晶体结构与性质复习.doc

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1、晶体结构与性质复习一、分子晶体(1)分子紧密堆积：分子间作用力只是德华力，以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。如O2、CO2、C60；(2)分子非紧密堆积：分子间除德华力外还有其它作用力（如氢键），分子晶体堆积要少于12个。如在冰的晶体中，每个水分子与四面体顶角方向的4个紧邻的水分子相互吸引构成冰的晶体，其空间利用率不高，使得冰的密度减小。Ⅰ．干冰晶体干冰晶体中每8个CO2构成立方体且再在6个面的中心又各占据1个CO2。在每个CO2周围等距离（a/2，a为立方体棱长）最近的CO2有12个（同层4

2、个、上层4个、下层4）。①CO2分子晶体的晶胞中，其中平均含有4个分子；②在晶体中截取一个最小的正方形；使正方形的四个顶点都落到CO2分子的中心，则在这个正方形的平面上有_4个CO2分子；③干冰晶体每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为12；④干冰是CO2晶体，分之间存在德华力；⑤性质特点：熔点低，易升华，工业上用作制冷剂。Ⅱ．冰晶体①冰晶体中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，呈正四面体形；②构成冰晶体的主要作用力是氢键(也存在德华力)，是分子晶体；③特点：40C密度最大，水的分解温度远高于其沸点

3、；④1molH2O分子中含有的共价键数目为_2NA_；1molH2O分子中含有的氢键数目为_2NA_；冰晶体中，一个H2O分子周围有的4个氢键；⑤从结构的角度分析“固态水(冰)→水→水蒸气→氢气和氧气”的变化，在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、氢键、极性共价键。⑥为什么水在40C时的密度最大？当冰刚刚融化成液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子的空隙减小，密度增大。超过40C时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以40C时水的密度最大。⑦为什么冰的密度小于干冰？干冰晶体只存

4、在德华力,一个分子周围有12个紧邻分子,形成分子密堆积。在冰晶体中分子间作用力主要是氢键,一个水分子周围只有4个紧邻的水分子,形成分子非密堆积。所以干冰的密度大于冰的密度。Ⅲ．白磷分子的结构白磷（P4）分子的结构是一个正四面体，其中每个P原子均以三个共价键与另外三个P原子相结合，P-P键之间的夹角为600。白磷缓慢氧化或在不充分的空气中燃烧时，P-P键断开而嵌入一个氧原子，就生成了分子式为P4O6的磷的低价氧化物。在这种氧化物分子中每个磷原子还有一对孤对电子，可以在继续氧化中结合4个氧原子而生成分子式为P4O1

5、0的磷的高价氧化物。Ⅳ．Cn的结构(1)中有五边形和六边形，每个五边形占有的碳原子数应为5/3个,而每个六边形占有的碳原子数为2个。(2)关于棱数，由于每个孤立的碳原子周围有三个键（一个双键，两个单键）。而每个键却又是两个碳原子所共有，因此棱数＝n×3×(1/2)(3)单、双键数的求法：单键数+双键数＝总棱边数单键数＝2×双键数（即单键数为双键数的2倍）(4)五边形及六边形数目的求法：设五边形为a个，六边形为b个，则有：5a/3+2×b＝n，n+(a+b)－3n/2＝2(欧拉定理：顶点数+面数－棱边数＝2)a、

6、b由两式联立方程组求解可得。注意：分子晶体与化学键：分子晶体中一定存在德华力，不一定存在化学键；除稀有气体构成的晶体外，一般分子晶体中分子间存在的作用力是德华力，部分有氢键。二、原子晶体常见的原子晶体：某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等；某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体；某些氧化物：二氧化硅（SiO2）晶体。Ⅰ．金刚石金刚石晶体是一种空间网状结构——每个C与另4个C以共价键结合，前者位于正四面体顶点。晶体中所有C-C键长相等、键角相等（均为10

7、9028’）；晶体中最小碳环由6个C组成且六者不在同一平面；晶体中每个C参与了4个C-C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子个数与C-C键数之比为(4×1/2)︰4＝1︰2。①在金刚石晶体中，每个碳与4个碳成键，形成空间结构是正四面体形；②晶体中最小碳环由6个C原子组成，它们不在同一平面上；③在金刚石晶体中，碳原子个数与C—C键数之比为1︰2；④晶体中每个碳原子参与了4条C—C键的形成；⑤12g金刚石中C—C键数为_2NA_；⑥每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是109028′；⑦12g金刚石含最小

8、六元环的数目为_0.5NA_；Ⅱ．二氧化硅SiO2中每个Si与4个O结合，前者在正四面体的中心，后者在正四面体的顶点；同时每个O被两个正四面体所共用。每个正四面体占有一个完整的Si、四个“半O原子”，故晶体中Si原子与O原子个数比为1︰(4×1/2)＝1︰2。在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。