高中化学 章末归纳整合3课件 新人教版选修3.ppt

章末归纳整合 请分别用一句话表达下列关键词 晶体晶胞分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体晶格能 提示晶体 内部微粒 原子 离子和分子 在三维空间按一定规律做周期性有序排列构成的固体物质 叫晶体 晶胞 描述晶体结构的基本单元 一般都是平行六面体 分子晶体 由分子构成 相邻分子靠分子间作用力相互吸引 原子晶体 原子间都以共价键相结合 是三维的空间网状结构 金属晶体 通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体 叫做金属晶体 离子晶体 由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体 晶格能 气态离子形成1mol离子晶体释放的能量 通常取正值 1 氯化钠 氯化铯晶体 离子晶体由于离子键无饱和性与方向性 所以离子晶体中无单个分子存在 阴阳离子在晶体中按一定的规则排列 使整个晶体不显电性且能量最低 离子的配位数分析如下 1 氯化钠晶体中每个na 周围有6个cl 每个cl 周围有6个na 与一个na 距离最近且相等的cl 围成的空间构型为正八面体 每个na 周围与其最近且距离相等的na 有12个 如下图所示 在sio2晶体中每个si原子周围有4个氧原子 同时每个氧原子结合2个硅原子 一个si原子可形成4个si o键 1molsi原子可形成4molsi o键 但是由此有许多学生认为二氧化硅晶体结构中一个最小的环是由8个原子构成的 实际上 在二氧化硅晶体中每个硅原子与周围的4个氧原子的成键情况与金刚石晶体中的碳原子与周围的其他碳原子连接的情况是相同的 即每个硅原子与周围的4个氧原子构成一个正四面体 只是每个氧原子又处在由另一个硅原子为中心的一个正四面体上 即每个氧原子为两个硅氧四面体共用 如上图所示 从此图中可以明确看出 构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成的椅式环 注意图中o si o夹角为109 28 3 干冰 分子晶体干冰晶体是一种立方面心结构 立方体的8个顶角及6个面的中心各排布一个co2分子 晶胞是一个面心立方 一个晶胞实际拥有的co2分子数为4个 均摊法 每个co2分子周围距离相等且最近的co2分子共有12个 分子间由分子间作用力形成晶体 每个co2分子内存在共价键 因此晶体中既有分子间作用力 又有化学键 但熔 沸点的高低由分子间的作用力决定 重要因素是相对分子质量 因此当晶体熔化时 分子内的化学键不发生变化 4 石墨 混合型晶体石墨晶体是层状结构 在每一层内有无数个正六边形 同层碳原子间以共价键结合 晶体中c c的夹角为120 层与层之间的作用力为范德华力 每个c原子被6个棱柱共用 每6个棱柱实际占有的c原子数为2个 5 固态金属单质 金属晶体金属 除金属汞外 在常温下都是晶体 在金属中 金属原子好像许多硬球一样一层一层紧密地堆积着 每个金属原子周围都有许多相同的金属原子围绕着 其实由于金属原子的最外层电子都较少 故金属原子容易失去电子变成金属离子 金属原子释放电子后形成的离子按一定规律堆积 释放的电子则在这个晶体里自由运动 这就是自由电子 在金属晶体的内部 金属离子和自由电子之间存在较强的相互作用力 这个作用力便是金属键 因此有人形象地将金属键比喻为金属阳离子沉浸在自由电子的海洋里 例1 现有四种晶体 其离子排列方式如下图所示 其中化学式正确的是 答案cd 例2 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料 结构示意图如右 可由石墨剥离而成 具有极好的应用前景 下列说法正确的是 a 石墨烯与石墨互为同位素b 0 12g石墨烯中含有6 02 1022个碳原子c 石墨烯是一种有机物d 石墨烯中的碳原子间以共价键结合 解析同位素的研究对象是原子 a选项错误 0 12g石墨烯的物质的量为0 01mol 所含碳原子个数为0 01na b选项错误 有机物一般含有碳 氢元素 c选项错误 由图示可知 石墨烯中碳原子间均为共价键结合 d选项正确 答案d 3 乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈 h2c ch c n 丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 分子中处于同一直线上的原子数目最多为 答案b 点拨灵活运用解题策略处理复杂 抽象 一般性的问题 往往可以使问题变得简单 具体 特殊 而易于形成解题思路 例5 生物质能是一种洁净 可再生的能源 生物质气 主要成分为co co2 h2等 与h2混合 催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一 1 上述反应的催化剂含有cu zn al等元素 写出基态zn原子的核外电子排布式 2 根据等电子原理 写出co分子结构式 3 甲醇催化氧化可得到甲醛 甲醛与新制cu oh 2的碱性溶液反应生成cu2o沉淀 甲醇的沸点比甲醛的高 其主要原因是 甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为 甲醛分子的空间构型是 1mol甲醛分子中 键的数目为 在1个cu2o晶胞中 结构如图所示 所包含的cu原子数目为 解析 1 zn的原子序数为30 注意3d轨道写在4s轨道的前面 2 依据等电子原理 可知co与n2为等电子体 n2分子的结构式为 n n 互为等电子体分子的结构相似 可写出co的结构式 3 甲醇分子之间形成了分子间氢键 甲醛分子间只是分子间作用力 而没有形成氢键 故甲醇的沸点高 甲醛分子中含有碳氧双键 故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化 分子的空间构型为平面型 1mol甲醛分子中含有2mol碳氢 键 1mol碳氧 键 故含有 键的数目为3na 依据晶胞示意图可以看出co原子处于晶胞部 所包含的cu原子数目为2 答案 1 1s22s22p63s23p63d104s2或 ar 3d104s2 2 c o 3 甲醇分子之间形成氢键sp2杂化 平面三角形3na 2点拨本题主要考查核外电子排布式 等电子体原理 分子间作用力 杂化轨道 共价键类型 分子的平面构型 例6 单质硼有无定形和晶体两种 参考下列数据 1 晶体硼的晶体类型属于 晶体 理由是 2 已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体 如图所示 其中含有二十个等边三角形和一定数目的顶角 每个顶角上各有一个硼原子 通过观察图形及计算确定 该基本结构单元是由 个硼原子构成的 其中b b键的键角为 所含b b键的数目是 若将晶体硼结构单元中的每一个顶角均削去 余下的部分就和c60晶体的结构相同 据此确定 c60是由 个正六边形和 个正五边形构成 答案 1 原子晶体硼的熔点 沸点都很高 硬度也很大 2 1260 30 2012 b oh 3 naoh nabo2 2h2o点拨物质的分子有各种几何构型 应用数学中的几何思想 分析分子结构 能使抽象的变为具体的 枯燥的变为美好的 因此在化学学习过程中 要把数学知识渗透其中 达到相互融合 互相促进 形成立体化知识结构 有利于发散思维 创新思维的形成 解题是为了培养我们的能力 在解题过程中学会学习 学会思考 学会创新 1 根据物质在相同条件下的状态不同提示一般熔 沸点 固 液 气 如 碘单质 汞 co2 2 由周期表看主族单质的熔 沸点提示同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低 而非金属单质熔点 沸点渐高 但碳族元素特殊 即c si ge sn越向下 熔点越低 与金属族相似 还有 a族的镓熔点比铟 铊低 a族的锡熔点比铅低 3 同周期中的几个区域的熔点规律提示 高熔点单质c si b三角形小区域 因其为原子晶体 故熔点高 金刚石和石墨的熔点最高 大于3550 金属元素的高熔点区在过渡元素的中部和中下部 其最高熔点为钨 3410 低熔点单质非金属低熔点单质集中于周期表的右和右上方 另有 a的氢气 其中稀有气体熔 沸点均为同周期的最低者 如氦的熔点 272 2 26 105pa 沸点 268 9 最低 金属的低熔点区有两处 a b族zn cd hg及 a族中al ge th a族的sn pb a族的sb bi 呈三角形分布 最低熔点是hg 38 87 近常温呈液态的镓 29 78 铯 28 4 体温即能使其熔化 4 从晶体类型看熔 沸点规律提示晶体纯物质有固定熔点 不纯物质凝固点与成分有关 凝固点不固定 非晶体物质 如玻璃 水泥 石蜡 塑料等 受热变软 渐变流动性 软化过程 直至液体 没有熔点 原子晶体的熔 沸点高于离子晶体 又高于分子晶体 在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大 则熔点越高 判断时可由原子半径推导出键长 键能再比较 如键长 金刚石 c c 碳化硅 si c 晶体硅 si si 熔点 金刚石 碳化硅 晶体硅 在离子晶体中 化学式与结构相似时 阴阳离子半径之和越小 离子键越强 熔沸点越高 反之越低 如kf kcl kbr ki cao kcl 分子晶体的熔 沸点由分子间作用力而定 分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高 反之越低 具有氢键的分子晶体 熔沸占反常地高 如 h2o h2te h2se h2s c2h5oh ch3 o ch3 对于分子晶体而言又与极性大小有关 其判断思路大体是 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 分子间作用力越强 物质的熔沸点越高 如 ch4 sih4 geh4 snh4 组成和结构不相似的物质 相对分子质量相近 分子极性越大 其熔沸点就越高 如 co n2 ch3oh ch3 ch3 在高级脂肪酸形成的油脂中 不饱和程度越大 熔沸点越低 如c17h35cooh 硬脂酸 c17h33cooh 油酸 烃 卤代烃 醇 醛 羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加 熔沸点升高 如c2h6 ch4 c2h5cl ch3cl ch3cooh hcooh 同分异构体 链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多 熔沸点降低 如 ch3 ch2 3ch3 正 ch3ch2ch ch3 2 异 ch3 4c 新 芳香烃的异构体有两个取代基时 熔点按对 邻 间位降低 沸点按邻 间 对位降低 金属晶体 金属单质和合金属于金属晶体 其中熔 沸点高的比例数很大 如钨 铂等 但也有低的如汞 铯等 在金属晶体中金属原子的价电子数越多 原子半径越小 金属阳离子与自由电子静电作用越强 金属键越强 熔沸点越高 反之越低 如na mg al 合金的熔沸点一般说比它各组分纯金属的熔沸点低 如铝硅合金 纯铝 或纯硅 5 某些物质熔 沸点高低的规律性提示 同周期主族 短周期 金属熔点 如li be na mg al 碱土金属氧化物的熔点均在2000 以上 比其他族氧化物显著高 所以氧化镁 氧化铝是常用的耐火材料 卤化钠 离子型卤化物 熔点随卤素的非金属性渐弱而降低 如naf nacl nabr nai 通过查阅资料我们发现影响物质熔沸点的有关因素有 化学键 分子间力 范德华力 氢键 晶体结构 有晶体类型 三维结构等 好像石墨跟金刚石就有点不一样 晶体成分 例如分子筛的硅铝比 杂质影响 一般纯物质的熔点等都比较高 但是分子间力又与取向力 诱导力 色散力有关 所以物质的熔 沸点的高低不是一句话可以讲清的 我们