高中化学选修三第三章导学案课件

高二化学选修3第3章晶体结构班级名称，小组评估，教师评估第三章晶体结构和性质第一节水晶常识学习目标1.了解晶体的初步知识以及晶体和非晶的本质区别。2.学会识别晶体和无定形结构图3.掌握晶胞的定义和晶胞中原子数的计算方法共享法。基础知识一、晶体和无定形1.晶体和无定形的本质区别自我规范微观结构透明的是原子在三维空间中周期性有序排列。非晶质体不原子的排列相对无序。2.晶态和非晶态的区别透明的非晶质体自律(本质区别)是不固定熔点是不一些物理性质的各向异性是不x射线衍射粉末图谱(最科学的鉴别方法)具有不连续的斑点或者谱线没有明锐的离散点或光谱线例如氯化钠晶体，I2晶体，二氧化硅晶体、钠晶体等玻璃、橡胶等3.获得晶体的方法熔融物质的固化获得晶体的方法是使气态物质冷却，而不是在液态下直接凝固(升华)。溶质从溶液中沉淀出来二。晶体结构基本单元单元1.单元电池的特性(1)晶胞是描述晶体结构的基本单位常用的单元电池是平行六面体，其三条边的长度不一定相等或互相垂直。晶胞的形状和大小由特定晶体的结构决定。(2)整个晶体是通过根据它们的周期性在三维空间中重复排列单元而形成的。无数单元并排排列，每个单元的顶部、底部、左侧、右侧、前部和后部没有间隙，这决定了单元的八个顶角、平行表面和平行边缘完全相同。2.等分法中单位胞内粒子数的计算如果一个粒子为n个细胞所共有，则该粒子属于该细胞。(1)计算长方体(立方体)单元中不同位置的粒子数。位于顶角由8个单元共享，粒子属于这个单元。位于边缘由4个单元共享，粒子属于这个单元。颗粒粒子位于表面被两个单位细胞共享，属于单位细胞。内部整个粒子属于单位细胞。(2)非长方体(立方体)单元中粒子取决于具体情况。例如，石墨单元的每层中的碳原子排列成六边形，并且石墨单元的顶角(1个碳原子)由三个六边形共享，并且每个六边形代表颗粒。清关培训1.以下关于晶体和无定形的陈述是正确的()晶体的熔点必须比无定形晶体高B.晶体是自我调节的，但排列无序无定形晶体没有自律，排列无序D.固体二氧化硅必须是晶体2.下面的语句，正确的是()具有规则几何形状的固体一定是晶体晶体和非晶的根本区别在于它是否有规则的几何形状具有各向异性的固体必须是晶体许多固体粉末肉眼看不到，因此不属于晶体。3.以下过程不能得到晶体的是()A.冷却氯化钠饱和溶液，得到固体b .将气态H2O冷却至液态，然后冷却至固态C.通过冷却熔融的硝酸钾获得的固体d、冷却液体玻璃得到固体4.元素X处于第四周期，它的基态原子的内部轨道都充满了电子，最外层的电子数是2。在y元素基态原子的3p轨道上有4个电子。由x和y形成的化合物晶体的晶胞如图所示。(1)在一个单元电池中，x离子的数量是_ _ _ _ _ _。(2)该化合物的化学式为_ _ _ _ _ _。回答4硫化锌5.最近，发现了一种由钛原子和碳原子组成的气体团簇分子。分子模型如图所示，其中圆圈代表钛原子，黑点代表碳原子，其化学式为()A.痉挛B.Ti13C14C.Ti4C7D.Ti14C13问题和收获。班级名称，小组评估，教师评估第二节分子晶体和原子晶体(1)学习目标1.了解分子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特征。2.了解晶体类型和分子晶体性质之间的关系。3.理解分子间作用力对物质物理性质的影响。4.理解氢键及其物理性质的影响。基础知识I .分子晶体1.分子晶体及其结构特征(1)概念由分子间作用力形成的晶体称为分子晶体。(2)形成细颗粒分子(稀有气体分子是单原子分子)。(3)在分子晶体中的作用(1)分子间作用力(某些分子之间的氢键)存在于分子之间，以决定晶体的物理性质。对于具有相似组成和结构的分子，相对分子质量越高，分子间作用力越大，物质的熔点和沸点越高，硬度越大。(2)分子中有化学键，但当分子晶体的状态改变时，化学键不变。(4)分子晶体的结构类型(1)只有范德华力分子晶体存在于分子之间，如干冰等。其结构特点是：A.因为范德华力没有方向性和饱和度，这种分子晶体将采用尽可能致密的堆叠结构。以一个分子为中心，它周围通常会有12个相邻的分子。分子晶体的这一特性被称为分子紧密堆积。分子的配位数很高。(2)分子间带有氢键的分子晶体，如冰，其结构特征在于：氢键的方向性和饱和度是决定分子晶体结构类型的主要因素，因此晶体中分子的配位数相对较小，晶体的空间利用率低，晶体的密度小。注意大多数分子晶体中只存在范德瓦尔斯力，只有少数特殊分子如水含有氢键。2.分子晶体的物理性质及其影响因素(1)分子晶体的物理性质(1)具有较低的熔点和沸点。A.分子晶体的熔点和沸点通常低于500。分子晶体通常是挥发性的。当分子晶体熔化时，只有分子间的力被破坏，分子内的共价键没有被破坏。(2)具有较小的硬度。(3)它在固态和熔融状态下都不导电。溶解性：符合“相似相溶”规律。(2)普通分子晶体所有非金属氢化物，如H2O、H2S、NH3、HCl、CH4等。(2)大多数非金属单质和稀有气体单质，如O2、C60、He、卤素单质等。(3)一些非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3等。几乎所有的酸，如硫酸、硝酸、磷酸、硫酸等。大部分有机物，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。(3)分子晶体熔点和沸点的变化规律分子晶体的熔点和沸点取决于分子间作用力的大小。(1)对于组成和结构相似且晶体中没有氢键的物质，随着相对分子质量的增加，分子间作用力增加，熔点和沸点增加，如熔点：I2Br2Cl2F2。(2)带有氢键的分子晶体熔化并具有异常高的沸点，例如沸点：H2OH2S。(3)对于异构体，支链越多，熔点和沸点越低。3.几种常见分子晶体的晶胞结构(1)干冰(如图所示)干冰分子之间只有范德华力，没有氢键在单元电池中有规则的排列。围绕每一个二氧化碳分子，有12个二氧化碳分子离这个分子最近且等距。(同一层4个，上层4个，下层4个)，属于分子密集堆积。每个单元电池实际上有4个CO2分子。(2)冰(如图所示)(1)冰中水分子之间的主要作用力是氢键(氢键不是化学键，方向性)，还有范德华力。(2)在冰的晶体结构中，每个氧原子周围有4个氧原子氢原子，两个氢原子靠近氧原子并通过共价键结合；另外两个氢原子远离氧原子，并通过氢键相连。所以在冰晶中，O的配位数是4。每个水分子与4个两个相邻的水分子结合形成一个规则的四面体构型。(3)由于氢键的影响，冰中的水分子间距较大，结构松散。因此，当液态水变成固态水(冰、雪、霜)时，密度变小。清关培训1.下列符合分子晶体性质的是()熔点1070，溶于水，水溶液能导电熔点1031，液体不导电，水溶液导电熔点97.81，质软，导电，密度0.97克/立方厘米熔点870，熔化时导电，水溶液也导电2.氢键对晶体性质的影响主要有：影响分子的稳定性；影响晶体的熔点和沸点；影响晶体密度A. B. 和 C. 和 D. 、和3.固体中的下列物质，没有分子是()A.硅石b .二氧化硫c .二氧化碳d .二硫化碳4.(1)该图是CO2分子晶体结构的一部分。观察数字。试着解释每一个二氧化碳分子都被一个近邻所包围和等距的CO2分子；结构单元平均占据二氧化碳分子。(2)当用激光在40GPa高压下加热到1800K时，人们已经成功地制备了原子晶体干冰，其结构和性质与二氧化硅相似原子晶体是相似的。以下陈述是正确的(填写序列号)。A.原子晶体干冰容易升华，可以用作制冷剂B.原子晶体干冰具有很高的熔点和沸点C.原子晶体干冰在一定条件下可以与氢氧化钠反应D.每摩尔原子晶体干冰4摩尔碳氧键回答(1)12 4(2)溴化二苯醚问题和收获。班级名称，小组评估，教师评估第二节分子晶体和原子晶体(2)学习目标1.了解原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特征。2.理解晶体类型和原子晶体性质之间的关系。基础知识二。原子晶体1.原子晶体及其结构特征(1)概念由具有空间网络结构的相邻原子之间的共价键形成的晶体称为原子晶体。(2)力和结构相邻的原子通过共价键结合形成三维网络结构。扩展 原子晶体只有一个功能(即共价键)，没有小分子，所以原子晶体是一个“大分子”结构。(2)由原子直接形成的晶体包括由稀有气体形成的原子晶体和分子晶体。(3)原子晶体的结构特征(1)晶体中只存在共价键，所有原子都被共价键结合。晶体中的原子不遵循紧密堆积的原则。(2)晶体是三维网络结构。(3)原子晶体中没有单个分子。例如，二氧化硅代表硅原子与氧原子的数量比为1:2，这并不代表分子。注释共价键的饱和度和方向性决定了原子晶体中配位原子的数量是有限的(原子晶体不遵循紧密堆积的原因)。(4)普通原子晶体(1)一些非金属单质和一些金属单质，如晶体硼、晶体锗、晶体硅、金刚石等。(2)一些非金属化合物，如碳化硅、氮化硼、氮化硅等。(3)一些氧化物，如二氧化硅等。2.原子晶体的物理性质(1)熔点和沸点非常高。在原子晶体中，原子被强共价键结合在一起。要熔化或蒸发一种物质，必须克服共价键之间的相互作用，并且需要高能量。因此，原子晶体通常具有非常高的熔点和沸点。(2)硬度很高。例如，钻石是自然界中最坚硬的物质。(3)一般不导电。(4)不溶于一些常用溶剂。3.金刚石和硅石的晶体结构(1)钻石(1)金刚石的结构在金刚石晶体中，每个碳原子都有一个sp3杂化轨道和四个相邻的碳原子碳原子通过共价键结合形成正四面体构型。这些正四面体空间发展形成三维网络结构，相互连接，关键