2020高考化学一轮复习晶体结构与性质课件新人教版.ppt

走向高考化学,路漫漫其修远兮吾将上下而求索,人教版高考总复习,物质结构与性质,选修三,第二部分选考部分,第三节晶体结构与性质,选修三,【考纲要求】1.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。2.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。3.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。4.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别。,【命题趋势】预计2017年在综合题中主要考查晶体的结构特点、性质以及有关离子晶体中微粒数的计算，预计会在晶胞结构、晶体密度与化学键的联系等方面加深。,1晶体与非晶体,晶体常识,【知识梳理】,周期性有序,无序,有,无,固定,不固定,各向异性,各向同性,熔点,X射线衍射,2.获得晶体的三条途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。3晶胞(1)概念描述晶体结构的_。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有_。并置：所有晶胞_排列、_相同。形状：一般而言晶胞都是平行六面体。,基本单元,任何间隙,平行,取向,非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占1/3。4晶格能(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：_。(2)影响因素离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越_。离子的半径：离子的半径越_，晶格能越大。,kJmol1,大,小,(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越_，且熔点越_，硬度越_。,稳定,高,大,1具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如切割整齐的玻璃。2晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”。3在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。,【易错警示】,【互动思考】,【典例透析】,【跟踪演练】,解析：考查晶体的性质相关知识。A.晶体有整齐规则的几何外形，但是具有规则外形的不一定是晶体，例如玻璃；B.晶体具有自范性，有固定的熔点，可以使X光发生有规律的衍射B正确；C.晶体研碎后并没有改变晶体的结构排列，故C错误；D.玻璃的内部结构无法规则的出现晶胞排列，故D错误，此题选B。答案：B,晶胞计算的思维方法1晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。解决这类题，一是要掌握晶体“均摊法”的原理，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。,【总结提升】,2“均摊法”原理,特别提醒：在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。3晶体微粒与M、之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1mol晶胞中含有xmol微粒，其质量为xMg(M为微粒的相对“分子”质量)；1个晶胞的质量为a3NAg(a3为晶胞的体积)，则1mol晶胞的质量为a3NAg，因此有xMa3NA。,1金属键、金属晶体(1)金属键：_与_之间的作用。(2)本质电子气理论该理论认为金属原子脱落下来的_形成遍布整块晶体的“_”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。,四种晶体类型的比较,【知识梳理】,金属阳离子,自由电子,价电子,电子气,(3)金属晶体的物理性质及解释在金属晶体中，金属离子以_相互结合。金属都具有优良的导电性、导热性和延展性。用电子气理论可解释如下：,金属键,相对滑动,排列方式,化学键,电子气,定向移动,能量的交换,2四种类型晶体的比较,分子,原子,阴、阳离子,范德华力,共价键,金属键,离子键,较小,很大,很大,很小,较大,较低,很高,很高,很低,较高,原子晶体,离子晶体,分子晶体,(2)同种晶体类型熔、沸点的比较原子晶体：,小,短,大,高,多,小,强,高,大,稳定,高,大,大,高,高,大,高,1常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。2原子晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不含共价键。3含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体由不一定含阴离子，如金属晶体。4易误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点高，其实不一定，如Na的熔点为97，尿素的熔点为132.7。,【易错警示】,【互动思考】,(5)离子晶体中一定存在金属元素。()(6)石墨的硬度比金刚石小，所以其熔点比金刚石低。()(7)干冰(CO2)晶体中包含的作用力为分子间力和共价键。()(8)SiO2晶体中包含的作用力只有共价键。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8),【典例透析】,据此回答下列问题：(1)由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：A组属于_晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是_。二氧化硅的熔点高于硅，是由于_。硼晶体的硬度与硅晶体相对比：_。(2)B组晶体中存在的作用力是_，其共同的物理性质是_(填序号)，可以用_理论解释。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C组中HF熔点反常是由于_。,(4)D组晶体可能具有的性质是_(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为：_，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为：_。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，晶体的熔、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物理性质。(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，熔点高具有离子晶体的性质。(5)晶格能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，晶体熔点越高。,答案(1)原子共价键O的原子半径小于Si的原子半径，SiO的键长小于SiSi的键长，SiO键能大于SiSi键能硼晶体大于硅晶体(2)金属键电子气(3)HF分子间能形成氢键(4)(5)NaClKClRbClMgO晶体为离子晶体，离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高,方法技巧(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。,【跟踪演练】,解析：原子晶体与分子晶体的物理性质特征。本题的解题关键是概念的转换，现在讨论的干冰是原子晶体，应该具有原子晶体的物理性质特征，有高熔、沸点，硬度大，耐磨等，另外CO2分子中本身含有极性键，故选项A、C、D表述正确；而易汽化，可用作制冷材料是分子晶体干冰的特征，选项B不正确。答案：B,解析：考查晶体熔沸点高低判断。一般来说，晶体熔沸点高低顺序是：原子晶体离子晶体分子晶体，原子晶体熔沸点与键长成反比，分子晶体熔沸点与相对分子质量成正比，但含有氢键的熔沸点较高，SiC和Si是原子晶体，熔沸点较高，键长SiCSi；剩余这些物质都是分子晶体，且都不含氢键，相对分子质量大小顺序是，氮气为非极性分子、CO为极性分子，极性分子熔沸点高于非极性分子，所以所有物质熔沸点高低顺序是，答案选B。答案：B,3(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了_的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了_的作用力；碘的升华，粒子间克服了_作用力。三种晶体的熔点由高到低的顺序是_。(2)下列六种晶体：CO2，NaCl，Na，Si，CS2，金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为_(填序号)。(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的非极性分子是_，由非极性键形成的非极性分子是_，能形成分子晶体的物质是_，含有氢键的晶体的化学式是_，属于离子晶体的是_，属于原子晶体的是_，五种物质的熔点由高到低的顺序是_。,解析：(1)氯酸钾是离子晶体，熔化离子晶体时需要克服离子键的作用力；二氧化硅是原子晶体，熔化原子晶体时需要克服共价键的作用力；碘为分子晶体，熔化分子晶体时需克服的是分子间作用力。由于原子晶体是由共价键形成的空间网状结构的晶体，所以原子晶体的熔点最高；其次是离子晶体；由于分子间作用力比化学键要小得多，所以碘的熔点最低。,(2)先把六种晶体分类。原子晶体：、；离子晶体：；金属晶体：；分子晶体：、。由于碳原子半径小于硅原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅；CO2和CS2同属于分子晶体，其熔点与相对分子质量成正比，故CS2的熔点高于CO2；Na在通常状况下是固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2；Na在水中即熔化成小球，说明它的熔点较NaCl低。,答案：(1)离子键共价键分子间SiO2KClO3I2(2)(3)CO2H2H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC(NH4)2SO4HFCO2H2(4)金属晶体分子晶体离子晶体原子晶体,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(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)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。(4)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。,【总结提升】,2依据物质的分类判断(1)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。(2)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。(3)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。(4)金属单质是金属晶体。,3依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高。(2)原子晶体熔点很高。(3)分子晶体熔点低。(4)金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。,4依据导电性判断(1)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。(3)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。(4)金属晶体是电的良导体。,5依据硬度和机械性能判断(1)离子晶体硬度较大、硬而脆。(2)原子晶体硬度大。(3)分子晶体硬度小且较脆。(4)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。,注意：常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.421010m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.541010m)短，所以熔、沸点高于金刚石。AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点190)。合金的硬度比成分金属大，熔、沸点比成分金属低。,典型晶体模型,1常见的晶体模型,【知识梳理】,4,10928,6,1：2,4,1:2,12,12,4,2,12,4,4,8,6,6,12,8,12,2.石墨晶体,共价键,sp2,分子间作用力,【互动思考】,(6)金属晶体能导电是因为金属晶体在外加电场作用下可失去电子。()(7)NaCl表示一个氯化钠分子是由一个钠离子和一个氯离子构成的。()(8)在NaCl晶体中，将一个Na周围最近的Cl连起来，是一个正八面体。()(9)离子晶体不导电，熔融或溶于水后能导电。()(10)1mol干冰、NaCl、金刚石中含有的晶胞均为0.25NA个。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10),【典例透析】,(3)反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻，请用一个化学方程式来表示它们的电负性的大小：_，并请写出其中电负性较小的元素原子的价层电子排布图：_。(4)Al单质的晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。,若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，请回答：晶胞中Al原子的配