高中化学 3.5 单元整合同步课件 苏教版选修3.ppt

第五单元单元整合 1 晶体的基本类型与性质 2 几种重要的晶体 1 依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断离子晶体的晶格质点是阴 阳离子 质点间的作用是离子键 原子晶体的晶格质点是原子 质点间的作用是共价键 分子晶体的晶格质点是分子 质点间的作用为分子间作用力 即范德华力 金属晶体的晶格质点是金属离子和自由电子 质点间的作用是金属键 3 判断晶体类型的方法 2 依据物质的分类判断金属氧化物 如k2o na2o2等 强碱 如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 晶体硼外 气态氢化物 非金属氧化物 除sio2外 酸 绝大多数有机物 除有机盐外 是分子晶体 常见的原子晶体单质有金刚石 晶体硅 晶体硼等 常见的原子晶体化合物有碳化硅 二氧化硅等 金属单质 除汞外 与合金属于金属晶体 3 依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高 常在数百至1000余摄氏度 原子晶体的熔点高 常在1000至几千摄氏度 分子晶体熔点低 常在数百摄氏度以下至很低温度 金属晶体多数熔点高 但也有相当低的 4 依据导电性判断离子晶体水溶液及熔融态能导电 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 主要是酸和活泼非金属氢化物 溶于水 使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电 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或略硬而脆 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 但也有较小的 且具有延展性 1 不同类型晶体的熔 沸点高低规律 原子晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体的熔 沸点有的很高 如钨 铂等 有的则很低 如汞 镓 铯等 2 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 如 金刚石 石英 碳化硅 硅 3 离子晶体间比较离子键的强弱 一般地说 阴阳离子的电荷数越多 离子半径越小 则离子间的作用力就越强 其离子晶体的熔 沸点就越高 如熔点 mgo mgcl2 nacl cscl 4 物质熔 沸点高低比较规律 4 分子晶体 组成和结构相似的物质 相对分子质量越大 熔 沸点越高 如 熔 沸点 o2 n2 hi hbr hcl 组成和结构不相似的物质 分子极性越大 其熔 沸点就越高 如熔 沸点 co n2 在同分异构体中 一般地说 支链数越多 熔 沸点越低 如沸点 正戊烷 异戊烷 新戊烷 5 金属晶体中金属离子半径越小 离子电荷数越多 其金属键越强 金属熔 沸点就越高 如熔 沸点 na mg al 5 各类晶体中所含的化学键 原子晶体 极性键如二氧化硅非极性键如金刚石 硅 分子晶体 无化学键如稀有气体共价键如 离子晶体 离子键 只含 如nacl离子键 极性键如离子键 非极性键如离子键 非极性键 极性键如离子键 极性键 配位键如 零排放 太阳能 绿色光源等高科技点亮2010上海世博 1 世博园区外围设置生态化停车场 有害尾气被纳米光触媒涂料分解为无毒物质 汽车尾气中的下列物质属于由极性键形成的非极性分子的是 a cob noc no2d co2 2 一轴四馆 中安装了高亮度节能的陶瓷金卤灯 金卤灯中填充物通常包含na 81tl 49in sc i等元素的单质或化合物 有关说法正确的是 a 第 a族元素铊和铟 第一电离能tl小于inb 元素sc位于周期表s区c 钠的熔点低 是因为金属键较弱d 碘的电负性大于氯 典例1 3 世博锗广泛采用了冰蓄冷空调 冰蓄冷空调采用液态化合物乙二醇 hoch2ch2oh 介质 乙二醇沸点高 是由于 4 上海城区大规模集中使用 21世纪绿色光源 led半导体照明 led晶片采用砷化镓 gaas 等材料组成 其中ga原子在基态时 其价电子轨道表示式为 gaas的晶胞结构如右图 as位于顶点和面心 晶胞中与as原子等距离且最近的ga原子有 个 解析 1 由极性键形成的非极性分子须具有对称的空间构型 co2为直线形分子 结构对称 符合要求 2 同一主族自上而下随着原子半径的增大 第一电离能逐渐减小 所以a正确 元素sc位于周期表的d区 c正确 碘的电负性小于氯 3 乙二醇沸点高是因为乙二醇分子间存在氢键 4 ga原子的价电子排布式为4s24p1 则其价电子轨道表示式为 ga原子与相连的顶点及面心上的as原子距离最近 则以面心上的as原子为研究对象 晶胞内与之最近的ga原子有两个 而一个面为两个晶胞所共有 所以晶胞中与as原子等距离且最近的ga原子有4个 答案 1 d 2 ac 3 乙二醇分子间存在氢键 1996年诺贝尔化学奖授予对发现c60有重大贡献的三位科学家 c60分子是形如足球状的多面体 如右图 该结构的建立基于以下理论 1 c60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键 典例2 2 c60分子只含有五边形和六边形 3 多面体的顶点数 面数和棱边数的关系 遵循欧拉定理 据上所述 可推知c60分子有12个五边形和20个六边形 c60分子所含的双键数为30 请回答下列问题 1 固体c60与金刚石相比较 熔点较高者应是 理由是 2 试估计c60跟f2在一定条件下 能否发生反应生成c60f60 填 可能 或 不可能 并简述其理由 3 通过计算 确定c60分子所含单键数为 4 c70分子也已制得 它的分子结构模型可以与c60同样考虑而推知 通过计算确定c70分子中五边形和六边形的数目 c70分子中所含五边形数为 六边形数为 解析 1 金刚石是原子晶体 晶体中结构微粒之间的作用力是强烈的共价键 而c60是分子晶体 晶体中结构微粒间的作用力是微弱的范德华力 故金刚石的熔点高 2 可能 因为c60分子中含有30个双键 极活泼的f2与c60发生加成反应即得c60f60 3 60个 由欧拉定理得键数 棱边数 60 12 20 2 90 因为90个键中包含了30个双键 所以c60分子中的单键数为90 30 60 4 设c70分子中五边形数为x 六边形数为y 由于结构中每一条边为两个面共用 分摊到每一个面内只占 每一条边即一个键 是由两个碳原子共同形成的 每个碳原子只占这个键的 结合欧拉定理可得方程组 解得 x 12 y 25 答案 1 金刚石金刚石是原子晶体而c60是分子晶体 2 可能含有30个双键 易与活泼的f2发生加成反应 3 60 4 1225 通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能 键能的大小可以衡量化学键的强弱 也可用于估算化学反应的反应热 h 化学反应的 h等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差 典例3 请回答下列问题 1 比较下列两组物质的熔点高低 填 或 sicsi sicl4sio2 2 右图中立方体中心的 表示硅晶体中的一个原子 请在立方体的顶点用 表示出与之紧邻的硅原子 3 工业上高纯硅可通过下列反应制取 sicl4 g 2h2 g si s 4hcl g 该反应的反应热 h kj mol 1 解析本题主要考查键能的大小与物质性质及反应热之间的关系 1 sic与si皆为原子晶体 由于si c键能大于si si键能 故sic的熔点比si高 sicl4为分子晶体 sio2为原子晶体 前者的熔点低于后者 2 根据硅原子与硅原子可形成四个相等的硅硅键可知 除立方体中心的硅原子外 与它相邻的硅原子应处于可形成正四面体的四个顶点上 3 根据题意 所给反应的旧化学键键能之和为 4 360kj mol