选修3第三单元　晶体结构与物质性质.doc

选修3第三单元晶体结构与物质性质考点一四类常见晶体比较1晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的区别(2)获得晶体的三条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。2晶胞(1)晶胞：晶胞是描述晶体结构的基本单元。(2)晶体与晶胞的关系数量巨大的晶胞“无隙并置”构成晶体。3四类晶体比较1判断下列说法是否正确：(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()2CO2和SiO2在物理性质上有较大差异，而在化学性质上却有较多相似，你知道原因吗？提示：1.(1)(2)(3)(4)2决定二者物理性质的因素：晶体类型及结构、微粒间的作用力，CO2是分子晶体，其微弱的分子间作用力是决定因素，SiO2是原子晶体，其牢固的化学键是决定因素。二者的化学性质均由其内部的化学键决定，而CO与SiO键都是极性键，所以在化学性质上有较多相似。1下列物质：水晶冰醋酸氧化钙白磷晶体氩氢氧化钠铝金刚石过氧化钠碳化钙碳化硅干冰过氧化氢(1)属于原子晶体的化合物_。(2)直接由原子构成的晶体_。(3)直接由原子构成的分子晶体_。(4)由极性分子构成的晶体是_，含有非极性键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(5)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是_，受热熔化后化学键不发生变化的是_，受热熔化后需克服共价键的是_。解析：属于原子晶体的化合物是：碳化硅和水晶；属于分子晶体的有：氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；属于离子晶体的有：CaO(离子键)、NaOH(既存在离子键又存在极性共价键)、Na2O2，和CaC2(既存在离子键又存在非极性共价键)。金属导电过程不发生化学变化，晶体熔化时，分子晶体只需克服分子间作用力，不破坏化学键，而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化需破坏化学键。答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列数据是对应物质的熔点()，据此做出的下列判断中错误的是()Na2ONaClAlF3AlCl39208011 291190BCl3Al2O3CO2SiO21072 073571 723A.铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体B表中只有BCl3和干冰是分子晶体C同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体解析：从表中各物质的熔点可以看出，Na2O、NaCl、AlF3、Al2O3是离子晶体，SiO2是原子晶体，AlCl3、BCl3、CO2形成的晶体是分子晶体。答案：B判断晶体类型的五个角度(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断：离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键。原子晶体的构成粒子是原子，粒子间的作用是共价键。分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的作用为分子间作用力。金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用是金属键。(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)，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。金属单质是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断：离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。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化时能导电。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，但也有较低的，且具有延展性。上述总结的都是一般规律，具体比较时要具体问题具体分析。(1)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔点很高，而汞、镓、铯等熔点却很低。(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97.8 ，尿素的熔点为 132.7 。(3)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如MgO的熔点为2852 ，石英的熔点为1710 。3下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是()ACH4SiH4GeH4SnH4BKClNaClMgCl2MgOCRbKNaLiD金刚石Si钠解析：晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越强，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，而金属键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比，碱金属原子半径依LiCs的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，后者则与键长成反比，金刚石CC键的键长更短些，所以金刚石的熔点比硅高。原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高。答案：D4下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是()AF2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高BHF、HCl、HBr、HI的熔、沸点顺序为HFHIHBrHClC金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅DNaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低答案：C1不同类型晶体熔、沸点的比较(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(2)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。2同种晶体类型熔、沸点的比较(1)原子晶体如熔点：金刚石碳化硅硅。(2)离子晶体一般地说，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：MgOMgCl2NaClCsCl。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。(3)分子晶体分子间作用力越大，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H2OH2TeH2SeH2S。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。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。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。(4)金属晶体金属离子半径越小，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：NaMgAl。考点二典型晶体模型试分析石墨晶体中粒子之间存在的作用力及碳原子采取的杂化方式。提示：石墨晶体呈层状结构：同层内每个碳原子与另外三个碳原子形成共价键，键角均为120；层与层之间存在范德华力。碳原子采取sp2杂化。1下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是()A最小的环上，有3个Si原子和3个O原子B最小的环上，Si和O原子数之比为12C最小的环上，有6个Si原子和6个O原子D存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角解析：SiO2的晶体结构与金刚石的晶体结构相似，相当于把金刚石中的碳原子，换成硅原子，然后在两个硅原子中间插入一个氧原子，金刚石的晶体结构中每个最小的环上是6个碳原子，所以SiO2晶体中最小的环上应有6个硅原子和6个氧原子。答案：C2(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层。在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A属于_层，配位数是_；B属于_层，配位数是_。(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞，它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子的配位数是_，平均每个晶胞所占有的原子数目是 _。(3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式。钋位于元素周期表的第_周期第_族，元素符号是_，最外电子层的电子排布式是_。答案：(1)非密置4密置6(2)61(3)六APo6s26p43铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4处于立方晶胞顶点，Ba2处于晶胞中心，O2处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为_，每个Ba2与_个O2配位。解析：根据题意计算晶胞中Pb4个数为81，Ba2个数为1，O2个数为123，则该化合物化学式为BaPbO3；Ba2在晶胞中心，O2在晶胞棱边中心，有12个，所以每个Ba2与12个O2配位。答案：BaPbO31212013福建理综31(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH33F2NF33NH4F上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_(填序号)。a离子晶体b分子晶体c原子晶体 d金属晶体基态铜原子的核外电子排布式为_。解析：化学方程式中的物质NH3、F2、NF3属于分子晶体，Cu属于金属晶体，NH4F属于离子晶体；铜的原子序数为29，基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。答案：a、b、d1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s122013课标全国37(3)(4)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。(1)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_；D的配位数为_；列式计算该晶体的密度_gcm3。(2)A、B和C3三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有_；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_，配位体是_。解析：(1)根据题给信息可知：A为F元素，B为K元素，C为Fe元素，D为Ni元素。F原子个数4(16个棱)2(4个面心)2(2个体心)8；K原子个数2(8个棱)2(2个体心)4；Ni原子个数1(8个顶点)1(1个体心)2；化学式为K2NiF4；利用均摊法：选择一个顶点，在这个晶胞中与这个顶点最近的F原子在三个棱上，这个顶点周围应该有8个晶胞，但一个棱被这个顶点周围的4个晶胞共用，所以配位数为6；1 mol K4Ni2F8晶胞的质量为(394592198)g，一个晶胞的质量为；一个晶胞的体积为400213081030 cm3，密度；(2)K3FeF6中含有K和FeF63，Fe3与F之间以配位键结合，Fe3为中心原子提供空轨道、F为配位体提供孤对电子。答案：(1)K2NiF463.4(2)离子键、配位键FeF63F32013山东理综32(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。解析：由晶胞结构示意图，根据均摊法，可得B原子为812个，N原子为412个，则该功能陶瓷的化学式为BN。答案：2BN42012课标全