高三化学复习选修三3 第三节 晶体结构与性质

选修3,第三节,析考点,提能力,1几种典型的晶体模型,2晶体的基本类型和性质比较,3晶体中粒子数目的计算方法,例1如下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。,(1)其中代表金刚石的是(填编号字母，下同)_，其中每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于_晶体。(2)其中代表石墨的是_，其中每个正六边形占有碳原子数平均为_个。(3)其中代表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。,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。,答案(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子12,1.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为2价。如右图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是(),答案：A,2二氧化硅有晶体和无定形两种形态，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。除石英外，SiO2还有磷石英和方英石等多种变体。方英石结构和金刚石相似，其结构单元如图。下列有关说法正确的是(),A方英石晶体中存在着SiO4结构单元B1molSi形成2molSiO键C图所示的结构单元中实际占有18个硅原子D方英石晶体中，SiO键之间的夹角为90,答案：A,1晶体类型的判断(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，粒子间的作用力为分子间作用力。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。,2晶体熔、沸点高低的比较(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。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)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：金刚石碳化硅硅。,(3)离子晶体：一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键就越强，晶格能也就越大。其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。(4)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。,(5)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。,特别提醒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，如MgO为离子晶体，其熔点(2852)高于原子晶体SiO2(1710)，分子晶体碘比金属晶体汞的熔点要高。,例2下列各物质中，按熔点由高到底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D,3双选题下列物质的熔沸点高低顺序中，正确的是()A金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅BCI4CBr4CCl4CH4CMgOH2OO2N2D金刚石生铁纯铁钠,解析：A选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅碳化硅，错误；B选项，同为组成、结构相似的分子晶体，熔沸点高低要看相对分子质量大小，正确；C选项，对于不同晶体类型熔沸点高低一般为：原子晶体离子晶体分子晶体，MgO(H2O、O2、N2)，H2OO2N2，正确；D选项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。答案：BC,4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