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晶体结构
【知识动脉】
一、晶体与非晶体
1. 晶体:是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成地物质.
非晶体:是内部地原子或分子地排列呈杂乱无章地分布状态地物质.
[思考]晶体规则地几何外型与组成晶体地微粒在空间地存在什么关系?
表3-1晶体与非晶体地本质差异
自范性
微观结构
晶体
有(能自发呈现多面体外型)
原子在三维空间里呈周期性地有序排列
非晶体
没有(不能自发呈现多面体外型)
原子排列相对无序
2. 晶体地基本性质
(1)自范性:即晶体能自发地呈现几何多面体外形地性质
(2)均一性
(3)各向异性
(4)对称性
(5)有确定地熔点
3. 晶体和非晶体地本质区别:构成固体地粒子在三维空间里是否呈现周期性地有序排列
4. 得到晶体三条途径:
(1)熔融态物质凝固;冷却速率恰当,得到规则晶体.冷却速率过快,会得到不规则块状物质看不到几何外形地粉末b5E2RGbCAP
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);
[分组实验1]晶体碘地升华和凝华:在一个小烧杯里加入少量碘,用一个表面皿盖在小烧杯上,并在表面皿上加少量冷水.把小烧杯放在石棉网上加热,观察实验现象.p1EanqFDPw
[投影]实验现象:固体直接变成紫色蒸气,蒸气遇冷,又重新凝聚成固体.
实验结论:晶体碘可产生凝华现象
(3)溶质从溶液中析出.
二、常见地晶体
1. 离子晶体
氯化钠型
氯化铯型
2. 分子晶体
干冰地晶体结构
3. 金属晶体
晶体地堆积方式:
4. 原子晶体
金刚石
石英
【例题1】分析化学中常用X射线研究晶体结构,有一种蓝色晶体[可表示为:MxFey(CN)z],研究表明它地结构特性是:Fe2+和Fe3+分别占据立方体地顶点,自身互不相邻,而CN-位于立方体地棱上.晶体地晶胞结构如图所示,下列说法不正确地是( )DXDiTa9E3d
A.该晶体中含有共价键,是共价晶体
B.M离子位于晶胞面心,呈+2价
C.M离子位于晶胞体心,呈+1价,且M+空缺率为50%(体心中没 有M+占总体心地百分比)
D.晶体地化学式可表示为MFe2(CN)6,且M为+1价
答案:B
【变式训练1】右图表示一个晶胞,该晶胞为正方体型,原子(或分子、离子)位于正方体地顶点和面心.试回答下列问题(只需回答一种代表物即可):RTCrpUDGiT
(1)若这是一个分子晶体地晶胞,其代表物质是;
(2)若这是一个金属晶体地晶胞,其代表物质是;
(3)若这是一个不完整地金刚石晶胞,则晶胞中其他碳原子地数目和位置是;
(4)若这是一个不完整地NaCl晶胞,且顶点和面心地实心球表示Na+,则晶胞中Cl-位置是;
(5)若这是一个不完整地CaF2晶胞,且已知CaF2中Ca2+地F-配位数为8,则图中实心球表示Ca2+还是F—?答:.5PCzVD7HxA
例2. 下面我们一起来认识一些硼地化合物:
(1)2008 年北京奥运会主体育场地外形好似“鸟巢” (The Bird Nest ).有一类硼烷也好似鸟巢,故称为巢式硼烷.巢式硼烷除 B10H14不与水反应外,其余均易与水反应生成氢气和硼酸,硼烷易被氧化.下图是三种最简单地巢式硼烷, jLBHrnAILg
这类硼烷地通式可表示为________________.
(2)硼酸是一元酸,它在水中地电离方程式可表示为H3BO3+H2OH++B(OH)4-,H3BO3分子和B(OH)4-离子中硼原子地杂化类型分别是_______、_________.xHAQX74J0X
(3)一种硼镁超导物质地晶体结构单元如右图所示:
①试写出这种超导材料地化学式.
②完成并配平下列化学反应方程式.
+HCl—B4H10+B+H2+
③写出B4H10在空气中燃烧地化学方程式.
答案:(1) CnHn + 4(n≥5) (2)sp2sp3 (3) ①MgB2 ②6MgB2+12HCl=B4H10+8B+H2↑+6MgCl2 ③2B4H10+11O2=4B2O3+10H2OLDAYtRyKfE
【变式训练2】由氧化物经氯化作用过生成氯化物是工业生产氯化物地常用方法,Cl2、CCl4是常用地氯化剂.如:Zzz6ZB2Ltk
CaO晶胞CaONa2O+Cl2=2NaCl+O
CaO晶胞
Ca
O
CaO+Cl2=CaCl2+O2,
SiO2+2CCl4=SiCl4+2COCl2,
Cr2O3+3CCl4=2CrCl3+3COCl2,
请回答下列问题:
(1)Cr2O3、CrCl3中Cr均为+3价,写出Cr3+地基态电子排布式__
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