第15讲考点3晶体的结构与晶体性质的关系

1考点三晶体的结构与晶体性质的关系[题组训练·考能]1．现有几组物质的熔点(℃)数据：A组B组C组D组金刚石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶体：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶体：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃据此回答下列问题：(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是____________________。(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于_______________________________________。(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl，其原因为________________________________________________________________。解析(1)根据A组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共价键形成的，熔化时需克服共价键；(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性；(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。答案(1)原子共价键(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)r(K＋)r(Rb＋)r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高22．(2014·福建理综，31)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如下图所示。(1)基态硼原子的电子排布式为____________________________________。(2)关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c．两种晶体中的B－N键均为共价键d．两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________________，其结构与石墨相似却不导电，原因是_____________。(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是________________________________________________________________。(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1molNH4BF4含有________mol配位键。解析(1)硼为第5号元素，核外有5个电子，基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1。(2)a项，立方相氮化硼类似于金刚石的结构只有σ键，没有π键，错误；b项，六方相氮化硼类似于石墨的结构，层与层之间存在分子间作用力，质地软，正确；c项，B—N间通过共用电子对结合，均为共价键，正确；d项，立方相氮化硼为原子晶体，六方相氮化硼为混合型晶体，错误。(3)由六方相氮化硼晶体结构可知，层内每个硼原子与相邻的3个氮原子构成平面3三角形，由于六方相氮化硼结构中已没有自由移动的电子，故其不导电。(4)立方相氮化硼晶体中每个硼原子与相邻的4个氮原子形成共价键，有4个杂化轨道，发生的是sp3杂化，根据题意，结合地理知识，合成立方相氮化硼晶体的条件为高温、高压。(5)NH4BF4由NH＋4和BF－4构成，1个NH＋4中含1个配位键，1个BF－4中含1个配位键，故1molNH4BF4中含有2mol配位键。答案(1)1s22s22p1(2)bc(3)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(4)sp3高温、高压(5)23．(1)元素Cu的一种氯化物晶体的晶胞结构如图(1)所示，该氯化物的化学式是________。(2)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，晶胞结构示意图如图(2)所示。该合金的化学式为________。(3)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图(3)所示)，但由于CaC2晶体中哑铃形C2－2的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C2－2数目为________。图(3)解析用均摊法分析(1)晶胞中4个铜原子，4个氯原子，故化学式为CuCl。(2)La：8×1/8＝1；Ni：1＋8×1/2＝5，故化学式为LaNi5。(3)1个Ca2＋周围4距离最近的C2－2只有同层的4个，注意晶胞沿上、下方向拉长，上下2个不是距离最近的。答案(1)CuCl(2)LaNi5(3)4—————[思维建模]————————————2．晶体微粒与M、ρ之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1mol晶胞中含有xmol微粒，其质量为xMg(M为微粒的相对质量)；又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或离子半径)，则1mol晶胞的质量为ρa3NAg，因此有xM＝ρa3NA。