高考化学一轮复习 第二部分 选考部分（选修3）物质结构与性质 第3节 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 kj mol 1 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xm a3na 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 si o的键长小于si si的键长 si o键能大于si si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 nacl kcl rbclmgo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si csi 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sio2 kclo3 i2 2 3 co2h2h2 co2 hfhf nh4 2so4sicsic nh4 2so4 hf co2 h2 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 42 10 10m 比金刚石中碳碳共价键的键长 键长为1 54 10 10m 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 4 109 28 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