高三化学总复习基本理论晶体结构一.ppt
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高三化学总复习一、基础知识回顾(二)微粒间的作用力分子间作用力(范德瓦耳斯力)共价型分子中八电子稳定结构的判断(三)四种晶体的比较分子晶体原子晶体晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体概念离子间离子键原子间共价键分子间分子力金属离子和e金属键晶体质点阴、阳离子原子分子金属离子原子和e作用力离子键共价键分子间力金属键物理性质熔沸点较高最高很低一般高少数低硬度较硬最硬硬度小多数硬少数软溶解性易溶于水难溶任何溶剂相似相溶难溶导电性溶、熔可硅、石墨可部分水溶液可固、熔可实例盐MOHMOCSiSiO2SiCHXXOnHXOn金属或合金(四)晶体类型的判断(五)晶体化学基础均摊法二、晶体常见题型例21987年2月,朱经武教授等发现釔钡铜氧化物在90K下具有超导性,若该化合物的晶胞结构如下图所示,则该化合物的化学式可能为()A.YBa2CuO7-xB.YBa2Cu2O7-xC.YBa2Cu3O7-xD.YBa2Cu4O7-x例:最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子,如图所示。顶角和面心的原子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,则它的化学式是()[例1]右图为NaCl晶胞的结构示意图。它向三维空间延伸得到完美晶体。试回答:(1)一个NaCl晶胞中有个Na+,有个Cl-。(2)一定温度下,用X射线衍射法测得晶胞的边长为acm,求该温度下NaCl晶体的密度。(3)若NaCl晶体的密度为ρg/cm3,则NaCl晶体中Na+与Na十之间的最短距离是多少?[例2]右图为NaCl晶胞结构,已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值小于1。测知FexO晶体的密度为ρ=5.71g/cm3,晶胞边长为4.28×10-10m。(1)FexO中的x值(精确至0.01)为;(2)晶体虽的Fen+分别为Fe2+和Fe3+,在Fe2+和Fe3+的总数中,Fe2+所占分数(用小数表示)为;(3)此晶体的化学式为;(4)与某个Fe2+或Fe3+距离最近且距离相等的O2-离子围成的空间几何形状是;(5)在晶体中铁元素的离子间最短距离为m。[例3]金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方,即在立方体的8个顶点上各有一个金原子,各个面的面心上各有一个金原子(如图),每个金原子被相邻的晶胞共用。金原子的直径为d,用NA表示阿伏加德罗常数,M表示金的摩尔质量。(1)金晶体中每个晶胞中含有个金原子;(2)欲计算一个晶胞的体积,除假定金原子是刚性小球外,还应假定。(3)一个晶胞的体积是多少?(4)金晶体的密度是多少?(三)晶体中点、线、面的关系[例2]石墨晶体的层内结构如图所示,每一层由无数个正六边形构成,则:(1)平均每一个正六边形所占的碳原子数为;(2)石墨晶体每一层内碳原子数与碳一碳化学键之比是;(3)ng碳原子可构成个正六边形。三、常见的几种晶体类型几种重要晶体的微观结构分析NaCl的晶体结构连接正方体六个面的面心构成一个正八面体。Na+(1)晶胞为体心立方,每个立方体的8个顶点分上有个Cs+(或Cl-),体心上有个Cl-(或Cs+)(2)每个晶胞中含有Cs+数目为:,含有Cl-数目为:,故每个晶胞中含有个“CsCl”结构单元;(3)晶胞中每个离子都被个异号离子包围(8个顶点),它们之间构成的空间结构;(4)晶胞中每个离子周围距离最近且等距离的同种离子有个,(上、下、左、右、前、后)它们之间构成的空间结构;(5)设晶胞的边长为dcm,则晶胞中同种离子的最近距离为cm,Cs+和Cl-的最近距离(即立方体体对角线的一半)为cm;在每个CO2周围等距离且相距最近的CO2共有个。金刚石在金刚石晶体中,碳原子构成的最小环为非平面(与环已烷碳环相似键角为109°28′,每个碳与相邻4个碳构成正四面体、其中n(C):n(C-C)=1:(4×1/2)=1:2设C-C键长为d、晶胞边长为a,可列:(1)金刚石由碳原子构成正四面体的单元。每个碳原子等距离紧邻其它个碳原子。键角为。金刚石中由共价键构成的最小环有6个碳原子,但6个碳原子不都在一个平面上。石墨:在石墨晶体中,碳原子构成的最小环为平面型六元环(与苯环相似)键角为120°,每个碳原子与相邻3个碳原子构成正三角形,其中n(C):n(C-C)=1:(3×1/2)=2:3,每个碳原子被3个六元环共用,每个C-C键被2个六元环共用。令石墨中C-C键长为a,层间距离为h,由于每个正六棱柱分摊的碳原子数为12×1/6=2个,可列:1mol×6.02×10233√3a2h223.二氧化硅晶体晶体中最小环为十二元环,由6个Si和6个O构成。每个Si被2C24=12个十二元环共用,每个O被2C13=6个十二元环共用。(4)欧拉定律: