知識清單16 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（學(xué)生版） 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識清單

知識清單16晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識點01晶體和晶體類型知識點02晶體結(jié)構(gòu)與計算知識點01晶體和晶體類型一、晶體1．晶體與非晶體的比較比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈___排列結(jié)構(gòu)微粒(原子、離子或分子)__排列性質(zhì)特征自范性______熔點______異同表現(xiàn)______實例水、NaCl、Fe玻璃、石蠟兩者區(qū)別方法間接方法：測定其是否有固定的___科學(xué)方法：對固體進行___實驗2．獲得晶體的三種途徑。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___。③溶質(zhì)從溶液中析出。3．非晶體、等離子體和液晶的比較聚集狀態(tài)組成與結(jié)構(gòu)特征主要性能非晶體內(nèi)部微粒的排列呈現(xiàn)雜亂無章（長程無序，短程有序）的分布狀態(tài)的固體某些非晶體合金強度和硬度高、耐腐蝕性強，非晶態(tài)硅對光的吸收系數(shù)大等離子體由電子、陽離子和電中性粒子組成，整體上呈電中性，帶電離子能自由移動具有良好的導(dǎo)電性和流動性液晶內(nèi)部分子的排列沿分子長軸方向呈現(xiàn)出有序的狀態(tài)既具有液體的流動性、黏度、形變性，又具有晶體的導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等二、離子晶體1．離子晶體構(gòu)成微粒___粒子間的相互作用力___方向性和飽和性方向性，飽和性離子鍵強弱陰、陽離子半徑越，所帶電荷數(shù)越，離子鍵越強。硬度熔、沸點較高溶解性大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、導(dǎo)熱性不導(dǎo)電，導(dǎo)電物質(zhì)類別及舉例金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)2．離子晶體的性質(zhì)性質(zhì)原因熔沸點離子晶體中有較強的離子鍵，熔化或升華時需消耗較多的能量。所以離子晶體有較高的熔、沸點和難揮發(fā)性。通常情況下，同種類型的離子晶體，離子半徑越小，離子鍵越強，熔、沸點越高硬度硬而脆。離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當晶體受到?jīng)_擊力作用時，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎導(dǎo)電性不導(dǎo)電，但熔融或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體中，離子鍵較強，陰、陽離子不能自由移動，即晶體中無自由移動的離子，因此離子晶體不導(dǎo)電。當升高溫度時，陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間的相互作用力，成為自由移動的離子，在外加電場的作用下，離子定向移動而導(dǎo)電。離子晶體溶于水時，陰、陽離子受到水分子的作用成了自由移動的離子（或水合離子），在外加電場的作用下，陰、陽離子定向移動而導(dǎo)電溶解性大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑（如水），難溶于非極性溶劑（如汽油、苯、CCl4）。當把離子晶體放入水中時，水分子對離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引，使離子晶體中的離子克服離子間的相互作用力而離開晶體，變成在水中自由移動的離子延展性離子晶體中陰、陽離子交替出現(xiàn)，層與層之間如果滑動，同性離子相鄰而使斥力增大導(dǎo)致不穩(wěn)定，所以離子晶體無延展性3．離子晶體組成的認識誤區(qū)（1）離子晶體中不一定都含有金屬元素，如NH4Cl是離子晶體。（2）離子晶體中除離子鍵外不一定不含其他化學(xué)鍵，如NaOH晶體中還含有極性共價鍵，Na2O2晶體中還含有非極性共價鍵。（3）由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCl3是由金屬元素Al和非金屬元素Cl組成的分子晶體。（4）含有金屬離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體中含有金屬陽離子。（5）離子晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰、陽離子的個數(shù)比，而不是表示其分子組成。三、分子晶體1．概念及粒子間作用力分子晶體構(gòu)成微粒___粒子間的相互作用力___(某些含氫鍵)硬度較小熔、沸點較低溶解性導(dǎo)電、導(dǎo)熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(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)有機物(有機鹽除外)2．堆積方式項目分子密堆積分子非密堆積作用力只有，無有分子間，它具有空間特點每個分子周圍一般有個緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當大的舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰3．常見分子晶體及物質(zhì)類別物質(zhì)種類實例所有H2O、NH3、CH4等部分鹵素（X2）、O2、N2、白磷（P4）、硫（S8）等部分CO2、P4O10、SO2、SO3等幾乎所有的HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等絕大多數(shù)苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等四、共價晶體1．共價晶體的結(jié)構(gòu)特點共價晶體構(gòu)成微粒___粒子間的相互作用力___硬度很大熔、沸點很高溶解性難溶于任何溶劑導(dǎo)電、導(dǎo)熱性一般不具有導(dǎo)電性物質(zhì)類別及舉例部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼、晶體鍺)、部分非金屬化合物(如SiC、Si3N4、SiO2)，氮化硼（BN）2．共價晶體的熔、沸點（1）特點：共價晶體具有的熔點。原因：共價晶體熔化時必須破壞，而破壞它們需要的溫度。（2）影響因素：結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，原子半徑越，鍵長越，鍵能越，晶體的熔點越。3．對分子晶體和共價晶體的認識誤區(qū)（1）共價晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是一個“巨分子”，沒有小分子存在；而分子晶體中存在真實的分子。（2）共價晶體的化學(xué)式不表示實際組成，只表示組成原子的個數(shù)比，如SiO2只是表示晶體中Si與O的原子個數(shù)比為1∶2。而分子晶體的化學(xué)式表示真實的組成。（3）由原子構(gòu)成的晶體不一定是共價晶體，如稀有氣體組成的晶體屬于分子晶體。五、金屬鍵和金屬晶體1．金屬晶體構(gòu)成微粒金屬陽離子、自由電子粒子間的相互作用力___金屬鍵的強弱比較原子半徑越，價電子數(shù)越，金屬鍵越。金屬鍵特征方向性和飽和性。硬度有的很大，有的很小熔、沸點有的很高，有的很低溶解性難溶于常見溶劑導(dǎo)電、導(dǎo)熱性電和熱的良導(dǎo)體物質(zhì)類別及舉例金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)2．金屬晶體（1）用電子氣理論解釋金屬的性質(zhì)通性理論解釋延展性當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生，但不變，金屬陽離子與自由電子形成的電子氣被破壞，所以金屬有良好的延展性。導(dǎo)電性在外加電場的作用下，金屬晶體中的在電場中而形成電流，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性。導(dǎo)熱性電子氣中的自由電子在運動時經(jīng)常與金屬原子發(fā)生，從而引起兩者能量的。六、晶體類型的判斷1．微粒判據(jù)（本質(zhì)判據(jù)）晶體類型離子晶體分子晶體金屬晶體共價晶體構(gòu)成微粒2．作用力判據(jù)（本質(zhì)判據(jù)）晶體類型離子晶體分子晶體金屬晶體共價晶體作用力3．結(jié)構(gòu)判據(jù)：共價晶體為結(jié)構(gòu)4．組成判據(jù)（1）金屬晶體：（除汞外）與（2）共價晶體：、、、（3）離子晶體：金屬和非金屬形成的晶體及銨鹽，等除外（4）分子晶體①典型物質(zhì)：非金屬和非金屬形成的晶體和AlCl3②反例物質(zhì)：銨鹽及共價晶體5．性能判據(jù)（1）晶體：導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性、機械性能良好（2）晶體：硬度較大或略硬而脆，大部分易溶于水（3）晶體：硬度很大，熔沸點很高，不溶于任何常見的溶劑（4）晶體：硬度小；熔沸點很低，常溫下呈氣體或液體；揮發(fā)性很強6．用途判據(jù)（1）晶體：常用于制作半導(dǎo)體材料（2）晶體：常用于制作超硬、耐磨材料（3）晶體：常用于制作耐高溫、耐腐蝕材料（4）晶體：常用于制作致冷劑（5）晶體：常用于制作導(dǎo)電材料7．實驗判據(jù)（1）晶體：熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物晶體（2）晶體或晶體：熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物晶體（3）晶體：固體和熔融狀態(tài)下都能導(dǎo)電的晶體七、晶體熔沸點的比較1．晶體熔沸點的比較2．分子晶體熔沸點的比較3．簡答模板：晶體類型影響因素作用力強弱結(jié)果（1）共價晶體：A和B都是共價晶體，A的原子半徑小，鍵長短，鍵能大，共價鍵強，熔沸點高（硬度大）（2）離子晶體：A和B都是離子晶體，A的離子半徑小，離子所帶電荷多，離子鍵強（晶格能大），熔沸點高（3）金屬晶體：A和B都是金屬晶體，A的離子半徑小，離子所帶電荷多，金屬鍵強，熔沸點高（硬度大）（4）分子晶體①A和B都是分子晶體，A的相對分子質(zhì)量大，分子間作用力強，熔沸點高②A和B都是分子晶體，A中存在分子間氫鍵，分子間作用力強，熔沸點高③A和B都是分子晶體，A中存在分子內(nèi)氫鍵，分子間作用力弱，熔沸點低（5）不同晶體①A是離子晶體，靠較強的離子鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)合，所以A的熔沸點高②A是共價晶體，靠較強的共價鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)合，所以A的熔沸點高③A是金屬晶體，靠較強的金屬鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)合，所以A的熔沸點高1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)凡是有規(guī)則外形的固體一定是晶體()(2)晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別：是否有自范性()(3)晶體的熔點一定比非晶體的熔點高。()(4)冰和固體碘晶體中相互作用力相同。()(5)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊。()(6)通過X－射線衍射實驗的方法可以區(qū)分晶體和非晶體。()(7)粉末狀的物質(zhì)不是晶體，具有各向異性的固體一定是晶體。()(8)晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列。()(9)晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律進行周期性排列。()(10)某晶體的熔點為112.8℃，溶于CS2、CCl4等溶劑，可推出該晶體可能為分子晶體。()(11)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子。()(12)共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高。()(13)離子晶體一定都含有金屬元素()(14)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體()(15)金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的高()1．(1)晶體是一類非常重要的材料，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。我國現(xiàn)已能夠拉制出直徑為300毫米的大直徑硅單晶，晶體硅大量用于電子產(chǎn)業(yè)。下列對晶體硅的敘述中正確的是()A．形成晶體硅的速率越大越好B．晶體硅沒有固定的熔、沸點C．可用X－射線衍射實驗來鑒別晶體硅和玻璃D．晶體硅的形成與晶體的自范性有關(guān)，而與各向異性無關(guān)(2)下列說法錯誤的是()A．晶體在受熱熔化過程中不一定存在化學(xué)鍵的斷裂B．原子晶體的原子間只存在共價鍵，而分子晶體的分子間除存在范德華力外，還有可能存在氫鍵C．區(qū)分晶體和非晶體最科學(xué)的方法是對固體進行X－射線衍射實驗D．非金屬元素的原子間只形成共價鍵，金屬元素的原子和非金屬元素的原子間只形成離子鍵2．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)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)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時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)。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熔點反常是由于____________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是__________(填序號)。①硬度小②水溶液能導(dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因為_____。知識點02晶體結(jié)構(gòu)及計算一、晶體結(jié)構(gòu)1．晶胞（1）概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的。（2）結(jié)構(gòu)：晶胞一般都是體，晶體是由無數(shù)晶胞而成。2．晶胞中微粒個數(shù)：均攤法（1）如某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子有eq\f(1,n)屬于這個晶胞。①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算。②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定A．正三棱柱晶胞中：B．六棱柱晶胞中：C．石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂角(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占eq\f(1,3)。（2）類比三種類型晶胞正或長方體正六棱柱正三棱柱示意圖頂點上微粒側(cè)棱上微粒上下棱微粒面點上微粒內(nèi)部的微粒3．金屬晶體的四種堆積方式堆積名稱面心立方最密堆積體心立方堆積六方最密堆積簡單立方堆積堆積模型堆積類型A1型或銅型A2型或鉀型A3型或鎂型Po型堆積方式…ABCABC……ABAB…配位數(shù)晶胞結(jié)構(gòu)投影圖4．典型離子晶體的空間構(gòu)型類型NaCl型CsCl型立方ZnS型CaF2型圖示結(jié)構(gòu)特點1/8晶胞為簡單立方結(jié)構(gòu)體心立方結(jié)構(gòu)間隔排列的4個小立方體的體心各有1個Zn2+8個小立方體的體心各有1個F－配位數(shù)Ca2＋：F－：5．常見分子晶體和共價晶體的晶胞晶胞二氧化碳金剛石碳化硅二氧化硅圖示結(jié)構(gòu)特點面心立方同ZnS將金剛石中內(nèi)部的4個碳原子換成硅原子將晶體硅中每個硅硅鍵中間插入1個氧原子配位數(shù)Si：；O：投影圖6．金剛石、晶體硅和二氧化硅的結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特點①基本結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)，中心原子配位數(shù)為②空間構(gòu)型：結(jié)構(gòu)，鍵角為，都是雜化（2）最小的環(huán)晶體最小環(huán)被共用的最小環(huán)數(shù)原子共價鍵金剛石_元環(huán)C：C－C鍵：二氧化硅_元環(huán)Si：O：Si－O鍵：（3）化學(xué)鍵數(shù)①金剛石：1mol金剛石中含NA個C－C鍵②晶體硅：1mol晶體硅中含NA個Si－Si鍵③二氧化硅：1mol二氧化硅中含NA個Si－O鍵7．石墨的結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)特點①基本結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)②層內(nèi)構(gòu)型：結(jié)構(gòu)，鍵角為，雜化方式：③最小碳環(huán)：有個碳原子，實際含個碳原子（2）化學(xué)鍵①1mol石墨中含有molC－C鍵（鍵）②層和層的自由電子構(gòu)成1個鍵，沿層的平行方向可導(dǎo)電（3）微粒間作用力①層內(nèi)部：②層之間：③石墨的大鍵具有鍵的性質(zhì)（4）物理性質(zhì)①熔點：比金剛石的，C－C鍵的鍵長比金剛石中的②質(zhì)地：比較柔軟，層與層間的距離比C－C鍵的鍵長，作用力（5）晶體類型：鍵型晶體二、晶體的有關(guān)計算1．晶體中某些幾何體中的數(shù)量關(guān)系（晶胞參數(shù)為a）（1）立方體體對角線＝，面對角線＝（2）面心立方晶胞相鄰的兩個面心間的距離＝（3）正四面體中各量的關(guān)系①直角三角形BEC中：（BC）2＝（CE）2+（BE）2②BO＝BE，OE＝BE③直角三角形AOB中：（AB）2＝（BO）2+（AO）22．幾種單質(zhì)晶體晶胞的結(jié)構(gòu)特點（1）面心立方：面對角線上的三個原子相切：r＝a（2）體心立方：體對角線上的三個原子相切：r＝a（3）簡單立方：側(cè)面上的原子兩兩相切：r＝a（4）六方最密：正四面體相鄰原子兩兩相切：r＝a（5）金剛石型：內(nèi)部小立方體體對角線上的三個原子相切：＝a3．晶胞密度的計算（1）計算公式：ρ＝＝（2）晶胞的體積：V＝Sh（S為底面積，h為高）①立方體晶胞：V＝a3②長方體晶胞：V＝abc③正三棱柱晶胞：V＝a2hsin60°＝④正六棱柱晶胞：V＝6×a2hsin60°＝⑤六方最密堆積晶胞：V＝a2sin60°×2h＝2××a2sin60°＝a3（3）單位換算①1pm＝m＝cm②1nm＝m＝cm③1μm＝m＝cm4．空間利用率（1）空間利用率＝×100%（2）原子的體積：V＝πr3（r為原子半徑）（3）晶胞體積①根據(jù)晶胞參數(shù)計算②根據(jù)密度計算：V＝（4）三種典型結(jié)構(gòu)的有關(guān)計算三種典型結(jié)構(gòu)型式面心立方最密堆積(A1)體心立方堆積(A2)六方最密堆積(A3)常見金屬Cu、Au、AgNa、K、FeMg、Zn、Ti結(jié)構(gòu)示意圖晶胞配位數(shù)________空間利用率___每個晶胞所含原子數(shù)_______1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)在金屬鈉形成的晶體中，每個鈉原子周圍與其距離最近的鈉原子有8個()(2)在NaCl晶體中，每個Na＋周圍與其距離最近的Na＋有12個()(3)在CsCl晶體中，每個Cs＋周圍與其距離最近的Cl－有8個()(4)金屬鎂形成的晶體中，每個鎂原子周圍與其最近的鎂原子有6個()(5)A1型最密堆積又稱為六方最密堆積。()(6)A1型最密堆積和A3型最密堆積的配位數(shù)均為12。()(7)體心立方堆積的金屬晶體的晶胞中含有4個原子。()(8)金屬鈉晶體的晶胞為體心立方晶胞()，晶胞的邊長為a。假定金屬鈉原子為等徑的剛性球，且晶胞中處于體對角線上的三個球相切，則鈉原子的半徑r為eq\f(\r(3)a,4)。()(9)在NaCl晶體中，每個Na＋周圍與其距離最近的Na＋有12個，Na＋周圍最近的Cl－構(gòu)成一個正八面體。()(10)如圖a、b、c分別代表這三種堆積方式的結(jié)構(gòu)示意圖，則圖示結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子個數(shù)比為21∶14∶9。()1．(1)已知干冰晶胞屬于面心立方最密堆積，晶胞中相鄰最近的兩個CO2分子間距為apm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是(B)A．晶胞中一個CO2分子的配位數(shù)是8B．晶胞的密度表達式是eq\f(44×4,NA2\r(2)a3×10－30)g·cm－3C．一個晶胞中平均含6個CO2分子D．CO2分子的立體構(gòu)型是直線形，中心C原子的雜化類型是sp3雜化2．晶胞有兩個基本要素：①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0)；B為(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))；C為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)。則D原子的坐標參數(shù)為________。②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76pm，其密度為________________________________________________________________________g·cm－3(列出