一、物质的聚集状态
等离子体:由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体电中性物质聚集体。
液晶:介于液态和晶态之间的物质状态。
二、晶体和非晶体
1、晶体与非晶的比较
2、晶质与非晶质的区分方法
测量熔点:晶体有固定的熔点,而非晶态材料则没有固定的熔点。
测量物理性质:晶体是各向异性的,非晶晶体是各向同性的。
X射线衍射实验:这是最可靠的方法。晶体的衍射图中有尖锐的峰。
3.结晶的获取方式
注:晶体表现出自例性质的条件之一是晶体生长速率合适。熔融物质冷却凝固时,有时会得到晶体,但凝固速度过快,往往会形成肉眼看不见的多面体形状的粉末或形状不规则的块状物,甚至呈无定形状态(玻璃态)。
三、晶胞
1. 晶胞概念
晶胞是描述晶体结构的基本单位,是从晶体中“切出”的最小的代表性重复单元。
一般选择最小的平行六面体:8个顶角,三组4条相同的平行边,三组两个相同的平行面。
2. 晶胞排列
无间隙:相邻单元电池之间没有间隙。
并置:所有晶胞平行排列并具有相同的方向。
沿不同方向(例如边缘、对角线等)平移晶胞可以与下一个晶胞重合。
3.利用均衡法计算晶胞内的粒子数
顶角的粒子由8 个晶胞共享,其中1/8 属于该晶胞。
边缘中心的粒子由4个晶胞共享,1/4属于这个晶胞。
面中心的粒子:由2个晶胞共享,1/2属于该晶胞。
位于身体中心的粒子:整体属于晶胞。
注:以上计算方法适用于平行六面体形状的晶胞。有些晶胞不是平行六面体。您可以根据实际的空间结构确定粒子共享多少个晶胞,然后进行计算。
四、常见的晶体类型
1. 四种常见晶体类型
2. 典型晶体结构
(1)分子晶体(冰、干冰)
干冰:二氧化碳分子位于晶胞的8个顶点和6个面心,每个晶胞有4个分子。该晶体采用密集排列的分子。每个CO2分子被12个等距且紧邻的CO2分子包围,即配位数为12。
冰:每个水分子与4个相邻的水分子形成氢键,1摩尔H2O最多可形成2摩尔氢键。配位数为4,空间利用率低,因此冰的密度相对较小,小于液态水和干冰。
(2) 共价晶体(金刚石、二氧化硅)
钻石:
碳原子杂化,键角为10928。每个碳原子与周围的四个碳原子共价键合,形成正四面体结构,延伸至空间,形成共价键合的三维网络结构。最小的碳环由6个碳原子组成。
晶胞中顶点有8 个C 原子,面中心有6 个C 原子,体中心有4 个C 原子。将晶胞分成8个小立方体,体中心的C原子位于4个交替小立方体的体中心,位于体对角线的1/4处。
二氧化硅:
Si原子杂化。每个Si原子与四个O原子共价键合,形成硅氧四面体。每个O原子由两个硅氧四面体共享。 Si原子数与O原子数之比为1:2。最小的环有12个原子,其中6个O原子和6个Si原子。
(3)离子晶体(NaCl、CsCl)
NaCl型:每周围有6个,6个围绕它们形成正八面体。周围各有6个,6个围成一个正八面体。配位数为6。每个晶胞包含4和4。
CsCl型:每面8个,每面8个,配位数8。(注意图中的小立方体是晶胞。)
(4)过渡晶体
纯分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体不多。大多数晶体是它们之间的过渡晶体。
氧化钠、氧化镁等晶体中的化学键偏离子键,通常被视为离子晶体;氧化铝和二氧化硅等晶体中的化学键偏离共价键,通常被视为共价晶体。
(5)混晶(石墨)
石墨中的C原子是杂化的,层中的每个C原子与其他三个C原子形成键。这类似于共价晶体,因此石墨的熔点和沸点非常高。
层中每个C 原子的未杂化2p 原子轨道“并排”重叠,形成大的 键。每个2p 原子轨道中的一个电子可以在整个层中移动。这与金属晶体类似,因此石墨是电的良导体。
层间通过范德华力结合,类似于分子晶体,因此石墨的硬度很小。
练习:
1.(2023·北京)我国科学家首次成功制备大面积单晶石墨炔,这是碳材料科学的重大进展。
下列关于金刚石、石墨和石墨二炔的说法正确的是()
A. 所有三种物质的碳原子之间都有 键。
B所有三种物质中的碳原子都是杂化的
C.三种物质的晶型相同
D这三种物质都可以导电
答案:A.
2、(2023·山东)石墨与F2在450反应,F插入石墨层间,得到层状结构化合物(CF)x。该物质仍具有润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是()
A. (CF)x 与石墨相比具有增强的导电性
B (CF)x 与石墨相比具有增强的抗氧化性
C.(CF)x中CC的键长比CF的键长短
D 1 mol (CF)x 包含2x mol 共价单键
答案:B。
云水散人
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厌归人
答: 要想把高考化学复习学案 41、晶体结构与性质(上)学的熟练掌握,可以先从基础知识开始梳理,比如什么是晶体?哪种物质是晶体? 然后结合不同的晶体类型,学习不同类型的原子排列及对应的一些物理性质,例如金属晶体的导电性和熔点高等。同时,要注重解题技巧的训练,积累一些常见考点的解析方法。
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凉城°
答: 另外,可以尝试用辅助工具来提高学习效率,比如在学习过程中遇到不懂的概念可以用手机查阅相关资料或者在线论坛的解答,也可以利用一些网络平台上的化学习题和模拟考试来巩固知识点。最重要是要保持良好的学习习惯,每天坚持学习,才能最终取得理想成绩!
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余笙南吟
答: 这部分主要是讲解不同的晶格类型和相应的原子排列方式。比如金属晶体的最常见的是面心立方(FCC),以及体心立方(BCC)晶结构,也会介绍非金属的共价、离子晶体的特点。除此之外还会探讨不同晶体结构的物理性质之间的关系,例如晶体强度、光学性质、导电性和熔点等。
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太易動情也是罪名
答: 此外还会涉及关于晶体缺陷的介绍,以及其对晶体本身物理性质的影响。总而言之,学习这个部分需要理解晶体结构的基本概念,掌握不同晶格类型和原子排列方式,并知道不同晶体的结构特点决定了其不同的物理性质。
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