高考化學一輪復習 第12章 物質結構與性質（選修）第3講 晶體結構與性質課件 新人教版.ppt

,第十二章 物質結構與性質(選修),第三講 晶體結構與性質,考綱要求 1了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結構與性質的關系。 2了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的構成粒子及粒子間作用力的區(qū)別。 3理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質。,1晶體與非晶體 (1)晶體與非晶體的區(qū)別。,考點一 晶體的常識,知識梳理,周期性有序,無序,(2)得到晶體的途徑。 熔融態(tài)物質凝固。 氣態(tài)物質不經(jīng)液態(tài)直接凝固。 溶質從溶液中析出。 (3)晶體的特點。 外形和內部質點排列的_性。 晶體的許多物理性質(如強度)表現(xiàn)出_性。 晶體具有_性，即晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)_的性質。 (4)區(qū)別晶體和非晶體的方法。 熔點法：_的熔點較固定，而_沒有固定的熔點。 _：當單一波長的X­射線通過晶體時，會在記錄儀上看到_，而非晶體則沒有。,高度有序,各向異,自范,幾何多面體,晶體,非晶體,X­射線衍射法,分立的斑點或譜線,2晶胞 (1)概念。 描述晶體結構的_。 (2)晶體中晶胞的排列無隙并置。 無隙：相鄰晶胞之間沒有_。 并置：所有晶胞_排列、_相同。,基本單元,任何間隙,平行,取向,判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“×” (1)固態(tài)物質一定是晶體( ) (2)冰和固態(tài)碘中相互作用力相同( ) (3)晶體內部的微粒按一定規(guī)律周期性的排列( ) (4)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體( ) (5)固體SiO2一定是晶體( ),思考辨析,×,×,×,×,1下圖為離子晶體空間構型示意圖：(陽離子，陰離子)以M代表陽離子，以N表示陰離子，寫出各離子晶體的組成表達式： A_、B_、C_。,題組訓練,MN,MN3,MN2,2Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如下圖所示。 (1)在1個晶胞中，Zn2的數(shù)目為_。 (2)該化合物的化學式為_。 解析 一個晶胞中Zn2的數(shù)目1(8個頂點)3(6個面心)4，S2的數(shù)目4(4個體心)。,4,ZnS,3F、K和Ni三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示。 (1)該化合物的化學式為_；Ni的配位數(shù)為_。 (2)列式計算該晶體的密度_ g·cm3。,K2NiF4,6,4,XY2或Y2X,(2)非長方體形(正方體形)晶胞中粒子對晶胞的貢獻視具體情況而定。如石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)對六邊形的貢獻為1/3。 2晶體的密度及微粒間距離的計算 若1個晶胞中含有x個微粒，則1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質量為xM g(M為微粒的相對“分子”質量)；又1個晶胞的質量為 a3 g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質量為 a3NA g，因此有xM a3NA。,1四類晶體的比較,考點二 四種晶體性質比較,知識梳理,分子,原子,金屬陽離子、 自由電子,陰、陽離子,分子間作用力,共價鍵,金屬鍵,離子鍵,較小,很大,很大,很小,較大,較低,很高,很高,很低,較高,2.離子晶體的晶格能 (1)定義： 氣態(tài)離子形成1 mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：_。 (2)影響因素： 離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越_。 離子的半徑：離子的半徑越_，晶格能越大。 (3)與離子晶體性質的關系： 晶格能越大，形成的離子晶體越_，且熔點越高，硬度越_。,kJ·mol1,大,小,穩(wěn)定,大,判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“×” (1)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子( ) (2)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子( ) (3)原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高( ) (4)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低( ) (5)離子晶體一定都含有金屬元素( ) (6)金屬元素與非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體( ),思考辨析,×,×,×,×,×,一、晶體類型的判斷 1有下列八種晶體： A水晶 B冰醋酸 C氧化鎂 D白磷 E晶體氬 F氯化銨 G鋁 H金剛石 用選項字母回答下列問題： (1)屬于原子晶體的化合物是_。直接由原子構成的晶體是_，直接由原子構成的分子晶體是_。 (2)由極性分子構成的晶體是_，含有共價鍵的離子晶體是_，屬于分子晶體的單質是_。 (3)在一定條件下能導電而不發(fā)生化學變化的是_，受熱熔化后化學鍵不發(fā)生變化的是_，需克服共價鍵的是_。,題組訓練,A,AEH,E,B,F,DE,G,BD,AH,解析 首先正確的判斷晶體類型，其次注意題目的附加要求，如屬于原子晶體的化合物，另外稀有氣體為單原子分子，金屬晶體導電時僅有自由電子在外加電場作用下發(fā)生定向移動，屬物理變化。,2現(xiàn)有幾組物質的熔點數(shù)據(jù)如下表：,據(jù)此回答下列問題： (1)A組屬于_晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是_。 (2)B組晶體共同的物理性質是_(填序號)。 有金屬光澤 導電性 導熱性 延展性 (3)C組中HF熔點反常是由于_ _。 (4)D組晶體可能具有的性質是_(填序號)。 硬度小 水溶液能導電 固體能導電 熔融狀態(tài)能導電 解析 A組熔點高，而且已知金剛石、硅為原子晶體；B組為金屬晶體，所以應該具備金屬晶體的性質；C組中HF分子間存在氫鍵；D組為離子晶體，具備離子晶體的性質。,原子,共價鍵,HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要,消耗的能量更多,3有A、B、C三種晶體，分別由H、C、Na、Cl四種元素中的一種或幾種組成，對這三種晶體進行實驗，結果如表：,(1)晶體的化學式分別為A_、B_、C_。 (2)晶體的類型分別是A_、 B_、C_。 (3)晶體中微粒間作用力分別是A_、B_、C_。 解析 根據(jù)A、B、C所述晶體的性質可知，A為離子晶體，只能為NaCl，微粒間的作用力為離子鍵；B應為原子晶體，只能為金剛石，微粒間的作用力為共價鍵；C應為分子晶體，且易溶，只能為HCl，微粒間的作用力為范德華力。,NaCl,C,HCl,離子晶體,原子晶體,分子晶體,離子鍵,共價鍵,范德華力,晶體類型的判斷 1依據(jù)組成晶體的晶格質點和質點間的作用判斷 離子晶體的晶格質點是陰、陽離子，質點間的作用是離子鍵；原子晶體的晶格質點是原子，質點間的作用是共價鍵；分子晶體的晶格質點是分子，質點間的作用為分子間作用力，即范德華力；金屬晶體的晶格質點是金屬陽離子和自由電子，質點間的作用是金屬鍵。,2依據(jù)物質的分類判斷 金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(如NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。大多數(shù)非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。常見的原子晶體單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質(常溫除汞外)與合金是金屬晶體。 3依據(jù)晶體的熔點判斷 離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至1 000余度。原子晶體熔點高，常在1 000度至幾千度。分子晶體熔點低，常在數(shù)百度以下至很低溫度，金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有相當?shù)偷摹?4依據(jù)導電性判斷 離子晶體水溶液及熔化時能導電。原子晶體一般為非導體，石墨能導電。分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子也能導電。金屬晶體是電的良導體。 5依據(jù)硬度和機械性能判斷 離子晶體硬度較大或硬而脆。原子晶體硬度大，分子晶體硬度小且較脆。金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。,二、晶體熔、沸點的比較 4下列分子晶體中，關于熔、沸點高低的敘述中，正確的是( ) ACl2I2 BSiCl4PH3 DC(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3,解析 A、B項屬于無氫鍵存在的分子結構相似的情況，相對分子質量大的熔、沸點高；C項屬于分子結構相似的情況，但存在氫鍵的熔沸點高；D項屬于相對分子質量相同，但分子結構不同的情況，支鏈少的熔、沸點高。 答案 C,5NaF、NaI和MgO均為離子晶體，有關數(shù)據(jù)如下表： 試判斷，這三種化合物熔點由高到低的順序是( ) A B C D,解析 NaF、NaI、MgO均為離子晶體，它們熔點高低由離子鍵強弱決定，而離子鍵的強弱與離子半徑和離子電荷數(shù)有關，MgO中鍵長最短，離子電荷數(shù)最高，故離子鍵最強，熔點最高。 答案 B,6下列各組物質中，按熔點由低到高的順序排列正確的是( ) O2、I2、Hg CO、KCl、SiO2 Na、K、Rb Na、Mg、Al A B C D,解析 中Hg在常溫下為液態(tài)，而I2為固態(tài)，故錯；中SiO2為原子晶體，其熔點最高，CO是分子晶體，其熔點最低，故正確；中Na、K、Rb價電子數(shù)相同，其原子半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，熔點逐漸降低，故錯；中Na、Mg、Al價電子數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，金屬鍵依次增強，熔點逐漸升高，故正確。 答案 D,7參考下表中物質的熔點，回答有關問題： (1)鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點與鹵素離子及堿金屬離子的_有關，隨著_的增大，熔點依次降低。 (2)硅的鹵化物的熔點及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點與_有關，隨著_增大，_增大，故熔點依次升高。 (3)鈉的鹵化物的熔點比相應的硅的鹵化物的熔點高得多，這與_有關，因為_ _，故前者的熔點遠高于后者。,半徑,半徑,相對分子質量,相對分子質量,分子間作用力,晶體類型,鈉的鹵化物為離子晶體，而硅的鹵化物為分子,晶體,解析 分析表中的物質和數(shù)據(jù)：NaF、NaCl、NaBr、NaI均為離子晶體，它們的陽離子相同，陰離子隨著離子半徑的增大，離子鍵依次減弱，熔點依次降低。NaCl、KCl、RbCl、CsCl四種堿金屬的氯化物均為離子晶體，它們的陰離子相同，陽離子隨著離子半徑的增大，離子鍵逐漸減弱，熔點依次降低。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4四種硅的鹵化物均為分子晶體，它們的結構相似，隨著相對分子質量的增大，分子間作用力逐漸增強，熔點依次升高。SiCl4、GeCl4、SnCl4、PbCl4四種碳族元素的氯化物均為分子晶體。它們的組成和結構相似，隨著相對分子質量的增大，分子間作用力逐漸增強，熔點依次升高。,晶體熔沸點高低的比較 1不同類型晶體的熔、沸點高低規(guī)律：原子晶體離子晶體分子晶體。 金屬晶體的熔、沸點有的很高，如鎢、鉑等；有的則很低，如汞、鎵、銫等。 2由共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的，鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點高。如：金剛石石英碳化硅硅。 3離子晶體要比較離子鍵的強弱。一般地說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgOMgCl2NaClCsCl。,4分子晶體：組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如熔、沸點：O2N2，HIHBrHCl。組成和結構不相似的物質，分子極性越大，其熔、沸點就越高，如熔、沸點：CON2，在同分異構體中，一般來說，支鏈數(shù)越多，熔、沸點越低，如沸點：正戊烷異戊烷新戊烷；芳香烴及其衍生物的同分異構體，其熔、沸點高低順序是“鄰位間位對位”化合物。,特別提醒 (1)若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結構相似的同類晶體大，故熔、沸點較高。例如： 熔、沸點：HFHIHBrHCl。 (2)金屬晶體中金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強，金屬熔、沸點就越高。如熔、沸點：NaNaKRbCs。 (4)根據(jù)物質在相同條件下的狀態(tài)不同，熔、沸點：固體液體氣體。例如：SHgO2。,1原子晶體(金剛石和二氧化硅),考點三 幾種常見的晶體模型,知識梳理,(1)金剛石晶體中，每個C與另外_個C形成共價鍵，CC 鍵之間的夾角是109°28，最小的環(huán)是_元環(huán)。含有1 mol C的金剛石中，形成的共價鍵有_ mol。 (2)SiO2晶體中，每個Si原子與_個O成鍵，每個O原子與_個硅原子成鍵，最小的環(huán)是_元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是_原子，1 mol SiO2中含有_mol SiO鍵。,4,六,2,4,2,十二,Si,4,2分子晶體 (1)干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有_個。 (2)冰的結構模型中，每個水分子與相鄰的_個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成_mol“氫鍵”。,12,4,2,3離子晶體 (1)NaCl型：在晶體中，每個Na同時吸引_個Cl，每個Cl同時吸引_個Na，配位數(shù)為_。每個晶胞含_個Na和_個Cl。 (2)CsCl型：在晶體中，每個Cl吸引_個Cs，每個Cs吸引_個Cl，配位數(shù)為_。,6,6,6,4,4,8,8,8,4石墨晶體 石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是_，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是_，C原子采取的雜化方式是_。,分子間作用力,2,sp2,5常見金屬晶體的原子堆積模型,1(雙選)下列是鈉、碘、金剛石、干冰、氯化鈉晶體的晶胞示意圖(未按順序排序)。與冰的晶體類型相同的是_(填選項字母)。,題組訓練,解析 冰屬于分子晶體，干冰、碘也屬于分子晶體；B為干冰晶胞，C為碘晶胞。 答案 BC,2(1)將等徑圓球在二維空間里進行排列，可形成密置層和非密置層。在圖1所示的半徑相等的圓球的排列中，A屬于_層，配位數(shù)是_；B屬于_層，配位數(shù)是_。 (2)將非密置層一層一層地在三維空間里堆積，得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞，它被稱為簡單立方堆積，在這種晶體中，金屬原子的配位數(shù)是_，平均每個晶胞所占有的原子數(shù)目是_。,非密置,4,密置,6,6,1,(3)有資料表明，只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的堆積方式。釙位于元素周期表的第_周期第_族，元素符號是_，最外電子層的電子排布式是_。,六,A,Po,6s26p4,3根據(jù)圖回答問題：,(1)A圖是某離子化合物的晶胞(組成晶體的一個最小單位)，陽離子位于中間，陰離子位于8個頂點，該化合物中陽、陰離子的個數(shù)比是_。 (2)B圖表示構成NaCl晶體的一個晶胞，通過想象與推理，可確定一個NaCl晶胞中含Na和Cl的個數(shù)分別為_、_。 (3)釔鋇銅復合氧化物超導體有著與鈣鈦礦相關的晶體結構，若Ca、Ti、O形成如C圖所示的晶體，其化學式為_。 (4)石墨晶體結構如D圖所示，每一層由無數(shù)個正六邊形構成，則平均每一個正六邊形所占有的碳原子數(shù)為_，CC鍵數(shù)為_。 (5)晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體，如E圖。其中含有20個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個頂角上各有1個原子。試觀察E圖，推斷這個基本結構單元所含硼原子個數(shù)、鍵角、BB鍵的個數(shù)依次為_、_、_。,11,4,4,CaTiO3,2,3,12,60°,30,