小④成鍵結(jié)構(gòu)等解釋差異答題思想：分析思路：先整體后局部！先根據(jù)題目信息判斷晶體的類型，再對(duì)微粒間作用力的大小進(jìn)行晶體同類型或不同類型的比較，得出結(jié)論，解釋原因。分析原因考向1——共價(jià)晶體、分子晶體的類型判斷與性質(zhì)比較必備知識(shí)2——典型的分子晶體和共價(jià)晶體分子間作用力堆積方式典型物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)晶胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

氫鍵和范德華力非密堆積冰(H2O)氫鍵具有

，冰晶體中，氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角的

個(gè)相鄰水分子相互吸引，所以1mol冰中有

mol氫鍵，這使冰晶體中水分子的空間利用率

，冰的密度

液態(tài)水。4方向性不高2范德華力分子密堆積干冰(CO2)碘(I2)C60面心立方最密堆積若以一個(gè)分子為中心，周圍有

個(gè)緊鄰的分子，這就是分子

。密堆積12①每個(gè)干冰晶胞中有

個(gè)CO2分子，配位數(shù)

，CO2的排列方向有

種，

。4124頂點(diǎn)1種，上下面心、前后面心、左右面心各1種②I2的排列方向有

種，

和

。③C60結(jié)構(gòu)：

分子，固態(tài)時(shí)是

，每個(gè)碳原子只跟相鄰的

形成共價(jià)鍵，60個(gè)碳原子構(gòu)成

形，共32面體，包括

個(gè)五邊形，

個(gè)六邊形。1220三個(gè)碳原子分子晶體球2籠狀頂點(diǎn)面心小于一維空間里粒子的堆積方式二維空間里粒子的堆積方式12233456非密置層放置密置層放置14配位數(shù)：配位數(shù)：空隙形狀：空隙形狀：46高頻考點(diǎn)1：分子密堆積——面心立方最密堆積三維空間中密置層的堆積方式12345第三層小球

對(duì)準(zhǔn)第一層

小球空隙的

2、4、6位。第四層同第

一層。每三層形成

一個(gè)周期的

緊密堆積。6aaaaa高頻考點(diǎn)1：分子密堆積——面心立方最密堆積CAAAAAABBBBBBC【問題2】1個(gè)晶胞的質(zhì)量(g)？

【問題3】小球間位置關(guān)系？【問題4】微粒小球的半徑r與晶胞參數(shù)a的關(guān)系？

【問題5】兩小球之間的最近距離？【問題1】1個(gè)晶胞中含有微粒的個(gè)數(shù)（N）？4該晶胞的密度？g·cm-344a3a

a=4r2等徑球面心接觸（面對(duì)角線相切）面對(duì)角線的一半,①立方體空隙【問題1】空隙的種類？②四面體空隙③八面體空隙【問題2】如何判定空隙的類型？正四面體空隙4個(gè)緊密相切的堆積球歸納：面心立方最密堆積的8個(gè)頂點(diǎn)各自對(duì)應(yīng)一個(gè)正四面體空隙,1個(gè)晶胞共有8個(gè)正四面體空隙。堆積球的位置：晶胞的一個(gè)頂點(diǎn)和三個(gè)面心思路梳理：1、觀察堆積球的數(shù)目、位置及相互關(guān)系8個(gè)堆積球相切4個(gè)堆積球相切6個(gè)堆積球相切例：CaF2晶胞說明：Ca2+做堆積球，在頂點(diǎn)和面心構(gòu)成面心立方，

F-在體內(nèi)，做填隙球，填充在Ca2+圍成的8個(gè)正四面體空隙中。高頻考點(diǎn)2：分子密堆積——面心立方最密堆積的空隙問題例：BiF3晶胞正八面體空隙6個(gè)緊密相切的堆積球最典型的填隙球位于晶胞體心，堆積球就位于晶胞的六個(gè)面心思路梳理：歸納：屬于面心立方最密堆積晶胞棱邊上的正八面體空隙有12×1/4=3個(gè)，加上體內(nèi)的1個(gè)，1個(gè)晶胞共有4個(gè)正八面體空隙。和體心等效的位置是棱心2、根據(jù)填隙球（A）的配位數(shù)確定若A的配位數(shù)為8，就填充在B圍成的立方體空隙中；若A的配位數(shù)為6，填充在B圍成的八面體空隙中；若A的配位數(shù)為4，填充在B圍成的四面體空隙中。堆積球B的粒子數(shù)：立方體空隙數(shù)：四面體空隙數(shù)：八面體空隙數(shù)=1：1：2：1N(Bi3+)=4四面體空隙數(shù)=8八面體空隙數(shù)=43、根據(jù)堆積球（B）與空隙的比例關(guān)系確定基本思路：Bi3+做堆積球，位于頂點(diǎn)（8×1/8＝1個(gè)）和面心(6×1/2＝3個(gè)）,構(gòu)成面心立方晶胞；F-做填隙球，分別在體內(nèi)（配位數(shù)為4）和棱心（配位數(shù)為6），因此有8個(gè)正四面體空隙和4個(gè)正八面體空隙。高頻考點(diǎn)2：分子密堆積——面心立方最密堆積的空隙問題例：NaCl晶胞說明：Cl－做堆積球，在頂點(diǎn)和面心構(gòu)成面心立方；

Na+在體心和棱心，做填隙球，填充在Cl－圍成的4個(gè)正八面體空隙中。①每個(gè)原子與另外4個(gè)不同種類的原子形成正四面體，配位數(shù)

。②密度：

必備知識(shí)2——典型的分子晶體和共價(jià)晶體典型代表物空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析

①C原子采取

雜化，每個(gè)C與相鄰的

個(gè)C以

結(jié)合，形成

，鍵角均為

。

②最小碳環(huán)為

元環(huán)，環(huán)上的C

同一平面內(nèi)，③每個(gè)C參與4個(gè)C-C鍵的形成，碳原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為

。④1個(gè)金剛石晶胞中，碳原子分別位于

、

、

，共

個(gè)。①每個(gè)Si與4個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成

結(jié)構(gòu)；②每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si，4個(gè)“1/2O”，晶體中Si與O的個(gè)數(shù)比為

；③最小環(huán)上有

個(gè)原子，即

個(gè)Si，

個(gè)O。sp31：261264共價(jià)鍵正四面體109.5°1：2正四面體6金剛石二氧化硅SiC、BP、AlN不在⑤④頂點(diǎn)面心體內(nèi)84高頻考點(diǎn)3：金剛石的空間構(gòu)型【問題1】微粒半徑r與晶胞參數(shù)a的關(guān)系？【問題2】兩個(gè)碳原子間的最近距離？【問題3】正四面體空隙的填隙率？【問題4】晶胞的密度計(jì)算？金剛石晶胞金剛石晶胞的1/8m2mm3mm=4r3a=2ma/2=4r321r=a注意：1、2兩球是虛擬的！體對(duì)角線AD=微粒半徑r與晶胞參數(shù)a的關(guān)系兩原子最近距離為晶胞體對(duì)角線的1/4AD頂點(diǎn)和面心的C構(gòu)成面心立方晶胞，即為堆積球B，共構(gòu)成8個(gè)正四面體空隙；體內(nèi)的4個(gè)碳原子即為填隙球A，填充在其中4個(gè)空隙中，所以正四面體空隙的填隙率為50%。50%8rg·cm-38a37.【2022年全國高考理綜甲卷T35節(jié)選】(5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,X代表的離子是

;若該立方晶胞參數(shù)為apm,正負(fù)離子的核間距最小為

pm。解析：由圖可知，X代表的離子位于頂點(diǎn)和面心，構(gòu)成面心立方最密堆積，面心立方最密堆積有8個(gè)正四面體空隙，X做堆積球，共8×1/8+6×1/2=4個(gè)，X類似于金剛石在頂點(diǎn)和面心的C原子，題給晶胞體內(nèi)有8個(gè)Y，根據(jù)化學(xué)式CaF2，可知X是Ca2+，Y是F-，F(xiàn)-做填隙球，填隙率100%，因此，對(duì)照金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)，Ca2+與F-最近的核間距為晶胞體對(duì)角線長度的1/4，由于晶胞參數(shù)為apm，故Ca2+與F-最近的核間距為√3/4apm。金剛石體內(nèi)的C共4個(gè)，正四面體空隙填隙率為50%

；Ca2+√3/4a考向2——以金剛石、石墨等晶體結(jié)構(gòu)為背景的晶胞分析8.【2019新課標(biāo)Ⅰ卷35T35節(jié)選】(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對(duì)角面取得的截圖。可見，Cu原子之間最短距離x=

pm，Mg原子之間最短距離y=

pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是

g·cm?3(列出計(jì)算表達(dá)式)。分析1：根據(jù)圖b可知，Cu原子之間最短距離為該晶胞面對(duì)角線的1/4，由于晶胞參數(shù)是apm，則面對(duì)角線是

，則x＝pm。面對(duì)角線a體對(duì)角線a3分析2：Mg以金剛石方式堆積，因而Mg原子之間最短距離為晶胞體對(duì)角線的1/4，體對(duì)角線是，則y＝pm。分析3：鎂以金剛石方式堆積，晶胞中含有Mg原子8×1/8+6×1/2+4＝8個(gè)，而Cu以四面體方式排列在Mg的八面體空隙和半數(shù)四面體空隙中，共16個(gè)，1mol晶胞的質(zhì)量是

。由于晶胞參數(shù)是apm，則MgCu2的密度是

g·cm?3?？枷?——以金剛石、石墨等晶體結(jié)構(gòu)為背景的晶胞分析混合型晶體空間結(jié)構(gòu)晶胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)石墨碳原子的排列方式：

結(jié)構(gòu)

，每層內(nèi)C以

雜化，存在

鍵，C之間以

形成

的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵角

，C與碳碳鍵之比為

。每一層內(nèi)C-C的鍵長為1.42×10-10m，比金剛石中C-C的鍵長(1.54×10-10m)短，因此熔沸點(diǎn)高于金剛石;層與層之間以

結(jié)合，所以石墨硬度小，滑膩感，能導(dǎo)電因?yàn)?/p>

。層狀正六邊形sp2120°2：3共價(jià)鍵高頻考點(diǎn)4：混合型晶體——石墨

分子間作用力大π大π鍵(5)每個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元(圖中實(shí)線圈部分)中兩個(gè)N原子(圖中虛線圈所示)被O原子代替，形成O摻雜的g-C3N4(OPCN)

，OPCN的化學(xué)式為_______。

9.【2021年福建高考真題節(jié)選】石墨相氮化碳g-C3N4作為一種新型光催化材料，在光解水產(chǎn)氫等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，研究表明，非金屬摻雜(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3