第一章晶体结构(四晶体的结构与性质--无机化合物结构 )
无机化合物的晶体结构与性质
无机化合物的晶体结构与性质
无机化合物是由元素形成的化合物，其晶体结构与性质在化学研究中起着重要的作用。本文将探讨无机化合物晶体结构与性质之间的关系，并介绍一些相关的实例。
一、晶体结构对性质的影响
无机化合物的晶体结构直接影响其性质。不同无机物质的晶体结构具有不同的对称性、原子组织和间隙结构，从而导致不同的物理和化学性质。
1. 对称性
晶体的对称性是指在三维空间中可以通过操作将其自身重复的性质。不同的对称性可以影响晶体的光学、电学、声学和磁学等性质。例如，具有六角晶系结构的石英具有优异的光学性质，可以广泛应用于光学仪器领域。
2. 原子组织
晶体结构中的原子或离子排列方式对化合物的性质具有重要影响。例如，金刚石的晶体结构由碳原子组成，每个碳原子与周围四个碳原子形成共价键，使得金刚石具有良好的硬度和热导性。
3. 间隙结构
某些无机化合物的晶体结构存在空隙，这些空隙可以容纳其他原子或分子。这种间隙结构可以影响化合物的吸附能力、催化性能和电导率等。例如，氢氧化镁晶体结构中的水分子可以嵌入晶格空隙，使其具有吸湿性能。
二、无机化合物的晶体结构类别
无机化合物的晶体结构可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和化合物晶体等。
1. 离子晶体
离子晶体由阳离子和阴离子通过离子键相互组合而成。其晶体结构通常具有高对称性，例如岩盐结构、螺旋晶格和封闭晶格等。离子晶体中的阳离子和阴离子之间的电荷平衡是维持稳定结构的关键。
2. 共价晶体
共价晶体由原子通过共价键相互连接而成。其晶体结构通常较为复杂，如硅晶体、钻石结构等。共价键的形成使得共价晶体具有较高的硬度和熔点。
3. 金属晶体
金属晶体由金属原子通过金属键连接而成。金属晶体的晶体结构通常具有高密度和可塑性，且有电子在晶格中自由运动的特性。典型的金属晶体结构包括面心立方晶格和体心立方晶格等。
4. 化合物晶体
化合物晶体是由两种或多种不同的原子或离子通过离子键、共价键或金属键相互连接而成的。化合物晶体的晶体结构通常是由多个单元晶体构成的复杂结构，如NaCl型结构、锌蓝型结构和钙钛矿结构等。不同化合物晶体的特定结构决定了其特殊的性质。
2020高中化学 第三章 晶体结构与性质 第4节 离子晶体课时作业 新人教版选修3
2020
第三章 第四节 离子晶体
基 础 巩 固
一、选择题
1．下列叙述错误的是( A )
A．带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键
B．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键
C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键
D．两种非金属原子间不可能形成离子键
解析：离子间的相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面，A项错；B项正确，如BeCl2、HgCl2中的化学键都是共价键；氢原子最外层只有一个电子，它与卤素结合时形成共价键，C项正确；两种非金属原子的电负性差值小，不能形成离子键，一定是形成共价键，D项正确。
2．如下图，在氯化钠晶体中，与每个Na＋等距离且最近的几个Cl－所围成的空间几何构型为( B )
A．十二面体 B．正八面体
C．正六面体 D．正四面体
解析：首先要理解最近的离子在什么位置，以一个晶胞为例，处在中心位置上的Na＋被六个面上的Cl－所包围，这6个Cl－离中心Na＋最近将六个面心的Cl－连成一个图形即正八面体，如图，也可以有其它连接方法。
3．实现下列变化，需克服相同类型作用的是( B )
A．石墨和干冰的熔化 B．纯碱和烧碱的熔化
C．氯化钠和铁的熔化 D．食盐和冰醋酸的熔化
解析：要克服相同类型作用力，说明二者晶体类型相同，B选项都是离子晶体，熔化时破坏的是离子键。
4．下面的排序不正确的是( C )
A．晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4
B．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
C．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al
D．晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
解析：A．分子晶体的相对分子质量越大，熔沸点越大，则晶体熔点由低到高顺序为CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4，故A正确；
2020
B．键长越短，共价键越强，硬度越大，键长C－C＜C－Si＜Si－Si，则硬度由大到小为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故B正确；
四电子还原态α-Keggin型磷钼酸基有机／无机杂化超分子化合物的合成、晶体结构及性质
Ｖｏ１．２９ ２００８年８月 高等学校化学学报
ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＥＳＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ Ｎｏ．８ ｌ５ｌ０～ｌ５ｌ４
四电子还原态 ．Ｋｅｇｇｉｎ型磷钼酸基有机／无机杂化
超分子化合物的合成、晶体结构及性质
张立娟 ，李豫豪 ，周云山 ，韩瑞雪 ，张丽辉
（１．北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室，２．理学院，北京１０００２９）
摘要在铜离子诱导效应下，采用水热方法，以ＯＬ－Ｋｅｇｇｉｎ型磷钼酸和１，６－己二胺为原料首次成功合成了四 电子还原态 Ｋｅｇｇｉｎ型磷钼酸基有机／无机杂化超分子化合物，并利用Ｘ射线单晶结构解析、元素分析、 ＩＲ、ｕｖ．Ｖｉｓ、ＴＧ／ＤＴＡ、ＸＰＳ、磁化率测量以及ＣＶ等方法对标题化合物进行了详尽的结构和光谱研究． 关键词杂多蓝；超分子；四电子还原 中图分类号Ｏ６１４；０７４３．５３ 文献标识码Ａ 文章编号０２５１－－０７９０（２００８）０８—１５１０４３５
杂多蓝是一类混合价态的化合物，它是由杂多化合物在不同数目电子的介入下被还原而得到的， 其中Ｋｅｇｇｉｎ型结构的磷钼杂多蓝是研究得最深入、应用最广泛的杂多蓝之一 ．通常，杂多蓝在结
构上仍然保留母体杂多酸的结构，但与母体杂多酸相比它具有高的热稳定性及稳定存在的宽ｐＨ范 围［４ ］，并且杂多蓝在催化、非线性光学材料、抗肿瘤及抗病毒等方面表现出比其母体更加优异的性
质 ．零维的Ｋｅｇｇｉｎ型磷钼酸杂多蓝阴离子具有单电子、两电子及三电子还原态 ，而对于四电子 还原态的Ｋｅｇｇｉｎ型磷钼酸，文献中只有关于 型四电子还原态的磷钼酸杂多蓝阴离子及其有机／无机 杂化衍生物¨ ，加，“ 以及四电子还原态的 一Ｋｅｇｇｉｎ型磷钼酸根与金属原子配位形成的具有扩展结构的
报道＿ｌ ¨Ｊ，而关于零维的四电子还原态的 一Ｋｅｇｇｉｎ型磷钼酸杂多蓝阴离子的研究到目前尚未见报道．
本文在铜离子诱导效应下，用水热法合成得到了首例具有四电子还原态的 一Ｋｅｇｇｉｎ型磷钼酸阴离
高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识练习含解析新人教版选修3
晶体的常识
1．下列说法错误的是( )
A．非晶体都没有固定的熔点
B．晶体与玻璃体的本质差别是二者的硬度不同
C．可通过X射线衍射实验科学地区分晶体和非晶体
D．构成玻璃的粒子无周期性排列，是无序的
解析：晶体的熔点固定，而非晶体无固定的熔点，A正确；玻璃体是非晶体，与晶体的本质差别在于构成固体的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列，B错误，D正确；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验，C正确。
答案：B
2．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成微粒无规则排列，水晶的基本构成微粒按一定规律做周期性重复排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
解析：普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做周期性重复排列，即晶体具有自范性。两种物质在性质上的差异正是其内部结构不同的体现。
答案：B
3．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是( )
A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
C．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
解析：晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A选项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。
答案：B
4．晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1∶1000。晶体各向异性的主要表现是( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A．①③ B．②④
C．①②③ D．①②③④
选修3《物质结构与性质》第三章 晶体结构与性质 第四节 离子晶体(导学案)
第四节 离子晶体
▍课标要求▍
1．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2．了解晶格能的概念及其应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。
3．知道离子晶体的构成粒子、粒子间作用力以及与其他晶体的区别。
要点一 离子晶体
1．概念
由
和
通过 结合而成的晶体。
2．配位数和决定晶体结构的因素
(1)配位数是指一个离子周围最近的 。
(2)决定离子晶体结构的因素有：
3．性质
(1) 较大，难于压缩；
(2)熔、沸点 ，难挥发；
(3)不导电，但是在 或 中可导电。
4．常见离子晶体的空间结构
(1)NaCl晶体：在NaCl晶体中每个Na＋周围有 个Cl－，每个Cl－周围有 个Na＋，因此，NaCl晶体中Na＋和Cl－的配位数都是 。
(2)CsCl晶体：在CsCl晶体中每个Cs＋周围有 个Cl－，每个Cl－周围有 个Cs＋，即Cl－的配位数为 。
(3)CaF2晶体Ca2＋的配位数是 ，F－配位数是 。
思考1：NaCl晶体和CsCl晶体都是AB型的离子晶体，为什么这两种晶体的空间结构不同呢？
要点二 晶格能
1． 概念
形成1 mol离子晶体 的能量，通常为正值，单位为 。
2．影响因素
3．晶格能的作用
晶格能最能反映离子晶体的
。晶格能越 ，离子键越 ，形成的离子晶体越 ，而且熔点越 ，硬度越 。
无机化合物的结构与性质关系解析
无机化合物的结构与性质关系解析
无机化合物是由无机元素组成的化合物，其结构与性质之间存在着密切的关系。本文将从晶体结构、配位数、配位类型以及键的性质等方面，对无机化合物的结构与性质关系进行解析。
一、晶体结构
无机化合物的晶体结构对其性质具有重要影响。晶体结构包括晶胞、晶格和晶体的对称性等方面。
晶胞是晶体的最小重复单元，可以通过晶胞参数来描述。晶格是由晶胞在空间中重复排列而成的，它决定了晶体的周期性和对称性。晶格的对称性与晶体的物理性质密切相关，如对称性高的晶体具有更好的光学性能。
二、配位数
无机化合物中的中心离子与配体之间形成配位键，配位数指的是中心离子周围配位体的数目。配位数对于无机化合物的性质有着重要影响。
以过渡金属为例，其配位数可以影响其反应性和磁性。一般而言，配位数较低的过渡金属离子具有较高的反应活性，而配位数较高的过渡金属离子则具有较强的磁性。
三、配位类型
无机化合物的配位类型可以分为离子配位和共价配位。离子配位是指中心离子与配体之间通过电荷吸引力形成的配位键，而共价配位则是通过共用电子对形成的配位键。 离子配位通常具有较高的溶解度和较低的熔点，而共价配位则具有较低的溶解度和较高的熔点。此外，离子配位通常具有较高的电导率，而共价配位则具有较低的电导率。
四、键的性质
无机化合物中的键类型包括离子键、共价键和金属键。这些键的性质对于无机化合物的性质具有重要影响。
离子键是由正负离子之间的电荷吸引力形成的，具有较高的熔点和溶解度。共价键是通过共用电子对形成的，具有较低的熔点和溶解度。金属键是由金属离子之间的电子云形成的，具有良好的导电性和热导性。
总结起来，无机化合物的结构与性质之间存在着密切的关系。晶体结构、配位数、配位类型以及键的性质等方面都对无机化合物的性质产生着重要影响。深入理解这些关系，有助于我们更好地理解无机化合物的性质和应用。
课后练习：晶体结构与性质
课后练习：晶体结构与性质
一、选择题(每小题5分，共20分)
1．下列说法中，正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
2．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( )
①SiO2和SO3 ②晶体硼和HCl ③CO2和SO2 ④晶体硅和金刚石 ⑤晶体氖和晶体氮 ⑥硫黄和碘
A．①②③ B．④⑤⑥
C．③④⑥ D．①③⑤
3．(2014·张家界质检)下图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是(
)
A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体
B．冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体
C．水分子间通过H—O键形成冰晶体
D．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大
4．(2014·广东广州检测)有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是(
)
A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积
B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④12
D．空间利用率的大小关系为：①＜②＜③＜④
二、非选择题(共80分)
5．(13分)
(2014·潍坊模拟)图表法、模型法是常用的科学研究方法。
Ⅰ.如图是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像。不同同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线——折线a和折线b(其中A点对应的沸点是100 ℃)，你认为正确的是________，理由是_____________。
Ⅱ.人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属则被科学家预测为是钛(Ti)。钛被誉为“未来世纪的金属”。试回答下列问题：
选修3《物质结构与性质》第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体常识(导学案)
第三章 晶体结构与性质
第一节 晶体常识
▍课标要求▍
1．初步了解晶体知识，知道晶体与非晶体的本质差异。
2．学会识别晶体与非晶体的结构示意图。
3．掌握晶胞的概念以及晶胞中粒子个数的计算方法。
要点一 晶体与非晶体
1．晶体与非晶体的本质差异
自范性 微观结构
晶体 微粒在三维空间里呈 排列
非晶体 微粒排列相对
2．获得晶体的三条途径
3．晶体的特点
4．区分晶体与非晶体
(1)测熔点：晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。
(2)最可靠的科学方法是：对固体进行 实验。
思考1：(1)晶体为什么有自范性？
(2)晶体一定是固体，固体一定是晶体吗？
要点二 晶胞
1．概念
描述晶体结构的 叫做晶胞。
2．晶体和晶胞的关系
一般来说，晶胞都是 体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 (1)“无隙”是指相邻晶胞之间
。
(2)“并置”是指所有晶胞都是 排列的，取向 。
(3)所有晶胞的 、内部的原子 及几何排列是完全相同的。
3．晶胞中粒子个数的计算(以铜晶胞为例)
晶胞的顶角是 个晶胞共用的，棱上的原子是4个晶胞共用的，面上的原子是 个晶胞共用的(如图所示)。
铜晶胞
金属铜的一个晶胞所含的原子数有 个。
思考2：铜晶胞含有4个铜原子，为什么不是14个？
考点一 晶体与非晶体的区别
1．晶体和非晶体在结构上的差异，导致它们在性质上有所不同。
2．根据固体是否具有自范性、物理性质是否体现各向异性、有无固定熔沸点、外形和内部质点排列是否高度有序，可以判断是晶体还是非晶体。
【例题1】 下列叙述正确的是( )
A．具有规则几何外形的固体一定是晶体
B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
2016-2017年高中化学 第三章 晶体结构与性质 3.4 离子晶体(第2课时)离子晶体(2)新人教版选修3
第三章 晶体结构与性质 第四节 离子晶体
第2课时 离子晶体（2）
知识归纳
1．晶格能的概念：离子晶体的晶格能是____________________________________释放的能量。晶格能通常取______，单位______。反映离子晶体______的数据。
2．晶格能的作用：晶格能越大，形成的离子晶体越______，而且熔点______，硬度______。
3．影响晶格能大小的因素：离子所带电荷数越多，晶格能______；离子半径越小，晶格能______。
【答案】1．气态离子形成1 mol离子晶体 正值 kJ·mol－1 稳定性
2．稳定 越高 越大
3．越大 越大
知识重点
晶格能与共价键键能的比较
晶格能 共价键键能
基本
含义 气态阴、阳离子结合成1 mol离子晶体时所放出的能量，常用单位为kJ·mol−1 在101.3 kPa、298 K下，将 1 mol AB(g)分子中的共价键拆开，生成气态原子A和B所吸收的能量，常用单位为kJ·mol−1
主要
应用 描述离子晶体的稳定性，晶格能越大，晶体越稳定 描述共价键的稳定性，键能越大，含共价键的分子或原子团越稳定
影响
因素 其他条件相同时，阴、阳离子之间的核间距越小，晶格能越大；阴、阳离子电荷数越大，晶格能越大 其他条件相同时，原子半径越小，键能越大；共用电子对数越多，键能越大
下列有关晶格能的叙述正确的是
A．晶格能是气态原子形成1摩尔离子晶体释放的能量
B．晶格能通常取正值，但有时也取负值
C．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定
D．晶格能越大，物质的硬度反而越小
【解析】晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量，晶格能取正值，且晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
【答案】C
好题
1．下列说法不正确的是
A．离子晶体的晶格能越大离子键越强
B．阳离子的半径越大则可同时吸引的阴离子越多
第三章《晶体的结构及性质》测试题
化学选修3 第3章 晶体结构及性质 单元测试
一、选择题
1．关于晶体与化学键关系的下列说法中，正确的是( )
A．离子晶体中一定存在共价键
B．原子晶体中可能存在离子键
C．金属晶体中存在离子，但却不存在离子键
D．分子晶体中一定存在共价键
2．由下列各组的三种元素构成的化合物中既有离子晶体，又有分子晶体的是( )
A．H、O、C B．Na、S、O C．H、N、O D．H、S、O
3．下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是( )
A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B．CI4>CBr4>CCl4>CF4
C．MgO>H2O>N2>O2 D．金刚石>生铁>钠>纯铁
4．下列叙述正确的是( )
①离子化合物可能含有共价键 ②构成晶体的粒子一定含有共价键 ③共价化合物中不可能含有离子键 ④非极性分子中一定含有非极性键
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
5．下表所列有关晶体的说法中，有错误的是( )
选项 A B C D
晶体名称 碘化钾 干冰 石墨 碘
组成晶体微粒名称 阴、阳
离子 分子 原子 分子
晶体内存在的作用力 离子键 范德华力 共价键 范德华力
6．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体说法错误的是( )
A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石更牢固
B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子
C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构
7．下列微粒的个数比不是1∶1的是( )
A．NaHCO3晶体中阴、阳离子 B．NH3分子中的质子和电子
C．Na2O2固体中阴、阳离子 D.21H原子中的质子和中子