高考化学复习专题-晶体结构与性质

晶体结构与性质

【解题技巧】

(1)一般情况下，不同类型晶体的熔沸点高低规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体，如：金刚石>NaCl>Cl2；金属晶体>分子晶体，如：Na>Cl2(金属晶体熔沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞等)。

(2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔沸点就越高，如：金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。

(3)形成离子晶体的阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔沸点就越高，如：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。

(4)金属晶体中金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔沸点就越高，如Al>Mg>Na。

(5)分子晶体的熔沸点比较规律

①组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，其熔沸点就越高，如：HI>HBr>HCl。

②组成和结构不相似的分子，分子极性越大，其熔沸点就越高，如：CO>N2。

③同分异构体分子中，支链越少，其熔沸点就越高，如：正戊烷>异戊烷>新戊烷。

④同分异构体中的芳香烃及其衍生物，邻位取代物>间位取代物>对位取代物，如：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。

2．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法

熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目。

A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)

B．干冰(含4个CO2)

C．CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)

D．金刚石(含8个C)

E．体心立方(含2个原子)

F．面心立方(含4个原子)

3．晶胞求算

(1)晶体密度的计算

(2)晶体微粒与M、ρ之间的关系

若1个晶胞中含有x个微粒，则1

mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对原子质量)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离)，则1

mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。

【训练】

1．(1)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)晶体局部结构如图所示。回答下列问题：

R的晶体密度为d g·cm－3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为________________。

(2)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420

nm，则r(O2－)为________

nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448

nm，则r(Mn2＋)为________

nm。

(3)①GaF3的熔点高于1

000

℃，GaCl3的熔点为77.9

℃，其原因是______________________________________。

②GaAs的熔点为1

238

℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

(4)单质O有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是__________________________________；O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

(5)①

Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。

②Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405

nm，晶胞中铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度________________g·cm－3(不必计算出结果)。