(1)①金刚石晶体中,每个C与另外4个C形成共价键,碳原子采取sp3杂化,C—C—C夹角是109°28′,最小的环是6元环。每个C被12个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C—C有2 mol。
②在金刚石的晶胞中,内部的C在晶胞的体对角线的处。每个晶胞含有8个C。
(2)SiO2晶体中,每个Si原子与4个O原子成键,每个O原子与2个Si原子成键,最小的环是12元环,在“硅氧”四面体中,处于中心的是Si原子。1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目为4NA,在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。
2.分子晶体——干冰和冰
(1)干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个,属于分子密堆积。晶胞中含有4个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等。
(2)冰的结构模型中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接,含1 mol H2O的冰中,最多可形成 2 mol氢键。晶胞结构与金刚石相似,含有8个H2O。
3.金属晶体
(1)“电子气理论”要点
该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而把所有的金属原子维系在一起。
(2)金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。
(3)金属晶体的常见堆积
结构型式
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常见金属
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配位数
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晶胞
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面心立方
最密堆积(铜型)
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Cu、Ag、Au
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12
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体心立方
堆积
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Na、K、Fe
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8
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六方最密
堆积(镁型)
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Mg、Zn、Ti
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12
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简单立方
堆积
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Po
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6
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说明:六方最密堆积是按ABABAB……的方式堆积,面心立方最密堆积是按ABCABCABC……的方式堆积。
4.离子晶体
(1)NaCl型:在晶体中,每个Na+同时吸引6个Cl-,每个Cl-同时吸引6个Na+,配位数为6。每个晶胞含4个Na+和4个Cl-。
(2)CsCl型:在晶体中,每个Cl-吸引8个Cs+,每个Cs+吸引8个Cl-,配位数为8。
(3)CaF2型:在晶体中,F-的配位数为4,Ca2+的配位数为8,晶胞中含4个Ca2+,含8个F-。晶胞中Ca2+在体对角线的处。
5.石墨晶体——混合型晶体
(1)石墨层状晶体中,层与层之间的作用是范德华力。
(2)平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C原子采取的杂化方式是sp2。
(3)在每层内存在共价键和金属键。
(4)C—C的键长比金刚石的C—C键长短,熔点比金刚石的高。
(5)能导电。晶体中每个C形成3个共价键,C的另一价电子在电场作用下可移动,形成电流。
命题点1 常见晶体的微观结构分析
1.下图是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )
A.图①和图③ B.图②和图③
C.图①和图④ D.只有图④
[答案] C
2.通常情况下,氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示:
下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是( )
A.同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构
B.氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构,它们具有相似的物理性质