高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质专题突破二五种重要晶体的结构特点学案鲁科版

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1、2　五种重要晶体的结构特点1．氯化钠晶体(1)Na＋、Cl－在晶体中按确定的比例和一定的规则排列，使整个离子晶体不显电性且能量最低。离子晶体中无单个分子存在。NaCl晶体(2)离子的配位数为6。(3)在每个结构单元(晶胞)中，处于不同位置的微粒在该单元中的份额也有所不同，一般规律是顶点上的微粒属于该单元的份额是1/8；棱上的微粒在该单元中所占的份额为1/4；面上的微粒在该单元中所占的份额为1/2；中心位置上的微粒完全属于该单元，即份额为1。例：氯离子数：1/8×8＋1/2×6＝4钠离子数：1/4×12

2、＋1×1＝4因此，钠离子数与氯离子数之比为1∶1，氯化钠的化学式为NaCl。2．金刚石晶体(1)碳原子间通过共价键相结合而形成空间网状结构的原子晶体，整个晶体中无单个分子。(2)微观构型：正四面体，每个碳原子与4个碳原子成键，每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是109.5°。(3)最小的环：六元环。(4)每个C原子参与形成六元环的总数：12个。3．干冰晶体(1)干冰晶体中分子之间通过范德华力相结合，当熔化时，分子内的化学键并不断裂。3(2)每个二氧化碳分子周围与之相邻且等距的二氧化碳分子数为12。

3、(3)每个结构单元中含二氧化碳分子数为1/8×8＋1/2×6＝4。4．石墨晶体(1)晶体结构：平面层状结构。(2)最小的环：六元环。(3)由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6×1/3＝2。(4)碳碳键数为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×1/2＝3。键角：120°。(5)该晶体介于原子晶体、分子晶体、金属晶体之间，因而具有各种晶体的部分特点。如熔点高，硬度小，能导电。5．石英晶体(1)每个Si与4个O结合，Si在正四面体的中心，O在正四面体的顶点；同时每个O被

4、两个正四面体所共用，正四面体内键角为109.5°。(2)晶体中Si原子与O原子个数比为1∶(4×1/2)＝1∶2。【典例3】　石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图所示)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是(　　)3A．石墨烯与石墨互为同位素B．0.12g石墨烯中含6.02×1022个碳原子C．石墨烯是一种有机物D．石墨烯中碳原子间以共价键结合解析　石墨烯与石墨互为同素异形体，A错误；0.12g石墨烯中含有的碳原子数为×6.02×1023mol－1＝6.02×1

5、021个，B错误；石墨烯是碳单质的一种，是无机物，C错误；石墨烯分子中碳原子间是以共价键相结合的，D正确。答案　D【典例4】　请完成下列各题：(1)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。(2)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。Ga原子的电子排布式为________。在GaN晶体中，每个Ga原子与________个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为________

6、。在四大晶体类型中，GaN属于________晶体。(3)在极性分子NCl3中，N原子的化合价为－3，Cl原子的化合价为＋1，请推测NCl3水解的主要产物是__________(填化学式)。解析　(1)在1～36号元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有H、C(2s22p2)、O(2s22p6)、P(3s23p3)、Fe(3d64s2,3d能级中有4个未成对电子)，共5种。(2)根据Ga所处元素周期表中的位置可以推知其电子排布式为[Ar]3d104s24p1；根据GaN晶体与单晶硅相似

7、，所以在GaN晶体中每个Ga原子与4个N原子相连，且与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体，GaN属原子晶体。(3)因在NCl3中N原子为－3价，水解时应结合水电离出的H＋而形成NH3，而Cl显＋1价，水解时应结合水电离出的OH－而形成Cl—OH，即HClO(次氯酸)。答案　(1)5　(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)　4　正四面体形　原子(3)HClO、NH3·H2O(或NH3)3