人教版化学选修三第3章知识点汇总

人教版化学选修三《物质结构》知识总结第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识一、晶体与非晶体1．晶体与非晶体的本质差异2.获得晶体的途径(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。

3．晶体的特点(1)自范性①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

②形成条件：晶体生长的速率适当。

③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。

(2)各向异性：许多物理性质常常会表现出各向异性。

(3)有固定的熔点。

非晶体没有固定的熔点。

(4)外形和内部质点排列的高度有序性。

4、晶体的性质是由晶体内质点周期性排列的结构决定的。

1）均一性：晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。

2）对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。

在外形上，常有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现；这种相同的性质在不同的方向或位置上存在有规律的重复，就是对称性。

3）最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较，其内能最小。

4）稳定性：晶体由于具有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。

5）有确定的熔点：给晶体加热，一定温度下晶体便开始熔化。

4晶体与非晶体的区别1）晶体与非晶体的区别2）晶体与非晶体的测定方法5、判断晶体的注意事项1）有规则几何外形或具有美观、对称外形的固体，不一定是晶体。

如玻璃制品既可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外形。

2）具有固定组成的物质也不一定是晶体，某些无定形体也有固定的组成，如无定形SiO23）晶体一般属于纯净物。

4）晶体有自范性、各向异性、有固定的熔点。

5）微观上，晶体中的微粒在三维空间呈周期性有序排列，表现在外观上晶体往往有规则的几何外形。

二、晶胞1．定义：晶胞是描述晶体结构的基本单元。

2．结构：习惯采用的晶胞都是平行六面体，晶体是由无数晶胞“无隙并置”而成。

(1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。

(2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。

(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。

3、晶体与晶胞的关系整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成；所谓“无隙”，是指相邻晶胞之间没有任何间隙；所谓“并置”，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。

4、晶胞的结构习惯采用的晶胞都是平行六面体。

晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后“无隙并置”地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。

因而，晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是2个晶胞共用的。

立方晶胞中原子在晶胞的顶角棱、面上以及晶胞内时，一个晶胞平均占有的原子如图所示。

5、晶胞的意义晶胞是晶体结构中的最小重复单元，但不ー定是最小単元。

例如，氯化钠的晶胞由8个较小的立方体组成。

6、晶胞中粒子数的计算(1)平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算(均摊法)(2)非平行六面体晶胞中粒子视具体情况而定，①六方晶胞顶点：6个晶胞共有，面心：2个晶胞共有，侧棱：3个晶胞共有上下底面棱：4个晶胞共有体内：全属于该晶胞②三棱柱型晶胞顶点：12个晶胞共有，面心：2个晶胞共有，侧棱：6个晶胞共有上下底面棱：4个晶胞共有体内：全属于该晶胞。

（3）团簇分子团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。

例如：最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是Ti14C137、晶体化学式的确定方法1）确定流程观察确认微粒种类→确定各微粒在晶体中的位置→用均摊法求各微粒数目→求各微粒数目的最简比→确定化学式。

2）确定方法（1）、有关晶体结构的计算，一般综合性较强，难度较大。

解答时一定要仔细观察图形，明确图形中相关粒子的置，然后利用“均摊法”确定每个晶胞中的微粒个数，据微粒个数的最简整数比即可确定晶体的化学式。

丶（2）、晶胞是晶体结构的基本单元，在进行有关晶体结构的算时，往往以晶胞为研究对象，解答此类题的关键是析每个晶胞中所含的微粒数，然后结合题目的具体要解答。

第二节分子晶体与原子晶体一、分子晶体1．结构特点(1)构成微粒及作用力(2)堆积方式分子间作用力 堆积方式 实例范德华力 分子采用密堆积 如 C 60、干冰、I 2、O 2 范德华力、氢键分子不采用密堆积如HF 、NH 3、冰（1）密堆积：只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积。

这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子，如：C 60、干冰 、I 2、O 2。

（2）非密堆积有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。

如：HF 、NH 3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。

2.属于分子晶体的物质种类(1)所有非金属氢化物，如H 2O 、NH 3、CH 4等。

(2)部分非金属单质，如卤素(X 2)、O 2、N 2、白磷(P 4)、硫(S 8)等。

(3)部分非金属氧化物，如CO 2、P 4O 10、SO 2等。

(4)几乎所有的酸，如HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4、H 2SiO 3等。

(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。

3、两种典型的分子晶体 1）干冰(1)每个晶胞中有4个CO 2分子，12个原子。

(2)每个CO 2分子周围等距离紧邻的CO 2分子有12个。

分 子 晶 体构成微粒→分子微粒间作用力→分子作用力分子间各原子→共价键结合2）冰(1)水分子之间的作用力有范德华力，但主要作用力是氢键。

(2)由于氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引。

二、原子晶体1、定义：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。

2、构成微粒：原子3、微粒之间的作用：共价键4、气化或熔化时破坏的作用力：共价键5、物理性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。

（共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）6、常见原子晶体（1）某些非金属单质：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等（2）某些非金属化合物：SiC、BN等（3）某些氧化物：SiO2等3．典型的原子晶体(如图)1）金刚石（1）金刚石的结构特征：在金刚石晶体里①每个碳原子都采取SP3杂化，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，。

②这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。

③金刚石晶体中所有的C—C键长相等，键角相等（109°28/）；④晶体中最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内；⑤晶体中C原子与C—C键数之比为：1：2⑥每个C可参与形成4条C—C键，其中任意两条边(共价键)可以构成2个六元环。

根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有6组，6×2＝12。

因此每个C原子连接12个六元环。

六元环中C原子采取sp3杂化，为空间六边形结构，最多有4个C原子位于同一平面。

2）二氧化硅晶体晶体中在SiO2①每个Si原子周围结合4个O原子；每个O原子跟2个Si原子相结合。

SiO晶体是由Si原子和O原2子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。

②最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。

中含4mol Si—O键③1mol SiO2晶体可看成在晶体硅（结构类似于金刚石）的④SiO2每个Si－Si键中插入1个氧原子而形成的，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，同时，每个氧原子与2个硅原子相结合形成2个共价键。

⑤每个硅原子与相邻的4个氧原子以共价键相结合构成正四面体结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点，则每个正四面体占有1个完整的硅原子、2个氧原子。

因此，。

二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1/（4）＝1/2，化学式为SiO23）石墨石墨晶体是属于混合键型的晶体。

石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻三个碳原子6键结合，形成正六角形蜂巢状的平面层状结构，而每个碳原子还有一个2p轨道，其中有2p电子。

这些p轨道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面，形成了大π键。

因而这些大π键电子可以在整个碳原子平面上活动，类似金属键的性质。

而平面结构的层之间则依靠分子间作用力(范德华力)结合起来，形成石聖晶体(如下图所示)。

石墨有金属光泽，在层平面方向有很好的导电性质。

由于层间的分子间作用力弱，因此石墨晶体的层与层间容易滑动，工业上用石墨作固体润滑剂。

4、原子晶体与分子晶体的比较5、判断原子晶体和分子晶体类型的方法非金属单质和共价化合物所形成的晶体属于原子品体还是分子晶体，可以从以下角度进行分析判断：1）依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断组成原子晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键；组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。

2）依据物质的分类判断①常见的原子晶体有：金刚石、晶体硼、晶体锗等单质；SiO2、SiC、BN、AIN、Si3N4等化合物。

新型无机非金属材料“家庭”的成员（如Si3N4、BN等）熔点高、硬度大、耐高温、抗氧化，它们大多属于原子晶体。

②大多数非金属单质（金刚石、石墨、晶体硅等除外）、气态氢化物、非金属氧化物（SiO2除外）、酸、绝大多数有机物（有机盐除外）都是分子晶体。

3）依据晶体的熔点判断原子晶体的熔、沸点高，常在1000℃以上；分子晶体的熔沸点低，常在数百摄氏度甚至更低。

4）依据物质的状态判断一般常温下呈气态或液态的单质（Hg除外）与化合物，其呈固态时都属于分子晶体。

5）依据物质的挥发性判断：一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。

6）依据硬度和机械性能判断：原子晶体的硬度大，分子晶体的硬度小且较脆。

6、判断晶体中微粒间作用力类型的方法首先判断晶体类型，然后分析不同类型的晶体微粒间的作用力。

分子晶体的构成微粒为分子，微粒间的作用力为分子间作用力（可能含有氢键）；原子晶体的构成微粒为原子，微粒间的作用力为共价键。

7、解原子晶体类题的注意事项1）．原子晶体中一定存在共价键，但含有共价键的晶体却不一定是原子晶体，只有原子间的共价键形成了空间立网状结构时才形成原子晶体。

2）．原子晶体中不存在分子，晶体中所有原子全部参与形成共价键，故原子晶体熔化时被破坏的作用力是共价键。

3）．可以根据晶体的熔、沸点来判断晶体的类型，如分子晶体和原子晶体的物理性质的差别主要表现在两者的硬度和熔、沸点大小上，前者远小于后者。

4）．结构相似的原子晶体，成键原子半径越小，键能越大，对应的原子晶体的熔、沸点越高。

如熔点金刚石＞化硅＞晶体硅（键长：Si－Si键＞Si－C键＞C一C键，键能：C-C键＞Si-C 键＞Si-Si键）。