6.晶体结构与性质知识点梳理-2022-2023学年高二化学人教版选择性必修2

气态、液态、固态、晶态、非晶态、塑晶态、液晶态、等离子态、离子液等。 2.等离子体

①等离子体：由电子、阳离子和电中性的粒子组成的整体上成电中性的物质聚集体称为等离子体。 ②等离子体的存在：等离子体是一种特殊的气体。灯管、火焰、极光、雷电里均有等离子体。 ③等离子体的特点：等离子体具有良好的导电性和流动性。

④等离子体的应用：等离子体显示器、利用等离子体进行化学合成、热核聚变发电等。 3.液晶

①液晶：液晶是介于液态和晶态之间的物质状态。

②液晶的特点：液晶既具有液体的流动性、黏度、性变形，又具有晶体的导热性、光学性质等。 ③液晶的分类：热致液晶（物质由熔点至澄清点温度范围内的状态）；溶致液晶（从溶液中获得的液晶）。

④液晶的应用：液晶显示器、液晶纤维。

二、晶体与非晶体

①固体的分类：固体分为晶体和非晶体两大类。

②晶体的概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。

③晶体的分类：根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用，可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体等。

④非晶体的概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的不具有规则几何外形的固体。

⑤常见的非晶体：玻璃、橡胶、塑料、陶瓷、泡沫、木头、活性炭等。 ⑥晶体与非晶体的本质差异：

a.宏观上，晶体有自范性，非晶体没有自范性。

b.微观上，晶体的微粒在三维空间里呈周期性排列，非晶体的微粒排列相对无序。 ⑦晶体的特点：晶体具有自范性、各向异性、固定的熔点。 ⑧非晶体的特点：非晶体无自范性、各向同性、无固定的熔点。

⑨晶体的自范性及自范性的条件：晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。晶体自范性是需要条件的，生长速率要适当。比如水晶球外面为非晶体，内部为晶体。

⑩晶体的各向异性：晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。 a.光学性质（折射率，在不同方向观察红宝石，发现宝石的颜色不同） b.力学性质（硬度，蓝晶石(

)在不同方向上的硬度不同）

c.热学性质（导热性，云母片的蜡熔化成椭圆形，玻璃片的蜡熔化成圆形）

d.电学性质（导电性，石墨在平行于层的方向上电导率高，在垂直于层的方向上电导率低）。 ⑪晶体与非晶体的鉴别：

a.简单方法，晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。 b.准确方法，X射线衍射实验。 ⑫晶体的获得途径： a.熔融态物质凝固。

b.气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 c.溶质从溶液中析出。

三、晶胞

①晶胞的概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。晶胞是晶体中最小的结构重复单元。 ②晶胞的形状：常规的晶胞是平行六面体，也有六棱柱的晶胞。

③晶胞和晶体的关系：晶体是数量巨大的晶胞通过“无隙并置”的方式形成的。 “无隙”指相邻晶胞之间没有任何间隙；

“并置”指晶胞都是平行排列的（共用面），且取向相同。

④常见晶胞的类型：简单立方、体心立方、面心立方。

简单立方 体心立方 面心立方 ⑤晶胞的特点及判断： a.晶胞的8个顶角相同；

b.晶胞的三套各4根平行的棱分别相同； c.晶胞的三套各2个平行的面分别相同。

四、晶胞中粒子数目的计算（均摊法）

①平行六面体晶胞

②六方晶胞（六棱柱）

③晶胞中粒子数目的最简整数比就是该晶胞的化学式。

④分子簇、纳米小颗粒等非晶胞结构，不能用均摊法计算原子个数。

五、晶胞密度的计算

①计算公式：

；

晶胞中，含有4个和4个，所以晶

②晶胞密度就是晶体的密度，单位常用③胞的质量为

④

指晶胞所含原子的真实质量，比如

；

指晶胞的体积，单位需要换算为，所以

晶胞的体积为

，比如；

晶胞的棱长为，换算单位后为

晶胞的密度 ⑥长度单位换算：

六、晶胞中原子坐标的计算

①原子坐标的定义：晶胞中的原子可用向量位置，称为原子的分数坐标简称原子坐标。

②原子坐标数值的特点：坐标三数组中的数的取值区间为

。晶胞是可以前后、左

中的组成的三数组来表达它在晶胞中的

右、上下平移的，等价点只需要一个坐标来表示即可，在原子坐标中，绝对不能出现1，因为1即0，出现1时用0代替。

③常见晶体的原子坐标：

七、晶体结构的测定

①测定原理：在晶体的X射线衍射实验中，当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。对衍射图像进行计算分析，就可以获得晶体结构的有关信息。

②获取信息： a.晶胞形状和大小；

b.分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型； c.原子在晶胞里的数目和位置； d.化学键的键长和键角； e.大分子的空间构型；

八、分子晶体

①分子晶体的概念：只含有分子的晶体，称为分子晶体。 ②形成分子晶体的结合力：相邻分子间的分子间作用力。

③分子晶体气化或熔化时破坏的力：分子间作用力（范德华力和氢键）。 ④分子晶体的物理特性： a.熔点、沸点较低，易升华； b.硬度较小；

c.溶解性一般符合“相似相溶”规律； d.一般都是绝缘体，熔融态也不导电； ⑤常见的分子晶体： a.所有非金属氢化物，b.部分非金属单质，c.部分非金属氧化物，d.几乎所有的酸； e.绝大多数有机物； f.某些金属的卤化物，⑥分子晶体的堆积方式：

a.分子密堆积：只通过范德华力结合的分子晶体，一个分子的周围最多可以有12个紧邻的分子，这样的堆积称为分子密堆积，如

等。

等。

；

；

；

b.分子非密堆积：分子间有氢键，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，这样晶体不具有分子密堆积特征，称为分子非密堆积，如

。

c.分子的堆积方式对密度的影响：干冰的晶体中为密堆积，一个分子周围有12个分子紧邻，比冰的密度大。

⑦分子晶体熔沸点比较：分子间作用力越大，分子晶体的熔沸点越高。 a.非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体，熔沸点比同族元素的氢化物高； b.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高；

c.组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔沸点越高； d.同分异构体的支链越多，熔、沸点越低；

九、共价晶体

①共价晶体的概念：所有相邻的原子间都以共价键相结合，而形成的空间立体网状结构的晶体，叫做共价晶体。

②形成共价晶体的结合力：相邻原子间通过共价键结合。 ③共价晶体熔化时破坏的力：共价键。 ④共价晶体的物理特性： a.熔点、沸点很高； b.硬度很大； c.一般不溶于溶剂； d.一般不导电，硅是半导体。 ⑤常见的共价晶体： a.某些非金属单质，b.某些非金属化合物，c.某些氧化物，

⑥典型的共价晶体——金刚石

；

；

；

a.每个碳原子被4个碳原子包围，碳以杂化轨道形成共价键，形成正四面体型结构；

b.正四面体结构向空间发展,构成彼此联结的立体网状结构； c.形成的最小环中含6个碳原子；

d.1 mol金刚石中含有的C-C共价键数 2 mol； e.每个碳原子被12个六元环共用，每个六元环平均有

个碳原子；

f.每个碳碳键被6个六元环所共用，每个六元环平均有1个碳碳键； g.每个金刚石晶胞中含有16个共价键；

⑦典型的共价晶体——二氧化硅

a.每个硅原子与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，硅氧个数比为1:2； b.在二氧化硅晶体中，最小的环为十二元环；

c.每个硅原子被12个十二元环共用，每个十二元环平均有

个硅原子；

d.每个氧原子被6个十二元环共用，每个十二元环平均有1个氧原子； e.每个硅氧键被6个十二元环所共用，每个十二元环平均有2个硅氧键； f.1 mol二氧化硅含有1 mol硅原子、2 mol氧原子、4 mol硅氧键； g.低温石英的化学式为，其结构是顶角相连的硅氧四面体形成了螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，其具有手性（左型、右型），常用做压电材料。

⑧共价晶体熔沸点比较：结构相似的共价晶体，键长越短，键能越大，共价晶体的熔沸点越高，如

。

十、金属晶体

①金属键：在金属单质中，金属离子和自由电子之间的强烈的静电作用叫做金属键。 ②金属键的特征：无方向性和饱和性，价电子可以在金属中自由流动。 ③金属键的强弱：取决于金属阳离子所带电荷及阳离子的半径大小。 a.原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱； b.原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。

④电子气理论：金属原子易失去价电子成为金属离子，金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的 “电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起。

⑤电子气理论可以解释： a.金属或合金的延展性好； b.金属或合金的导热性、导热性好； c.金属具有特殊的金属光泽；

⑥金属晶体的概念：金属原子之间通过金属键相互结合形成的额晶体，叫做金属晶体。 ⑦金属晶体所含的微粒：金属阳离子和自由电子。 ⑧金属晶体内存在的作用力：金属键。 ⑨金属晶体的概念辨析：

a.晶体中有阳离子不一定有阴离子，晶体中若有阴离子，则一定有阳离子。

b.金属晶体中不存在单个分子或原子，金属单质或合金属于金属晶体（晶体锗、灰锡除外）。

十一、离子晶体

①离子晶体的概念：由阳离子和阴离子的相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体。

②离子晶体中存在的力：离子晶体中主要以离子键为主，有些离子晶体中还存在共价键、氢键范德华力等。

③离子晶体所含的微粒：阴、阳离子，有些离子晶体还含有中性分子。 ④常见的离子晶体：强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐。 ⑤离子晶体的特点： a.熔、沸点较高；

b.硬度较大，难挥发、难压缩；

c.固态不导电，水溶液或者熔融状态下导电。

d.大多数离子晶体易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂，遵循“相似相溶”规律。 ⑥配位数：指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。一般配位数为4、6、8。 ⑦典型的离子晶体——氯化钠

a.顶角和面心都是b.c.d.离在6个和或，棱上和体心都是或；

组成的正八面体的体心；

组成的正八面体的体心，在6个的配位数均为6；

个数有12个，离最近的个数有12个；

最近的⑧典型的离子晶体——氯化铯

a.顶角b.c.d.离或，体心都是或；

在8个组成的正六面体的体心；

在8个和组成的正六面体的体心，的配位数均为8；

个数有6个，离最近的个数有6个；

最近的⑨典型的离子晶体——氟化钙

a.顶角和面心是b.c.d.离在4个，体内都是；

组成的正四面体的体心；

的配位数为8；

最近的个数有12个；

的配位数均为4，最近的个数有6个，离⑩典型的离子晶体——硫化锌（金刚石型）

a.顶角和面心都是b.c.d.离

在4个，在体内；

在4个组成的正四面体的体心；

组成的正四面体的体心,的配位数为4；

的配位数为4，最近的个数有12个，离

最近的个数有12个；

十二、金属晶体中原子的堆积模型

①常见概念：

a.配位数：在晶体中与每个微粒紧密相邻且距离相等的微粒个数。

b.紧密堆积：微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间。 c.空间利用率：晶体的空间被微粒占满的体积百分数，来表示紧密堆积的程度。 ②二维平面的堆积模型：

a.非密置层，配位数为4； b.致密层，配位数为6；

③三维空间的非密置层的堆积方式——简单立方堆积（Po）

a.配位数为6，同层4个，上下层各1个。 b.金属原子的半径和正方体棱长的关系：

c.晶胞平均占有的原子数目：1个

d.晶胞的空间占有率：

④三维空间的非密置层的堆积方式——体心立方堆积（K）

a.配位数为8，上下层各4个。 b.金属原子的半径和正方体棱长的关系：

c.晶胞平均占有的原子数目：2个

d.晶胞的空间占有率： ⑤三维空间的密置层的堆积方式——面心立方堆积（Cu）

a.配位数为12，同层6个，上下层各3个。 b.金属原子的半径和正方体棱长的关系： c.晶胞平均占有的原子数目：4个

d.晶胞的空间占有率： ⑥三维空间的密置层的堆积方式——六方堆积（Mg）

a.配位数为12，同层6个，上下层各3个。 b.晶胞平均占有的原子数目：6个 c.晶胞的空间占有率：

⑦晶胞中原子最近的原子的简单数法：

a.距离为棱长，顶点原子找顶点原子，等距离的有6个。 b.距离为棱长一半，顶点原子找棱心原子，等距离的有6个。 c.距离为面对角线，顶点原子找顶点原子，等距离的有12个。 d.距离为面对角线一半，顶点原子找面心原子，等距离的有12个。 e.距离为体对角线，顶点原子找顶点原子，等距离的有8个。 f.距离为体对角线一半，顶点原子找体心原子，等距离的有8个。

g.顶点找体内，体内有4个原子，等距离的就有4个；体内就8个原子，等距离的就有8个原子。

十三、过渡晶体和混合型晶体

①化学键的过渡性： ②过渡晶体： ③混合晶体：

④典型的混合晶体——石墨 十四、配合物

① 十五、超分子

① 十六、投影问题