高考化学一轮复习 12.3晶体结构与性质课件.ppt

第十二章物质结构与性质 选修 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 金属晶体的构成微粒 微粒间作用力的区别 1 根据晶胞的结构确定物质的化学式以及判断特定微粒周围微粒的个数 2 晶体的空间结构与物质性质之间的关系 3 晶体中微粒间的相互作用力以及物理性质的比较 1 晶体与非晶体 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 3 与离子晶体性质的关系 晶格能越大 形成的离子晶体越 且熔点越高 硬度越 周期性有序 无序 固定 不固定 各向异性 各向同性 熔点 x 射线衍射 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 基本单元 任何间隙 平行 取向 kj mol 1 大 小 稳定 大 判断正误 正确的划 错误的划 1 固态物质一定是晶体 2 冰和固态碘中相互作用力相同 3 晶体内部的微粒按一定规律周期性排列 4 凡有规则外形的固体一定是晶体 5 固体sio2一定是晶体 提示 1 2 3 4 5 1 2013江苏化学 21a部分 zn与s所形成化合物晶体的晶胞如下图所示 1 在1个晶胞中 zn2 的数目为 2 该化合物的化学式为 答案 1 4 2 zns解析一个晶胞中zn2 的数目 1 8个顶点 3 6个面心 4 s2 的数目 4 4个体心 2 某离子晶体的晶胞结构如图所示 x 位于立方体的顶点 y 位于立方体的中心 试分析 1 晶体中每个y同时吸引 个x 2 该晶体的化学式为 3 设该晶体的摩尔质量为mg mol 1 晶体的密度为 g cm 3 阿伏加德罗常数的值为na 则晶体中两个距离最近的x之间的距离为 cm 3 镧镍合金 铜钙合金及铈钴合金都具有相同类型的晶胞结构xyn 它们有很强的储氢能力 其中铜钙合金的晶胞结构如右图所示 试回答下列问题 1 在周期表中ca处于周期表 区 2 铜原子的基态原子核外电子排布式为 3 已知镧镍合金lanin晶胞体积为9 0 10 23cm3 储氢后形成laninh4 5的合金 氢进入晶胞空隙 体积不变 则lanin中 n 填数值 氢在合金中的密度为 答案 1 s 2 ar 3d104s1 3 50 083g cm 3 2 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 又1个晶胞的质量为 a3g a3为晶胞的体积 则1mol晶胞的质量为 a3nag 因此有xm a3na 1 四种晶体的比较 分子 原子 金属阳离子 自由电子 阴 阳离子 分子间作用力 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 2 晶体类型的判断方法 1 依据组成晶体的粒子和粒子之间作用力类型判断 离子晶体的粒子是阴离子和阳离子 作用力是离子键 原子晶体的粒子是原子 作用力是共价键 分子晶体的粒子是分子 作用力是分子间作用力 包括氢键 构成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子 作用力是金属键 2 依据物质分类判断 金属氧化物 过氧化物 强碱和大多数盐类属于离子晶体 大多数非金属单质 除金刚石 石墨 晶体硅 晶体硼等外 气态氢化物 非金属氧化物 除二氧化硅外 酸 绝大多数有机物 除有机盐外 是分子晶体 常见原子晶体有金刚石 晶体硅 二氧化硅 碳化硅 氮化硼 氮化硅 氮化铝等 3 依据晶体的熔点判断 原子晶体熔点高 离子晶体熔点较高 分子晶体熔点低 金属晶体多数熔点高 4 根据导电性判断 离子晶体水溶液及熔融时能导电 分子晶体和原子晶体一般不导电 金属晶体是良导体 判断正误 正确的划 错误的划 1 在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 2 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 3 原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 4 分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 5 离子晶体一定都含有金属元素 6 金属元素与非金属元素组成的晶体一定是离子晶体 提示 1 2 3 4 5 6 1 下列各晶体熔沸点高低的比较 正确的是 a 硅 金刚石 金刚砂b cscl kcl naclc sio2 co2 hgd h2o nh3 h2答案d 解析a项中都是原子晶体 由于共价键键能 c c c si si si 所以沸点 金刚石 金刚砂 硅 b项中都是离子晶体 由于离子半径 cs k na 则熔沸点 csclhg co2 d项中nh3 h2o均能形成氢键 则h2沸点最低 且h2o常温下为液体 nh3为气体 d项正确 2 naf nai和mgo均为离子晶体 有关数据如下表 试判断 这三种化合物熔点由高到低的顺序是 a b c d 答案b 解析naf nai mgo均为离子晶体 它们熔点高低由离子键强弱决定 而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关 mgo中离子半径小 离子电荷数最高 故离子键最强 熔点最高 答案 abd 1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s1解析 nh3 f2 nh3属于分子晶体 nh4f为离子晶体 cu金属为金属晶体 cu的核电荷数为29 3d轨道上全充满 其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s1 答案 两者均为离子化合物 且阴阳离子电荷数均为1 但后者的离子半径较大 离子键较弱 因此其熔点较低 5 现有几组物质的熔点 数据如下表 据此完成下列问题 1 a组属于 晶体 其熔化时克服的微粒间的作用力是 2 b组晶体共同的物理性质是 填序号 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组晶体的熔点由高到低的顺序为nacl kcl rbcl cscl 其原因解释为 答案 1 原子共价键 2 3 hf分子间能形成氢键 其熔化时需要消耗的能量更多 只要答出hf分子间能形成氢键即可 4 5 d组晶体都为离子晶体 r na r k r rb r cs 在离子所带电荷相同的情况下 半径越小 晶格能越大 熔点就越高解析通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质 应用氢键解释hf的熔点反常 利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因 分类比较晶体的熔 沸点1 不同类型晶体的熔 沸点高低一般规律原子晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体的熔 沸点差别很大 如钨 铂等沸点很高 如汞 镓 铯等沸点很低 金属晶体一般不参与比较 2 原子晶体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 如熔点 金刚石 石英 碳化硅 硅 3 离子晶体一般地说 阴 阳离子所带电荷数越多 离子半径越小 则离子间的作用就越强 其离子晶体的熔 沸点就越高 如熔点 mgo mgcl2 nacl cscl 4 分子晶体 1 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 沸点反常的高 如h2o h2te h2se h2s 2 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snh4 geh4 sih4 ch4 f2n2 ch3oh ch3ch3 5 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 nana k rb cs 特别提醒 1 金属晶体的熔 沸点差别很大 如钨 铂等熔点很高 如汞 镓 铯等熔点很低 2 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高 如金属晶体na晶体的熔点 98 小于分子晶体alcl3晶体的熔点 190 几种典型的晶体模型 1 双选 下列是钠 碘 金刚石 干冰 氯化钠晶体的晶胞示意图 未按顺序排序 与冰的晶体类型相同的是 答案bc解析冰属于分子晶体 干冰 碘也属于分子晶体 b项为干冰晶胞 c项为碘晶胞 2 下面有关晶体的叙述中 不正确的是 a 金刚石网状结构中 由共价键形成的碳原子环中 最小的环上有6个碳原子b 氯化钠晶体中 每个na 周围距离相等的na 共有6个c 氯化铯晶体中 每个cs 周围紧邻8个cl d 干冰晶体中 每个co2分子周围紧邻12个co2分子答案b解析氯化钠晶体中 每个na 周围距离相等的na 共12个 每个na 周围距离相等且最近的cl 共有6个 3 如图表示一些晶体中的某些结构 它们分别是nacl cscl 干冰 金刚石 石墨结构中的某一种的某一部分 请回答下列问题 1 代表金刚石的是 填编号字母 下同 每个碳原子与 个碳原子最接近且距离相等 金刚石属于 晶体 2 代表石墨的是 每个正六边形占有碳原子数平均为 个 3 代表nacl的是 每个na 周围与它最接近且距离相等的na 有 个 4 代表cscl的是 它属于 晶体 每个cs 与 个cl 紧邻 5 代表干冰的是 它属于 晶体 每个co2分子与 个co2分子紧邻 6 上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为 答案 1 d4原子 2 e2 3 a12 4 c离子8 5 b分子12 6 石墨 金刚石 nacl cscl 干冰 解析根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质 nacl晶体是简单立方单元 每个na 与6个cl 紧邻 每个cl 又与6个na 紧邻 但观察与na 距离最近且等距离的na 数目时要抛开cl 从空间结构上看是12个na 即x y z轴面上各有4个na cscl晶体由cs cl 分别构成立方结构 但cs 组成立方的中心有1个cl cl 组成的立方中心又镶入1个cs 可称为 体心立方 结构 cl 紧邻8个cs cs 紧邻8个cl 干冰也是立方体结构 但在立方体每个正方形面的中央都有一个co2分子也组成立方结构 彼此相互套入面的中心 每个co2分子在三维空间里三个面各紧邻4个co2分子 共12个co2分子 金刚石的基本单元是正四面体 每个碳原子紧邻4个其他碳原子 石墨的片层由正六边形结构组成 每个碳原子紧邻另外3个碳原子 每个碳原子为三个六边形共用 即每个六边形占有1个碳原子的1 3 所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6 2个 晶体熔点通常由晶格质点间作用力而定 原子晶体中原子间共价键牢固 熔点很高 分子晶体的分子间作用力较弱 熔沸点较低 4 1 将等径圆球在二维空间里进行排列 可形成密