选修3第三讲晶体结构与性质

1、选修3第三讲晶体结构与性质 第三讲 晶体结构与性质 xxxx年高考将主要考查晶2014，卷 4了解分子晶体、原子晶体、离子晶体和金体类型、四种晶体的区别、37t(4)(5)； 属晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别。 晶体的结构特点以及晶胞2013，卷 5能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的的相关计算。题型以非选37t(3)； 计算。 择题为主，分值约为4分。 2013，卷 6了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的37t(3) 影响。 考点一 四种晶体性质比较学生用书p271 一、晶体 1晶体与非晶体 晶体 非晶体 结构特征 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列 自范性 有 无 性质熔点 固定

2、 不固定 特征 异同表现 各向异性 各向同性 二者间接方法 看是否有固定的熔点 区别科学方法 对固体进行x-射线衍射实验 方法 2.得到晶体的途径 (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：描述晶体结构的基本单元。 (2)晶体中晶胞的排列无隙并置 无隙：相邻晶胞之间没有任何空隙。 并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 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：kjmol1。 (2)影响因素 离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。 离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。 (3)与

3、离子晶体性质的关系 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。 二、四种晶体类型的比较 类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 比较 构成粒子 粒子间的相互作用 硬度 熔、沸点 溶解性 分子 范德华力(某些含氢键) 较小 较低 相似相溶 原子 共价键 很大 很高 难溶于任何溶剂 一般不具有导电性 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如sic、sio2) 金属阳离子、自由电子 金属键 有的很大，有的很小 有的很高，有的很低 难溶于常见溶剂 阴、阳离子 离子键 较大 较高 大多易溶于水等极性溶剂 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 一般不导电，导电、传热性 溶

4、于水后有的能导电 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(sio2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 电和热的良导体 物质类别及举例 金属单质与合金(如na、al、fe、青铜) 金属氧化物(如k2o、na2o)、强碱(如koh、naoh)、绝大部分盐(如nacl) 三、晶体熔、沸点的比较 1不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：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 原子半径越小键长越短键能越大熔、沸点越高 如熔点：金刚石碳化硅硅。 (

5、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大，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l (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： na1判断正误(正确的打“”，错误的打“”) (1)固态物质一定是晶体。( ) (2)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。( ) (3)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。( ) (4)凡有规则外形的固体一定是晶体。( ) 答案：(1) (2) (3) (4

6、) 2在下列物质中：nacl、naoh、na2s、h2o2、na2s2、(nh4)2s、co2、ccl4、c2h2、sio2、sic、晶体硅、金刚石。其中： (1)只含有离子键的离子晶体是_； (2)既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_； (3)既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是_； (4)既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_； (5)含有极性共价键的非极性分子是_； (6)含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是_； (7)含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_； (8)含有极性共价键的原子晶体是_。 答案：(1)nacl、na2s (2)naoh、(nh4

7、)2s (3)(nh4)2s (4)na2s2 (5)co2、ccl4、c2h2 (6)c2h2 (7)h2o2 (8)sio2、sic 名师点拨 ?1?常温下为气态或液态的物质，其晶体类型一般为分子晶体?hg除外?。 ?2?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1.421010m，比金刚石 中碳碳共价键的键长?键长为1.541010m?短，所以熔、沸点高于金刚石。 ?3?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 ?。 有a、b、c三种晶体，分别由h、c、na、cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如下表： 水溶液与晶体 熔点/

8、 硬度 水溶性 导电性 ag反应 a b c 801 3 550 114.2 较大 很大 很小 易溶 不溶 易溶 水溶液(或熔融状态)导电 不导电 液态不导电 白色沉淀 不反应 白色沉淀 (1)晶体的化学式分别为a_，b_， c_。 (2)晶体的类型分别为a_，b_，c_。 (3)晶体中微粒间作用力分别是a_，b_， c_。 解析 由a在水溶液中(或熔融状态)导电，可知a为离子晶体，即为nacl，其中含离子键；b的硬度很大，不溶于水，又不导电，则知b为原子晶体，即为金刚石，其中含共价键；c的熔点很低，可知c为分子晶体，即为hcl，是靠分子间作用力形成的晶体。 答案 (1)nacl c hcl

9、(2)离子晶体 原子晶体 分子晶体 (3)离子键 共价键 范德华力 晶体类型的五种判断方法 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，微粒间的作用是范德华力或氢键。 (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。 2依据物质的类别判断 (1)金属氧化物(如k2o、na2o2等)、强碱(naoh、koh等)和绝大多数盐类是离子晶体。 (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)

10、、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，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。 (4)金属单质、合金是金属晶体。 3依据晶体的熔点判断 (1)离子晶体的熔点较高。 (2)原子晶体的熔点高。 (3)分子晶体的熔点低。 (4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。 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

11、硬度和机械性能判断 (1)离子晶体硬度较大或硬而脆。 (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。 题组一 四种晶体类型的性质 1(2016上海高三模拟)下面的排序不正确的是( ) a晶体熔点的高低：对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛 b硬度由大到小：金刚石碳化硅晶体硅 c熔点由高到低：namgal d晶格能由大到小：nafnaclnabrnai 解析：选c。a项形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质，正确；b项均为原子晶体，原子半径越小，键长越短，共价键越牢固，硬度越大，键长有：cc键mgna，不正确；d项离子所带电荷相

12、同时离子键的强弱与离子半径有关，半径越小，则离子键越强，晶格能越大，正确。 2(教材改编)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。其中： (1)属于原子晶体的化合物是_。 (2)直接由原子构成的晶体是_。 (3)直接由原子构成的分子晶体是_。 (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水晶和碳化硅；属于分子晶体的有氩(无化学键)、白磷

13、(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) ? ? 题组二 晶体熔、沸点的比较 3(教材改编)离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断kcl、nacl、cao、bao四种晶体熔点的高低顺序是( ) akclnaclb

14、aocao bnaclkclcaobao ccaobaonaclkcl dcaobaokclnacl 解析：选c。离子晶体中，离子所带电荷总数越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔、沸点越高。 4下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( ) o2、i2、hg co、kcl、sio2 na、k、rb na、mg、al a b c d 解析：选d。中hg在常温下为液态，而i2为固态，故错；中sio2为原子晶体，其熔点最高，co是分子晶体，其熔点最低，故正确；中na、k、rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故错；中na、mg、al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故正确。 (1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔