学案58 晶体的结构与性质
[考纲要求] 1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。3.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。4.了解分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
知识点一 晶体与非晶体
1．晶体与非晶体 晶体 非晶体 结构特征 结构微粒________排列 结构微粒____排列 自范性 性质特征 熔点 异同表现 间接方法 看是否有固定的______ 二者区 别方法 科学方法 对固体进行__________实验 2.得到晶体的途径 (1)________________________。
(2)____________________________________。 (3)__________________________。 3．晶胞 (1)概念
描述晶体结构的__________。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有__________。
②并置：所有晶胞________排列、________相同。 知识点二 分子晶体与原子晶体 1．分子晶体的结构特点 (1)晶体中只含__________。
(2)分子间作用力为______________，也可能有_______________________________。 (3)分子密堆积：一个分子周围通常有____个紧邻的分子。 2．原子晶体的结构特点 (1)晶体中只含原子。
(2)原子间以____________结合。 问题思考
1．具有规则几何外形的固体一定是晶体吗？晶胞是否一定为“平行六面体”？
知识点三 金属晶体
1．金属键
(1)“电子气理论”要点
该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的__________形成遍布整块晶体的“电子气”，被__________所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
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(2)金属晶体是由__________、__________通过________形成的一种“巨分子”。金属键的强度__________。
2．金属晶体的几种堆积模型 空间配采纳这种堆积堆积模型 利用位晶胞 的典型代表 率 数 简单立方 Po 52% 钾型 Na、K、Fe 68% 镁型 Mg、Zn、Ti 74% 12 铜型 Cu、Ag、Au 74% 知识点四 离子晶体 1．离子晶体 (1)概念
①离子键：__________间通过________________(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化学键。
②离子晶体：由阳离子和阴离子通过________结合而成的晶体。 (2)决定离子晶体结构的因素
①几何因素：即______________________________________________________。 ②电荷因素，即阴、阳离子电荷不同，配位数必然不同。 ③键性因素：离子键的纯粹程度。 (3)一般物理性质
一般地说，离子晶体具有较高的____点和____点，较大的________、难于压缩。这些性质都是因为离子晶体中存在着较强的离子键。若要破坏这种作用需要较多的能量。
2．晶格能
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(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体________的能量，单位kJ·mol，通常取正值。 (2)大小及与其他量的关系
①晶格能是最能反映离子晶体________的数据。②在离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则晶格能越大。③晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越强，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点高，硬度大。
知识点五 几种常见的晶体模型
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(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)
①金刚石晶体中，每个C与另外____个C形成共价键，C—C键之间的夹角是______，最小的环是____元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有____ mol。
②SiO2晶体中，每个Si原子与____个O成键，每个O原子与____个硅原子成键，最小的环是______元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是____原子。
(2)分子晶体
①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有____个。
②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的____个水分子以氢键相连接，1 mol 冰中，有____ mol“氢键”。
(3)离子晶体
＋
①NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引____个Cl，每个Cl同时吸引____个Na，配
＋－
位数为____。每个晶胞含____个Na和____个Cl。
－＋＋－
②CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引____个Cs，每个Cs吸引____个Cl，配位数为____。
＋
－
－
(4)石墨晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是____________________，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是____，C原子采取的杂化方式是______。
问题思考
2．在晶体模型中，金刚石中的“铁棍”和干冰中的“铁棍”表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？
一、晶体基本类型和性质的比较
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类型 比较 概念 构成粒子 粒子间的相互作用力 硬度 性 质 熔、沸点 溶解性 导电、传热性 延展性 分子晶体 分子间靠分子间作用力结合而成的晶体 较小 较低 相似相溶 原子晶体 原子之间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体 很大 金属晶体 金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成的晶体 有的很大，有的很小 有的很高，有的很低 离子晶体 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 较大 结 构 一般不导电、溶一般不具有导电于水后有的导电 性 无 无 大多数非金属单质(如P4、Cl2)、气态氢化物、酸一部分非金属单金属氧化物(如(如HCl、H2SO4)、质(如金刚石、金属单质与合金K2O、Na2O)、强碱物质类别及举例 非金属氧化物硅、晶体硼)，一(如Na、Al、Fe、(如KOH、NaOH)、(如SO2、CO2，SiO2部分非金属化合青铜) 绝大部分盐(如除外)、绝大多数物(如SiC、SiO2) NaCl) 有机物(如CH4，有机盐除外) 典例导悟1 (2010·徐州质检)下列叙述正确的是( ) A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键 B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键 C．离子晶体中可能含有共价键 D．金属晶体的熔点和沸点都很高 二、晶体的有关计算
1．确定晶体组成的方法——均摊法
均摊法：指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如：某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于一个晶胞。
(1)长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
①处于顶点的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。②处于棱上的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。③处于面上的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。④处于体心的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为____。
(2)非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内6个碳原子排成六边形，其顶点的1个碳原子对六边形的贡献为1/3。
典例导悟2
晶体不导电，水电和热的良导体 溶液或熔融态导电 良好 无 - 4 -
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