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2025届高考化学一轮总复习第6章物质结构与性质元素周期律第32讲晶体结构与性质课件
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这是一份2025届高考化学一轮总复习第6章物质结构与性质元素周期律第32讲晶体结构与性质课件，共54页。PPT课件主要包含了非晶态，阳离子，周期性有序，X射线衍射，典型晶体模型，正四面体，°28′，范德华力，答案MgB2，共价键等内容，欢迎下载使用。
1．了解物质的聚集状态，能说出晶体与非晶体的区别，认识简单的晶胞。2．能借助各种晶体模型说明晶体中的微粒及微粒间的相互作用。3．了解各类晶体结构与性质的关系，能比较各类晶体熔、沸点的高低。
考点一 物质的聚集状态 晶体与非晶体 1．物质的聚集状态(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有______、______以及介乎________和____________之间的塑晶态、液晶态等。
(2)等离子体和液晶。
2.晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的区别。
(2)获得晶体的三条途径。①熔融态物质凝固。②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。③溶质从溶液中析出。
[易错秒判](1)在物质的三态相互转化过程中只是分子间距离发生了变化( )(2)具有规则几何外形的固体一定是晶体( )(3)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列( )(4)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块( )(5)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验( )答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
1．下列关于物质聚集状态的叙述错误的是( )A．在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列B．非晶体的内部原子或分子的排列杂乱无章C．物质的聚集状态除了晶态、非晶态，还有塑晶态、液晶态等D．等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体
解析：液晶分子间的相互作用容易受温度、压力、电场的影响，在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列，A正确；内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质称为非晶体，B正确；物质的聚集状态有晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等，C正确；等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，D错误。
2．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是( )A．形成晶体硅的速率越大越好B．晶体硅有固定的熔、沸点，研碎后就变成了非晶体C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
解析：A选项，晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，并不是结晶速率越大越好；B选项，晶体有固定的熔、沸点，研碎后依然是晶体；C选项，X射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列区分出晶体与非晶体；D选项，晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系。
考点二 常见晶体的结构模型 1．晶胞的概念分析及相关计算(1)概念：描述晶体结构的基本单元。晶体中晶胞“无隙并置”排列。①“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。②“并置”：所有晶胞______排列，______相同。
(3)晶胞中微粒配位数的计算①晶体中原子(或分子)的配位数若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下：
②离子晶体的配位数：一个离子周围最接近且等距的异种电性离子的数目。
一、晶胞中微粒数及化学式的计算1．(1)结合下图可知，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为__________、__________、________、________。
答案：2 2 8 8
(2)现有甲、乙两种晶体的晶胞。
①甲晶体中每个晶胞含有A、B的个数分别为________，其化学式是________。②乙晶体中每个晶胞含有A、B、C的个数分别为______，其化学式是________。
2.(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，上图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。硼化镁的化学式为____________。
解析：每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。
(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根离子，该多硼酸根离子的离子符号为___________________。
二、常见晶体类型的结构特点3．有关晶体的结构如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋C．冰晶体中每个水分子与另外4个水分子形成四面体结构D．该气态团簇分子的分子式为EF解析：气态团簇分子不同于晶胞，该气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，故分子式为E4F4或F4E4，故D错误。
4．碳元素有多种同素异形体，其中C60、石墨与金刚石的结构如下图所示。已知C60的结构是由正五边形和正六边形组成的凸32面体。下列有关说法正确的是( ) A．C60中含有20个正五边形和12个正六边形B．石墨的层内碳原子之间只存在σ键C．石墨的层间碳原子之间存在化学键D．如图所示的金刚石晶胞中有8个碳原子
B项，石墨的层内碳原子之间存在σ键，石墨中每个碳原子经过sp2杂化后，还剩余一个未参与杂化的p轨道，肩并肩重叠，形成π键，故B项错误；
C项，石墨的层间碳原子之间存在范德华力，不存在化学键，故C项错误；
考点三 四种常见晶体类型及其性质比较 1．四种常见晶体的比较
2.晶体熔、沸点的比较方法(1)不同类型晶体。熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。(2)相同类型晶体。
[易错秒判](1)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子( )(2)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( )(3)离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电( )(4)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )(5)冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键( )(6)金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子( )答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
一、常见晶体类型的判断1．在下列物质中：NaOH、Na2S、H2O2、CaC2、(NH4)2S、CCl4、C2H2、SiC、晶体硅、晶体氩。(1)只含有离子键的离子晶体是_____________________。(2)既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________________。(3)既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是__________。答案：(1)Na2S (2)NaOH、(NH4)2S (3)(NH4)2S
(4)既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是__________________。(5)形成的晶体为分子晶体的是______________________________。(6)含有极性共价键的共价晶体是_____________________________。答案：(4)CaC2 (5)H2O2、CCl4、C2H2、晶体氩 (6)SiC
2．下列有关晶体类型的判断正确的是( )
二、晶体熔、沸点的比较3．K和Cr位于同一周期，且核外最外层电子数相同，但金属K的熔、沸点比金属Cr的低，原因是________________________________。答案：K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
4．FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3的，但其熔点只有200 ℃，原因是________________________________________________________。答案：离子键 FeF3属于离子晶体，FeBr3的化学键以共价键为主，属于分子晶体5．已知氨(NH3，熔点：－77.8 ℃、沸点：－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点：2 ℃、沸点：113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：________________________________________________________。答案：联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子间形成氢键的数目
6．已知氮化硼与砷化镓属于同种类型的晶体。两种晶体中熔点较高的是________(填化学式)，其理由是_____________________________________________________。答案：BN 两种晶体均为共价晶体，N和B的原子半径较小，键能较大，熔点较高
7．一些氧化物的熔点如下表所示：
解释表中氧化物之间熔点差异的原因：_________________________________________________________________________________________。答案：Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体；离子键：MgO>Li2O；分子间作用力(相对分子质量)：P4O6>SO2
1．(2022·新高考湖北卷)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )A．具有自范性 B．与C60互为同素异形体C．含有sp3杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异
解析：A.自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；B.碳玻璃和C60均是由碳元素组成的不同的单质，所以二者互为同素异形体，B正确；C.碳玻璃具有高硬度，结构与金刚石类似，所以含有sp3杂化的碳原子，C正确；D.金刚石与碳玻璃互为同素异形体，二者的性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D正确。
2．(2022·新高考山东卷)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al、N—Ga。下列说法错误的是( )A．GaN的熔点高于AlN的B．晶体中所有化学键均为极性键C．晶体中所有原子均采取sp3杂化D．晶体中所有原子的配位数均相同
3．(2023·新高考重庆卷)配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是( ) A．中心原子的配位数是4B．晶胞中配合物分子的数目为2C．晶体中相邻分子间存在范德华力D．该晶体属于混合型晶体
解析：由分子结构示意图可知，中心原子M周围形成了4个配位键，故中心原子M的配位数是4，A正确；
由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，故晶体中相邻分子间存在范德华力，C正确、D错误。
4．(2022·新高考湖北卷)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是( )A．Ca2＋的配位数为6B．与F－距离最近的是K＋C．该物质的化学式为KCaF3D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
解析：A.Ca2＋的配位数为与其距离最近且相等的F－的个数，所以Ca2＋的配位数为6，A正确；
5．(2023·新高考广东卷)由CCl2可制备AlxCOy晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于C与O最小间距，x、y为整数，则C在晶胞中的位置为________；晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为________。
1．了解物质的聚集状态，能说出晶体与非晶体的区别，认识简单的晶胞。2．能借助各种晶体模型说明晶体中的微粒及微粒间的相互作用。3．了解各类晶体结构与性质的关系，能比较各类晶体熔、沸点的高低。
考点一 物质的聚集状态 晶体与非晶体 1．物质的聚集状态(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有______、______以及介乎________和____________之间的塑晶态、液晶态等。
(2)等离子体和液晶。
2.晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的区别。
(2)获得晶体的三条途径。①熔融态物质凝固。②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。③溶质从溶液中析出。
[易错秒判](1)在物质的三态相互转化过程中只是分子间距离发生了变化( )(2)具有规则几何外形的固体一定是晶体( )(3)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列( )(4)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块( )(5)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验( )答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
1．下列关于物质聚集状态的叙述错误的是( )A．在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列B．非晶体的内部原子或分子的排列杂乱无章C．物质的聚集状态除了晶态、非晶态，还有塑晶态、液晶态等D．等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体
解析：液晶分子间的相互作用容易受温度、压力、电场的影响，在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列，A正确；内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质称为非晶体，B正确；物质的聚集状态有晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等，C正确；等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，D错误。
2．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是( )A．形成晶体硅的速率越大越好B．晶体硅有固定的熔、沸点，研碎后就变成了非晶体C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
解析：A选项，晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，并不是结晶速率越大越好；B选项，晶体有固定的熔、沸点，研碎后依然是晶体；C选项，X射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列区分出晶体与非晶体；D选项，晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系。
考点二 常见晶体的结构模型 1．晶胞的概念分析及相关计算(1)概念：描述晶体结构的基本单元。晶体中晶胞“无隙并置”排列。①“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。②“并置”：所有晶胞______排列，______相同。
(3)晶胞中微粒配位数的计算①晶体中原子(或分子)的配位数若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下：
②离子晶体的配位数：一个离子周围最接近且等距的异种电性离子的数目。
一、晶胞中微粒数及化学式的计算1．(1)结合下图可知，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为__________、__________、________、________。
答案：2 2 8 8
(2)现有甲、乙两种晶体的晶胞。
①甲晶体中每个晶胞含有A、B的个数分别为________，其化学式是________。②乙晶体中每个晶胞含有A、B、C的个数分别为______，其化学式是________。
2.(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，上图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。硼化镁的化学式为____________。
解析：每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。
(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根离子，该多硼酸根离子的离子符号为___________________。
二、常见晶体类型的结构特点3．有关晶体的结构如下图所示，下列说法不正确的是( )
A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋C．冰晶体中每个水分子与另外4个水分子形成四面体结构D．该气态团簇分子的分子式为EF解析：气态团簇分子不同于晶胞，该气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，故分子式为E4F4或F4E4，故D错误。
4．碳元素有多种同素异形体，其中C60、石墨与金刚石的结构如下图所示。已知C60的结构是由正五边形和正六边形组成的凸32面体。下列有关说法正确的是( ) A．C60中含有20个正五边形和12个正六边形B．石墨的层内碳原子之间只存在σ键C．石墨的层间碳原子之间存在化学键D．如图所示的金刚石晶胞中有8个碳原子
B项，石墨的层内碳原子之间存在σ键，石墨中每个碳原子经过sp2杂化后，还剩余一个未参与杂化的p轨道，肩并肩重叠，形成π键，故B项错误；
C项，石墨的层间碳原子之间存在范德华力，不存在化学键，故C项错误；
考点三 四种常见晶体类型及其性质比较 1．四种常见晶体的比较
2.晶体熔、沸点的比较方法(1)不同类型晶体。熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。(2)相同类型晶体。
[易错秒判](1)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子( )(2)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( )(3)离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电( )(4)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )(5)冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键( )(6)金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子( )答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
一、常见晶体类型的判断1．在下列物质中：NaOH、Na2S、H2O2、CaC2、(NH4)2S、CCl4、C2H2、SiC、晶体硅、晶体氩。(1)只含有离子键的离子晶体是_____________________。(2)既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________________。(3)既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是__________。答案：(1)Na2S (2)NaOH、(NH4)2S (3)(NH4)2S
(4)既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是__________________。(5)形成的晶体为分子晶体的是______________________________。(6)含有极性共价键的共价晶体是_____________________________。答案：(4)CaC2 (5)H2O2、CCl4、C2H2、晶体氩 (6)SiC
2．下列有关晶体类型的判断正确的是( )
二、晶体熔、沸点的比较3．K和Cr位于同一周期，且核外最外层电子数相同，但金属K的熔、沸点比金属Cr的低，原因是________________________________。答案：K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
4．FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3的，但其熔点只有200 ℃，原因是________________________________________________________。答案：离子键 FeF3属于离子晶体，FeBr3的化学键以共价键为主，属于分子晶体5．已知氨(NH3，熔点：－77.8 ℃、沸点：－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点：2 ℃、沸点：113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：________________________________________________________。答案：联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子间形成氢键的数目
6．已知氮化硼与砷化镓属于同种类型的晶体。两种晶体中熔点较高的是________(填化学式)，其理由是_____________________________________________________。答案：BN 两种晶体均为共价晶体，N和B的原子半径较小，键能较大，熔点较高
7．一些氧化物的熔点如下表所示：
解释表中氧化物之间熔点差异的原因：_________________________________________________________________________________________。答案：Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体；离子键：MgO>Li2O；分子间作用力(相对分子质量)：P4O6>SO2
1．(2022·新高考湖北卷)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )A．具有自范性 B．与C60互为同素异形体C．含有sp3杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异
解析：A.自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；B.碳玻璃和C60均是由碳元素组成的不同的单质，所以二者互为同素异形体，B正确；C.碳玻璃具有高硬度，结构与金刚石类似，所以含有sp3杂化的碳原子，C正确；D.金刚石与碳玻璃互为同素异形体，二者的性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D正确。
2．(2022·新高考山东卷)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al、N—Ga。下列说法错误的是( )A．GaN的熔点高于AlN的B．晶体中所有化学键均为极性键C．晶体中所有原子均采取sp3杂化D．晶体中所有原子的配位数均相同
3．(2023·新高考重庆卷)配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是( ) A．中心原子的配位数是4B．晶胞中配合物分子的数目为2C．晶体中相邻分子间存在范德华力D．该晶体属于混合型晶体
解析：由分子结构示意图可知，中心原子M周围形成了4个配位键，故中心原子M的配位数是4，A正确；
由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，故晶体中相邻分子间存在范德华力，C正确、D错误。
4．(2022·新高考湖北卷)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是( )A．Ca2＋的配位数为6B．与F－距离最近的是K＋C．该物质的化学式为KCaF3D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
解析：A.Ca2＋的配位数为与其距离最近且相等的F－的个数，所以Ca2＋的配位数为6，A正确；
5．(2023·新高考广东卷)由CCl2可制备AlxCOy晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于C与O最小间距，x、y为整数，则C在晶胞中的位置为________；晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为________。
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