广西2019年高考化学一轮复习 选考3.3 晶体结构与性质课件 新人教版.ppt

第3节晶体结构与性质,考纲要求:1.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。2.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。3.了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。6.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。7.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,晶体常识与四种晶体的比较1.晶体(1)晶体与非晶体。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)得到晶体的途径。熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.四种晶体的比较,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)凡是有规则外形的固体一定是晶体()(2)晶体与非晶体的本质区别:是否有自范性()(3)熔融态物质凝固就得到晶体()(4)晶体有一定的熔、沸点()(5)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法:是否具有固定的熔沸点()(6)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子()(7)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高()(8)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低()(9)离子晶体中一定不含有共价键()(10)分子晶体或原子晶体中一定不含离子键(),考点一,考点二,基础梳理,考点突破,1.晶体类型的5种判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断。离子晶体的构成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用是离子键。原子晶体的构成微粒是原子,微粒间的作用是共价键。分子晶体的构成微粒是分子,微粒间的作用为分子间作用力。金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子,微粒间的作用是金属键。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)依据物质的分类判断。金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。金属单质是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断。离子晶体的熔点较高。原子晶体的熔点很高。分子晶体的熔点低。金属晶体多数熔点较高,但有少数熔点相当低。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(4)依据导电性判断。离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断。离子晶体硬度较大、硬而脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体熔、沸点的比较。不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)同种晶体类型熔、沸点的比较。原子晶体:(比较共价键强弱)原子半径越小键长越短键能越大共价键越强熔、沸点越高。如熔点:金刚石碳化硅晶体硅离子晶体:(比较离子键强弱或晶格能大小)a.一般地说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越大,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgONaClCsCl。b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,分子晶体:(比较分子间作用力大小)a.分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如沸点H2OH2TeH2SeH2S。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,如SnH4GeH4SiH4CH4。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,其熔、沸点越高,如CON2,CH3OHCH3CH3。d.同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,金属晶体:金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:NaRbClMgO晶体为离子晶体,离子所带电荷越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,解析:(1)A组由非金属元素组成,熔点最高,属于原子晶体,熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体熔、沸点高,硬度大。(2)B组都是金属,存在金属键,具有金属晶体的性质,可以用“电子气理论”解释相关的性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体,HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物,熔点较高,具有离子晶体的性质。(5)晶格能大小与离子电荷数和离子半径有关,电荷数越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,误区警示(1)分子晶体熔、沸点的比较要特别注意氢键的存在。(2)离子晶体的熔点不一定都低于原子晶体,如MgO是离子晶体,熔点是2800;而SiO2是原子晶体,熔点是1732。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,跟踪训练1.磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:(1)基态磷原子的核外电子排布式为。(2)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图1所示。第一电离能:磷(填“”或“”,下同)硫;电负性:磷硫。P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为。每个P4S3分子中含孤电子对的数目为。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(3)N、P、As、Sb均是第A族的元素。上述元素的氢化物的沸点关系如图2所示,沸点:PH3NH3,其原因是;沸点:PH3AsH3硫;硫的非金属性比磷强,故电负性:磷硫;P4S3分子中硫原子与2个P原子相连,每个硫原子还有2个孤电子对,采用sp3杂化;每个P原子有1个孤电子对,每个S原子有2个孤电子对,每个P4S3分子中含孤电子对的数目为14+23=10;(3)氨分子间存在氢键,导致沸点:PH3NH3;随相对分子质量不断增大,分子间作用力不断增强,因此沸点:PH3H3PO4,从结构的角度分析,因为HNO3分子中含有2个非羟基氧原子,比H3PO4中多1个,故酸性为HNO3H3PO4;(3)磷青铜中锡、磷两元素电负性的大小为SnPFe,2,1,3,4,5,解析(1)P原子核外有15个电子,分三层排布,即有三个能层,所以电子占据的最高能层符号为M;最外层价电子排布为3s23p3,则磷元素位于周期表的p区;3s能级有1个轨道,3p能级有3个轨道,3d能级有5个轨道,所以M能层具有的原子轨道数为9。(2)同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,但Mg的3s能级全充满,3p能级全空,相对较稳定;第一电离能高于同周期相邻元素;P原子3p能级是半充满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能位于铝到磷元素之间的有Mg、Si、S三种元素。,2,1,3,4,5,(3)P4分子为正四面体构型,键角为60,P4分子中每个P原子与相邻的3个P原子形成3个键,每个P原子含有1对孤电子对,杂化轨道数目为4,故P原子采取sp3杂化;因为P4分子中每个P原子与相邻的3个P原子形成3个键,则平均1molP原子形成1.5mol键,所以3.1g白磷中键的数目为0.15NA;相似相溶原理是指极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。P4和CS2都是非极性分子,H2O是极性分子,根据相似相溶的原理,P4易溶于CS2,难溶于水。,2,1,3,4,5,(4)Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级的2个电子和3d能级的1个电子形成Fe3+,Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,故电负性:SP,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,则电负性:OS,所以电负性OP;Fe为金属元素,则电负性由大到小的顺序是OPFe。,4,3,1,2,5,3.锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。(1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因。,4,3,1,2,5,(2)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);。则D原子的坐标参数为。晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为gcm-3(列出计算式即可)。,4,3,1,2,5,答案:(1)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强,4,3,1,2,5,4.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:(1)GaF3的熔点高于1000,GaCl3的熔点为77.9,其原因是。(2)GaAs的熔点为1238,密度为gcm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为,Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmol-1和MAsgmol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。,4,3,1,2,5,5,3,1,2,4,5.(2018全国)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:(1)Zn原子核外电子排布式为。(2)ZnF2具有较高的熔点(872),其化学键类型是;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是。(3)中华本草等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤