[高中化学]一轮复习学案晶体结构与性质（选修）

(4)2·

3

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2ρNA

考点二晶体熔、沸点高低的比较方法

1.不同类型晶体熔、沸点的比较

(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2.同种晶体类型熔、沸点的比较 (1)原子晶体

如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。 (2)离子晶体

①一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。

②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。 (3)分子晶体

①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。 (4)金属晶体

金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。 【典例2】C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。 (1)写出Si的基态原子核外电子排布式__________________。

从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为____________。

(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是________，SiC和晶体Si的熔沸点高低顺序是____________。

(3)氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为__________(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是

________________________________________________________________________。 Na、M、Ca三种晶体共同的物理性质是________(填序号)。 ①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性

(4)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成上述π键，而Si、O原子间不能形成上述π键：_____________________________________ _______________________，

SiO2属于________晶体，CO2属于________晶体，所以熔点CO2________SiO2(填“<”、“＝”或“>”)。 (5)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MO、CO2、M六种晶体的组成微粒分别是_____，熔化时克服的微粒间的作用力是_______________________________。

【解析】 (1)C、Si和O的电负性大小顺序为：O>C>Si。

(2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以杂化方式是sp3，因为Si—C的键长小于Si—Si，所以熔点碳化硅>晶体硅。

(3)SiC电子总数是20个，则该氧化物为MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2＋半径比Ca2＋小，MgO晶格能大，熔点高。Na、Mg、Ca三种晶体均为金属晶体，金属晶体都有金属光泽，都能导电、导热，都具有一定的延展性。

(4)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，所以熔点SiO2>CO2。

(5)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，组成微粒为原子，熔化时破坏共价键；Mg为金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，熔化时克服金属键，CO2为分子晶体，由分子构成，CO2分子间以分子间作用力结合；MgO为离子晶体，由Mg

2＋和O

2－

构成，熔化时破坏离子键。

【答案】 (1)1s22s22p63s23p2 O>C>Si (2)sp3 共价键 SiC>Si

(3)Mg Mg2＋半径比Ca2＋小，MgO晶格能大 ①②③④

(4)Si 的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键 原子 分子 <

(5)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子共价键、共价键、共价键、离子键、分

子间作用力、金属键

【高考零距离】

【2012年高考】

1、（2012·新课标全国卷·37）[化学—选修3物质结构与性质]（15分）

ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：

（1）S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是_____；

（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为___;

（3）Se原子序数为____，其核外M层电子的排布式为____；

（4）H2Se的酸性比H2S___（填“强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型为____，SO3离子的立体构型为______；

（5）H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10和2.5×10，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10，请根据结构与性质的关系解释；

①H2SeO4和H2SeO3第一步电离程度大于第二步电离的原因：______； ②H2SeO4和H2SeO3酸性强的原因：____________；

（6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为_________g·cm（列式并计算），a位置S离子与b位置Zn离子之间的距离为_____pm（列式表示）。

-3

2-2+

-3

-8

-2

2-

【解题指南】解答本题时应注意物质的空间构型与杂化方式有关；Zns晶体结构中四个Zn在体内的四个小立方体的中心，不在同一平面上。

【解析】（1）因为S8为环状立体结构，所以为sp；

（2）元素的非金属性越强，第一电离能越大，所以第一电离能由大到小的顺序为：O﹥S﹥Se； (3) Se是34号元素，M层核外单子排布式为：3s3p3d。

2

6

10

3

2+

（4）H2Se的酸性比H2S强，SeO3杂化方式为sp，空间构型为平面三角形，SeO3杂化方式为sp ，空间构型为三角锥型。

（5）从带电粒子的带电情况分析

(6)利用均摊法计算出晶胞中含有的粒子个数，再由其体积计算出其密度。；

设a 为晶胞边长，过b向上面作垂线，构成直角三角形，两边分别为√2/4a ， 1/4a，即可求出斜边为√3/4a=√3/4×540.0pm=135√3。 【答案】 （1）sp （2）O＞S＞Se （3）34；3s3p3d

2

6

10

3

22-3

（4）强；平面三角形；三角锥形

（5）①第一步电离后生成的负离子较难进一步电离出带正电荷的氢离子

② H2SeO4和H2SeO3可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，正电性更高，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H

+

4?(65?32)g?mol?123?127013526.02?10mol?4.1（6）；或或1353 109?28`(540?10?10cm)31?cos109?28`sin22、（2012·海南高考·19）19[选修3——物质结构与性质】(20分) 19-I(6分)下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是 A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型 C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物 D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质

[解析]A选项中锗是金属而碳是非金属元素，第一电离能当然低于碳；B选项中都应该是分子晶体，分子构型相同；C选项明显有错，金属的氧化物不可能为气体化合物 [答案]BD

19-II(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：

(1)铜原子基态电子排布式为 ；

(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm。又知铜的密度为9.00g·cm，则铜晶胞的体积是

-3

cm、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为 (列式计算，己知Ar(Cu)=63.6)；

(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为 ；

3

(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是 ，反应的化学方应程式为 。

【解析】（2）根据质量=体积×密度，一个面心立方晶胞中含有4个原子，则一个晶胞中所含Cu的质量为4×63.6g/NA，从而求出NA。

（3）Cu有+1、+2两种价，题中KCuCl3为+2价，则+1价的为K2CuCl3。

（4）双氧水是一种氧化剂，而氨水提供配体，因此相当于二者相互促进，前者使之转化为铜离子，后者形成配合物。 【答案】 19.（14分）

（1）1s2s2p3s3p3d4s

-23

2

2

6

2

6

10

1

（2）4.70×10 4.70×10

-23

NA?63.6g?mol-11?4.23?10-22g43

?6.01?1023mol-1

（3）sp K2CuCl3

（4）过氧化氢为氧化剂，氨与铜形成配离子，两者相互促进使反应进行。 Cu+H2O2+4NH3=Cu（NH3）4+2OH

3、（2012·大纲版全国卷·27） （15分）原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；b和d的A2B型氢化物均为V形分子，c的+1价离子比e的-1价离子少8个电子。 回答下列问题：

（1） 元素a为________；c为_______ （2） （3）

由这些元素形成的双原子分子为__________________。

由这些元素形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线形的是_______，非直线形的是

2--