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文档简介
1、三、分子间作用力和三、分子间作用力和分子的性质分子的性质 1、分子间作用力及对分子性质的影响、分子间作用力及对分子性质的影响 (1)范德华力)范德华力 (2)氢键)氢键 2、分子的性质、分子的性质 (1) 分子的极性分子的极性 (2)分子的溶解性)分子的溶解性 (3) 手性手性 (4)无机含氧酸的酸性)无机含氧酸的酸性 乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为 。乙二胺。乙二胺 和三甲胺和三甲胺N(CH3)3N(CH3)3均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点 高的多,原因是高的多,原因是 。 配离子中含有的化学键类型有配离子中含有的化学键
2、类型有 a配位键配位键 b极性键极性键 c离子键离子键 d非极性键非极性键 CuCl2溶液与乙二胺溶液与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成配可形成配 离子离子 第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 1、定义、定义: 经过结晶过程而形成的具有规则的经过结晶过程而形成的具有规则的 几何外形的固体。几何外形的固体。 一、晶体的常识一、晶体的常识 2、晶体与非晶体的差异、晶体与非晶体的差异 非晶体非晶体 晶体晶体 自范性自范性微观结构微观结构物理性质物理性质熔点熔点 有有 没有没有 原子在三维空原子在三维空 间里呈周期性间里呈周期性 有序排列有序排列 原子排列相对原子排列相对 无序无
3、序 强度、导热性、强度、导热性、 光学性质等各光学性质等各 向异性向异性 没有各向异性没有各向异性 固定固定 不固定不固定 物质物质 项目项目 晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质。晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 3 3、获取晶体的途径、获取晶体的途径 (1 1)溶质从饱和溶液中析出)溶质从饱和溶液中析出 (2 2)熔融物质凝固)熔融物质凝固 (3 3)气态物质凝华)气态物质凝华 如何区分晶体与非晶体?如何区分晶体与非晶体? 4、晶胞、晶胞 晶胞:描述晶体结构的晶胞:描述晶体结构的基本单元基本单元。 晶体是由晶胞晶体是由晶胞“无隙并置无隙并置”而成。而成。 蜂巢与蜂
4、室蜂巢与蜂室铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞 平行六面体平行六面体晶胞中原子个数的计算规则晶胞中原子个数的计算规则 晶胞顶角的原子为晶胞顶角的原子为8 8个晶胞共用,每个晶胞占个晶胞共用,每个晶胞占1/81/8; 晶胞棱上的原子为晶胞棱上的原子为4 4个晶胞共用,每个晶胞占个晶胞共用,每个晶胞占1/41/4; 晶胞面上的原子为晶胞面上的原子为2 2个晶胞共用,每个晶胞占个晶胞共用,每个晶胞占1/21/2; 晶胞内部的原子为晶胞内部的原子为1 1个晶胞独自占有。个晶胞独自占有。 学与问(教材64页: ) 答案答案: 2 2 8 金刚石:金刚石:81/8+61/2+4=8 例例:2001年报道的硼和镁形成
5、的化合物刷新了年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱 柱,且棱柱的上下底面还各有柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子,个镁原子,6个硼个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2 典例分析典例分析 C 1 1、如图所示,晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组、如图所示,晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组 成的正二十面体的原子晶体,其
6、中含有成的正二十面体的原子晶体,其中含有2020个等边三角形个等边三角形 和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个原子,观察和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个原子,观察 图形回答图形回答: 这个基本单元由这个基本单元由 个硼原子个硼原子 组成,键角是组成,键角是 ,共含有,共含有 个个 BBBB键。键。 12 60o 30 练习练习 元素元素C的某种单质具有平面层状结构,同一层中的原的某种单质具有平面层状结构,同一层中的原 子构成许许多多的正六边形,此单质与熔融的子构成许许多多的正六边形,此单质与熔融的K单质单质 相互作用,形成某种青铜色的物质(其中的元素相互作用,形成某种青铜色的物质(其中的元
7、素K用用 “”表示),原子分布如图所示,该物质的化学式表示),原子分布如图所示,该物质的化学式 为为 。 题目:最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的题目:最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的 气态团簇分子,如右图所示。顶角和面心的原子是钛气态团簇分子,如右图所示。顶角和面心的原子是钛 原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,则它的分子原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,则它的分子 式是式是 ( ) ATiC BTi4C4, CTi14C13 DTi13C14 C 3.已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图,则LaNin中n _。 所以n5。 5 4.某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B
8、、C三种 粒子数之比是 () A.394 B.142 C.294 D.384 C粒子数为1; 故A、B、C粒子数之比为142。 B 5.右图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞 结构,其中R为2价,G为2价,则Q的化合价为_。 R、G、Q的个数之比为142,则其化学式 为RQ2G4。 由于R为2价,G为2价,所以Q为3价。 3价 6.Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元 如图所示。则该化合物的化学式为_。 所以化学式为CuH。 CuH 7.科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化 合物具有超导性能,其晶胞如图所示。该 化合物中的K原子和C60分子的个数比为 _。31
9、(1)晶体中每个Y同时吸引_个X。 解析解析从晶胞结构图中可直接看出,每个Y同时吸引4个X。 4 (3)设该晶体的摩尔质量为M gmol1,晶体的密度为 gcm3, 阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个距离最近的X之间 的距离为_cm。 9.Cu与F形成的化合物的晶胞结构如图所示,若晶体密 度为a gcm3,则Cu与F最近距离为_pm。(阿 伏加德罗常数用NA表示,列出计算表达式,不用化简: 图中 为Cu, 为F) 10.如图为Na2S的晶胞,该晶胞与CaF2晶胞结 构相似,设晶体密度是 gcm3,试计算Na 与S2的最短距离_(阿伏加德罗常数 用NA表示 ,只写出计算式)。 构成晶体的构成
10、晶体的 粒子种类及粒子粒子种类及粒子 之间的作用之间的作用 离子晶体离子晶体 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体 金属晶体金属晶体 依据:依据: 考点二考点二 四类晶体的组成和性质四类晶体的组成和性质 1、四种晶体的比较、四种晶体的比较 晶体类型晶体类型 离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 晶体粒子晶体粒子 阴、阳离阴、阳离 子子 原子原子 分子分子 金属阳离子、金属阳离子、 自由电子自由电子 粒子间作粒子间作 用力用力 离子键离子键 共价键共价键 分子间作分子间作 用力(氢用力(氢 键)键) 金属键金属键 熔沸点熔沸点 硬度硬度 较高较高 较硬较硬 很高很
11、高 很硬很硬 较低较低 一般较软一般较软 差别较大差别较大 溶解性溶解性 导电情况导电情况 固体不导电,固体不导电, 熔化或溶于熔化或溶于 水导电水导电 不导电不导电 (除硅)(除硅) 固态和融固态和融 化时不导化时不导 电电 ,部分,部分 溶于水导溶于水导 电电 良导体良导体 机械加工机械加工 型型 不良不良不良不良不良不良良良 决定熔沸决定熔沸 点高低的点高低的 因素因素 晶格能大晶格能大 小小 共价键的共价键的 键能和键键能和键 长长 分子间作分子间作 用力用力 金属键的金属键的 强弱强弱 化学式的化学式的 意义意义 物质类别物质类别 离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体
12、 1.1.金属氧化金属氧化 物(物(K K2 2O O、 NaNa2 2O O2 2) 2.2.强碱强碱 (NaOHNaOH、KOHKOH、 Ba(OH )Ba(OH )2 2 3.3.绝大多数绝大多数 的盐类的盐类 1.1.金刚石、金刚石、 石墨、晶体石墨、晶体 硅、晶体硼硅、晶体硼 2. 2. SiCSiC 、 SiOSiO2 2晶体晶体、 BNBN晶体晶体 1.1.大多数非金属单质大多数非金属单质: : X X2 2,O,O2 2,H,H2 2, S, S8 8,P,P4 4, C, C60 60 (除 (除 金刚石、石墨、晶体硅、晶金刚石、石墨、晶体硅、晶 体硼外)体硼外) 2.2.气
13、态氢化物气态氢化物: : H H2 2O,NHO,NH3 3,CH,CH4 4,HX,HX 3.3.非金属氧化物非金属氧化物: CO: CO2 2, SO, SO2 2, , NONO2 2(除(除SiOSiO2 2外)外) 3.3.酸酸:H:H2 2SOSO4 4,HNO,HNO3 3 4.4.大多数有机物大多数有机物: :乙醇,蔗乙醇,蔗 糖(除有机盐)糖(除有机盐) 三键一力与晶体类型三键一力与晶体类型 (1)离子晶体)离子晶体 一定有一定有? 可能含有可能含有 哪些作用力?哪些作用力? (2)分子晶体)分子晶体? (3) 原子晶体?原子晶体? (4)金属晶体)金属晶体 同组物质中化学键
14、类型相同、晶体类型也相同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相 同的是:同的是: ( )( ) A A、I2 Ar N2 Si I2 Ar N2 Si B B、金刚石、金刚石 O2 F2O2 F2 C C、Ba(OH)2 K2O CaCl2 Ba(OH)2 K2O CaCl2 D D、HCHO CO2 C2H5OHHCHO CO2 C2H5OH D 分子晶体的特性分子晶体的特性 硬度小、熔沸点低(一般硬度小、熔沸点低(一般300以以 下下 ),易挥发,),易挥发,固态或熔融状态下都不导电,固态或熔融状态下都不导电, 溶解性一般遵循溶解性一般遵循“ 相似相溶相似相溶”原理。原理。 原子晶体的特性原
15、子晶体的特性 硬度大硬度大(耐磨性好耐磨性好),熔沸点高(一般,熔沸点高(一般 2000以上),难溶,导电性差。以上),难溶,导电性差。 2、各类晶体的特性、各类晶体的特性 离子晶体的特性离子晶体的特性 离子晶体具有熔沸点较高,硬度较离子晶体具有熔沸点较高,硬度较 大,大, 难挥发难压缩的特点。离子晶体在固态难挥发难压缩的特点。离子晶体在固态 时不时不 导电,而在熔融状态和水溶液中都能导导电,而在熔融状态和水溶液中都能导 电。电。 金属晶体的特性金属晶体的特性 容易导电、导热、有延展性、有金容易导电、导热、有延展性、有金 属光泽等。属光泽等。 3、判断晶体类型的依据、判断晶体类型的依据 (1)
16、依据定义:构成晶体的粒子和粒)依据定义:构成晶体的粒子和粒 子间作用力子间作用力 (2)依据物理特性:)依据物理特性:熔点熔点导电性导电性 硬度和机械性能硬度和机械性能 (3)依据物质的类别依据物质的类别 Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为常温下呈液态,熔点为20.5, 沸点为沸点为103,易溶于非极性溶剂。据此可,易溶于非极性溶剂。据此可 以判断以判断Fe(CO)5晶体类型为晶体类型为 。 深度思考 1.判断正误,正确的打“”,错误的打“” (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
17、熔点一定比金属晶体的低() (5)离子晶体一定都含有金属元素() (6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( ) (7)NaHSO4、Na2O2晶体中阴阳离子个数比均 为1:2 (8)熔融状态下能够导电的化合物中一定含有离子键)熔融状态下能够导电的化合物中一定含有离子键 2.CO2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? 答案答案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其决 定因素,SiO2是原子晶体,其牢固的化学键是其决定因素。 二者的化学性质均由其内部的化学键决定,而CO与SiO 键
18、都是极性键。 4、分类比较晶体的熔、沸点、分类比较晶体的熔、沸点 (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, 如汞、镓、铯等熔、沸点很低,金属晶体一般不参与比较。 (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:金刚石石英碳化硅硅。 (3).离子晶体 一般地说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,则 离子间的作用就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔 点:MgOMgCl2NaClCsCl。 (4).分子晶体 A、分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢
19、键的 分子晶体,熔、沸点反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。 B、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,F2Cl2Br2N2,CH3OHCH3CH3。 D、同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。 如:CH3CH2CH2CH2CH3 只有范德华力,无分子间氢键只有范德华力,无分子间氢键 分子密堆分子密堆 积(每个分子周围有积(每个分子周围有1212个紧邻的分子,如:个紧邻的分子,如:C C60 60、 、 干冰干冰 、I I2 2、O O2 2) (1).密堆积密堆积 1.分子晶体分子晶体 考点三几种典型的晶体模型考点三几种典型的晶体模
20、型 在每个在每个CO2周围等距离且相距最近周围等距离且相距最近 的的CO2共有共有 个。个。 在每个小立方体中平均分摊到的在每个小立方体中平均分摊到的CO2 分子数为:分子数为: 个个 干冰晶体结构干冰晶体结构 12 (81/8 + 61/2) = 4 有分子间氢键有分子间氢键氢键具有方向性氢键具有方向性,使使 晶体中的空间利率不高晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙留有相当大的空隙. 这种晶体不具有分子密堆积特征(如这种晶体不具有分子密堆积特征(如:HF 、 冰、冰、NH3 ) (2).非密堆积非密堆积 冰的结构冰的结构 10928 共价键共价键 2.原子晶体原子晶体 金刚石金刚石 思考:
21、最小碳环由多少个思考:最小碳环由多少个 碳原子组成?它们是否在碳原子组成?它们是否在 同一平面内?每个环中平同一平面内?每个环中平 均含有几个碳原子?均含有几个碳原子? 在金刚石晶体中,碳原子在金刚石晶体中,碳原子 个数与个数与C-C键数之比为多键数之比为多 少?少? 12g金刚石金刚石C-C键数为多少键数为多少 NA? 最小环为六元环最小环为六元环 金刚石的晶体结构金刚石的晶体结构模型模型 (1)金刚石由碳原子构成正四面体的单元。)金刚石由碳原子构成正四面体的单元。 每个碳原子等距离紧邻其它每个碳原子等距离紧邻其它个碳原子。个碳原子。 键角为键角为。金刚石中由共价键构成。金刚石中由共价键构成
22、 的最小环有的最小环有6个碳原子,但个碳原子,但6个碳原子不个碳原子不 都在一个平面上。都在一个平面上。 (2)每个环平均拥有:)每个环平均拥有:个个CC键,键,个个C原子。原子。 (3)晶体中每个)晶体中每个C原子被原子被个六元环所共有,每个个六元环所共有,每个C原子占原子占 有有个个CC键。键。 小结:小结: 10928 4 1/21 12 2 晶胞中碳原子的位晶胞中碳原子的位 置?晶胞中平均置?晶胞中平均 含有几个碳原子?含有几个碳原子? 如何求如何求CC键的键的 键长?键长? Si O 共价键 SiO2的结构特征:的结构特征:在在SiO2晶体中晶体中 SiO2晶体是由晶体是由Si原子和
23、原子和O原子按原子按1:2的比例所的比例所 组成的组成的立体网状立体网状的晶体,没有单个分子的晶体,没有单个分子 最小最小的环是的环是十二十二元环(元环(6个个Si和和6个个O) 每每1个个Si被被 12 个十二元环共有个十二元环共有 1mol SiO2中含中含4mol SiO键键 3.3.离子晶体离子晶体 NaCl和和CsCl的晶胞的晶胞 NaCl的晶胞的晶胞 1钠离子和氯离子的位置钠离子和氯离子的位置 或反之或反之 2每个晶胞含钠离子、氯离子的个数每个晶胞含钠离子、氯离子的个数 3与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Na+ 有:有:12个个 4与与Na+等距离且最近的等距离且最近的Cl有
24、:有:6个个(配位数配位数) -Cl- Na+ 3.离子晶体离子晶体 ABAB型化合物型化合物 设晶胞的边长为设晶胞的边长为 dcm,则晶胞中,则晶胞中 Na+和和Cl的最近的最近 距离(即小立方体距离(即小立方体 的边长)为的边长)为 cm,则晶胞中同,则晶胞中同 种离子的最近距离种离子的最近距离 为为 cm。 d/2d/2 d/2d/2 (1 1)晶胞为体心立方,每个立方体的)晶胞为体心立方,每个立方体的8 8个顶点分个顶点分 上有上有 个个CsCs+ +(或(或ClCl ),体心上有 ),体心上有 个个ClCl (或 (或CsCs+ +) (2 2)每个晶胞中含有)每个晶胞中含有CsCs
25、 数目为: 数目为: ,含有,含有ClCl 数目 数目 为:为: ,故每个晶胞中含有,故每个晶胞中含有 个个“CsCl”CsCl”结构单元;结构单元; (3 3)晶胞中每个离子都被)晶胞中每个离子都被 个异号离子包围(个异号离子包围(8 8个顶点),它们之个顶点),它们之 间构成间构成 的空间结构;的空间结构; (4 4)晶胞中每个离子周围距离最近且等距离的同种离子有)晶胞中每个离子周围距离最近且等距离的同种离子有 个,个, (上、下、左、右、前、后)它们之间构成(上、下、左、右、前、后)它们之间构成 的空间结构;的空间结构; (5 5)设晶胞的边长为)设晶胞的边长为dcmdcm,则晶胞中同种
26、离子的最近距离为,则晶胞中同种离子的最近距离为 cmcm,CsCs+ +和和ClCl 的最近距离(即立方体体对角线的一半)为 的最近距离(即立方体体对角线的一半)为 cmcm; CsClCsCl的晶体结构的晶体结构 8 81 1 8 81/8=11/8=1 1 11 1 8 8 立方体立方体 6 6 正八面体正八面体 d d d/2d/2 ABAB2 2型化合物型化合物CaFCaF2 2晶胞晶胞 1 1、CaCa2+ 2+的配位数: 的配位数: 2 2、F F- -的配位数:的配位数: 8 4 3、一个、一个CaF2晶胞中含:晶胞中含: 微粒之间的作用力使微粒间尽可能的相微粒之间的作用力使微粒
27、间尽可能的相 互接近,使它们占有最小的空间。互接近,使它们占有最小的空间。 在晶体中与每个微粒紧密相邻的在晶体中与每个微粒紧密相邻的微粒个数微粒个数 晶体的空间被微粒占满的体积百分数,用晶体的空间被微粒占满的体积百分数,用 它来表示紧密堆积的程度。它来表示紧密堆积的程度。 .紧密堆积:紧密堆积: .配位数:配位数: .空间利用率:空间利用率: 4、金属晶体、金属晶体 金属晶体的原子在三维空间堆积方式金属晶体的原子在三维空间堆积方式 1、金属原子在三维空间、金属原子在三维空间非密置层非密置层堆积方式堆积方式 2、金属原子在三维空间、金属原子在三维空间密置层密置层堆积方式堆积方式 a.简单立方堆积
28、简单立方堆积 b.体心立方堆积体心立方堆积 a.六方最密堆积六方最密堆积 b.面心立方最密堆积面心立方最密堆积 晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解 金金 属属 晶晶 体体 简单简单 立方立方 典型代表典型代表Po,空间利用率,空间利用率 52%,配位数为,配位数为6 钾型钾型 典型代表典型代表Na、K、Fe,空间,空间 利用率利用率68%,配位数为,配位数为8 镁型镁型 典型代表典型代表Mg、Zn、Ti,空,空 间利用率间利用率74%,配位数为,配位数为12 铜型铜型 典型代表典型代表Cu、Ag、Au,空,空 间利用率间利用率74%,配位数为,配位数为12 ABAB ABCABC 简单立
29、方堆积:简单立方堆积: 立方体的棱长为立方体的棱长为2r2r,球的半径为,球的半径为r r 2r 过程:过程: 1 1个晶胞中平均含有个晶胞中平均含有1 1个原子个原子 V V球 球= = 3 3 4 r %100 晶胞 球 V V V V晶胞 晶胞= =( (2r2r)3 3=8r=8r3 3 空间利用率空间利用率= =%100 8 3 4 3 3 r r =52% 体心立方堆积:体心立方堆积: a b %100 3 4 2 3 3 a r %100 3 4 3 4 2 3 3 )(r r 空间利用率空间利用率= a 立方体的棱长为立方体的棱长为a a, 球的半径为球的半径为 r =r =
30、过程:过程: 1 1个晶胞中平均含有个晶胞中平均含有2 2个原子个原子 %68%100 8 3 面心立方最密堆积:面心立方最密堆积: 4r a ra22 3 3 4 4rV 球 333 216)22(arrV 晶胞 %100 晶胞 球 V V %100 216 3 4 4 3 3 r r =74% 空间利用率空间利用率= = 过程:过程: 1 1个晶胞中平均含有个晶胞中平均含有4 4个原子个原子 混合型晶体混合型晶体 在石墨晶体中,碳原子构成的最小环为平面型六元环在石墨晶体中,碳原子构成的最小环为平面型六元环(与苯环相似与苯环相似) 键角为键角为120,每个碳原子与相邻,每个碳原子与相邻 3
31、个碳原子构成正三角形,个碳原子构成正三角形, 其中其中 n (C) : n(CC) = 1 : (31/2) = 2 : 3,每个碳原子被,每个碳原子被 3 个六元个六元 环共用,每个环共用,每个CC键被键被 2 个六元环共用。个六元环共用。 1.在晶体模型中,金刚石中的“棍”和干冰中的“棍”表示 的意义一样吗?分子晶体中有化学键吗? 答案答案不一样,金刚石中表示的是CC共价键,而干冰中的 “棍”表示分子间作用力;分子晶体中多数含有化学键(如 CO2中的C=O键),少数则无(如稀有气体形成的晶体)。 深度思考 题组二强化记忆晶胞结构题组二强化记忆晶胞结构 5.判断下列物质的晶胞结构,将对应序号
32、填在线上。 题组三对晶胞结构的考查题组三对晶胞结构的考查 6.下面有关晶体的叙述中,不正确的是() A.金刚石网状结构中,由共价键形成的碳原子环中,最小 的环上有6个碳原子 B.氯化钠晶体中,每个Na周围距离相等的Na共有6个 C.氯化铯晶体中,每个Cs周围紧邻8个Cl D.干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 解析解析氯化钠晶体中,每个Na周围距离相等的Na共 12个,距离相等且最近的Cl共有6个。 B 元素元素C的某种单质具有平面层状结构,同一层中的的某种单质具有平面层状结构,同一层中的 原子构成许许多多的正六边形,此单质与熔融的原子构成许许多多的正六边形,此单质与熔融的K
33、单质相互作用,形成某种青铜色的物质(其中的单质相互作用,形成某种青铜色的物质(其中的 元素元素K用用“”表示),原子分布如图所示,该物表示),原子分布如图所示,该物 质的化学式为质的化学式为 。 )根据结构示意图可知,晶胞中K原子的个数是31/6 0.5个,而碳原子的个数是4个,所以该化合物的化学式是 KC8 ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用 广泛。立方广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为晶体结构如下图所示,其晶胞边长为 540.0 pm,密度为,密度为_gcm-3(列式并计算),(列式并计算), a位置位置S2-离子与
34、离子与b位置位置Zn2+离子之间的距离为离子之间的距离为_pm (列式表示)。(列式表示)。 六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼, 其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长 为为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、,立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、 个硼原子,立方氮化硼的密度是个硼原子,立方氮化硼的密度是gpm-3(只要求列(只要求列 算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA) 周期表前四周期的元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原
35、子序数依次增大。,原子序数依次增大。a的的 核外电子总数与其周期数相同,核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中未成对电子有的价电子层中未成对电子有3个,个, c的最外层电子数为其内层电子数的的最外层电子数为其内层电子数的3倍,倍,d与与c同族;同族;e的最外层只的最外层只 有有1个电子,但次外层有个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题;个电子。回答下列问题; (1)b、c、d中第一电离能最大的是中第一电离能最大的是_(填元素符号填元素符号),e的价的价 层电子轨道示意图为层电子轨道示意图为_。 (2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该和其他元素形成的二元共价化合物中
36、,分子呈三角锥形,该 分子的中心原子的杂化方式为分子的中心原子的杂化方式为_;分子中既含有极性共价键、;分子中既含有极性共价键、 又含有非极性共价键的化合物是又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式,写出两种填化学式,写出两种)。 (3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为 3的酸是的酸是_;酸根呈三角锥结构的酸是;酸根呈三角锥结构的酸是_。(填化学式填化学式) (4)e和和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图形成的一种离子化合物的晶体结构如图(a),则,则e离子的电离子的电 荷为荷为_。 (5)这这5种元素形成的一种种元
37、素形成的一种1 1型离子化合物中,阴离子呈四面体型离子化合物中,阴离子呈四面体 结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构如图如图(b)所示所示。 该化合物中,阴离子为_,阳离子中存在的化学键类型有 _;该化合物加热时首先失去的组分是_,判断理由 是_。 (a) (b) 在石墨晶体中,层与层之间是以在石墨晶体中,层与层之间是以 结合,结合, 同一层内同一层内C原子与原子与C原子以原子以 结合成平面网结合成平面网 状结构,状结构,C原子的杂化方式为:原子的杂化方式为: ; C原子数与原子数与C-C键数之比为键数之比为 。 共价键共价键 范德华力范德华力 SP2 1:1.
38、5或或2:3 石墨,石墨, 混合型晶体混合型晶体 熔点高熔点高 质软质软 固态导电固态导电 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 1.下列图像是从下列图像是从NaCl或或CsCl晶体结构图中分割出来的晶体结构图中分割出来的 部分结构图,试判断属于部分结构图,试判断属于NaCl晶体结构的图像是(晶体结构的图像是( ) A.图图和图和图 B.图图和图和图 C.只有图只有图 D.图图和图和图 D 3.铅、钡、氧形成的某化合物的铅、钡、氧形成的某化合物的 晶胞结构是:晶胞结构是:Pb4+处于立方晶胞处于立方晶胞 顶点,顶点,Ba2+处于晶胞中心,处于晶胞中心,O2- 处于晶胞棱边中心,
39、该化合物化处于晶胞棱边中心,该化合物化 学式为学式为 。每个。每个Ba2+ 与与 O2-配位配位 4.X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。为五种短周期元素。X、Y、 Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层 电子数之和为电子数之和为15,X与与Z可形成可形成XZ2分子;分子;Y与与 M形成的气态化合物在标准状况下的密度为形成的气态化合物在标准状况下的密度为 0.76g/L;W的质子数是的质子数是X、Y、Z、M四种元素四种元素 质子数之和的质子数之和的1/2。下列说法正确的是。下列说法正确的是 A原子半径:原子半径:WZYXM BXZ2、X2M2、W2Z
40、2均为直线型的共价化合均为直线型的共价化合 物物 C由由X元素形成的单质不一定是原子晶体元素形成的单质不一定是原子晶体 D由由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定四种元素形成的化合物一定 既有离子键,又有共价键既有离子键,又有共价键 C 5已知人工合成的氮化碳晶体具有比金刚石已知人工合成的氮化碳晶体具有比金刚石 更大的硬度,原子间所成键均是极性键且更大的硬度,原子间所成键均是极性键且 都是单键,所有原子均满足都是单键,所有原子均满足8电子稳定结构。电子稳定结构。 下列关于该晶体的说法正确的是下列关于该晶体的说法正确的是 ( ) A该晶体是分子晶体该晶体是分子晶体 B该晶体中该晶体中CN键长比
41、金刚石中键长比金刚石中CC要长要长 C该晶体中每个该晶体中每个C原子连接原子连接4个个N原子,而每原子,而每 个个N原子连接原子连接3个个C原子原子 D晶体的化学式为晶体的化学式为C4N3 C 6.科学家通过科学家通过X射线探明射线探明MgO、CaO的晶的晶 体结构与体结构与NaCl的晶体结构相似的晶体结构相似 比较晶体熔点的高低比较晶体熔点的高低MgO CaO(填(填 “高于高于”或或“低于低于”) , Mg2+的配位原子所构成的立体几何构型的配位原子所构成的立体几何构型 MgCO3晶格能大于晶格能大于CaCO3,为何为何 MgCO3更易分解更易分解 Ni的堆积与的堆积与MgO中氧原子堆积相
42、同,中氧原子堆积相同,Ni可可 以吸附以吸附H2,氢以单个原子形式填入四面体空,氢以单个原子形式填入四面体空 隙,则隙,则Ni最大量吸收最大量吸收H2后,后,n(Ni):n(H)=( ) )()( 若在若在FeO晶体中阴阳离子间最近距离为晶体中阴阳离子间最近距离为a cm,晶体密度为,晶体密度为dg/cm3。则阿伏伽德罗常。则阿伏伽德罗常 数数NA表达式为表达式为 mol-1。 7.7.由由C、H、O、S中任两种元素构成中任两种元素构成 甲、乙、丙三种分子,所含原子的数目甲、乙、丙三种分子,所含原子的数目 依次为依次为3、4、8,都含有,都含有18个电子。甲个电子。甲 和乙的主要物理性质比较如
43、下:和乙的主要物理性质比较如下: 1 mol乙分子含有乙分子含有 个个键;键; 丙分子的中心原子采取丙分子的中心原子采取 杂化轨道;杂化轨道; 甲和乙的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差甲和乙的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差 异的主要原因是异的主要原因是 熔点熔点K沸点沸点K标准状况时在水中的溶解标准状况时在水中的溶解 度度 甲甲 1872022.6 乙乙 272.26425.25以任意比互溶以任意比互溶 (3)3NA (1分) sp3 (1分) H2O2分子间存在氢键,因此熔沸 点更高;H2O2与水分子可形成氢键,可以与水任意比互溶(2分) CsCl的配位数为:的配位数为:
44、; 每个晶胞中有每个晶胞中有 Cs+, 个个 Cl-; 在每个在每个Cs+周围与它最近的且距周围与它最近的且距 离相等的离相等的Cs+有有 个个 NaCl的配位数为:的配位数为: ; 每个晶胞中有每个晶胞中有 Na+, 个个 Cl-; 在每个在每个Na+周围与它最近的且周围与它最近的且 距离相等的距离相等的Na+有有 个个Cl-有有 每个每个Na+周围与它最近的且距离相等的周围与它最近的且距离相等的 Cl-有有 个个 6 8 12 44 6 1 1 6 金刚石晶胞金刚石晶胞SiO2晶体结构晶体结构 最小的环分别为几元环?最小的环分别为几元环?1mol金刚石、金刚石、 SiO2、碳化硅分别拥有几
45、、碳化硅分别拥有几mol共价键?常共价键?常 见的原子晶体有哪些?见的原子晶体有哪些? 2,4,46 12 金刚石,晶体硅,金刚石,晶体硅, SiO2,SiC BN,BP,等等 在石墨晶体中,层与层之间是以在石墨晶体中,层与层之间是以 结合,结合, 同一层内同一层内C原子与原子与C原子以原子以 结合成平面网结合成平面网 状结构,状结构,C原子的杂化方式为:原子的杂化方式为: ; C原子数与原子数与C-C键数之比为键数之比为 。 共价键共价键 范德华力范德华力 SP2 1:1.5或或2:3 石墨,石墨, 混合型晶体混合型晶体 熔点高熔点高 质软质软 固态导电固态导电 原子晶体原子晶体 分子晶体分
46、子晶体 金属晶体金属晶体 1.下列图像是从下列图像是从NaCl或或CsCl晶体结构图中分割出来的晶体结构图中分割出来的 部分结构图,试判断属于部分结构图,试判断属于NaCl晶体结构的图像是(晶体结构的图像是( ) A.图图和图和图 B.图图和图和图 C.只有图只有图 D.图图和图和图 D (5)科学发现,)科学发现,C和和Ni、Mg元素的原子形成的晶体也具有超导性,元素的原子形成的晶体也具有超导性, 其晶胞的结构特点如右图,其晶胞的结构特点如右图, 则该化合物的化学式为则该化合物的化学式为 ; C、Ni、Mg三种元素中,三种元素中, 电负性最大的是电负性最大的是 。 (6)碳的氢化物甲烷在自然
47、界中广泛存在,其中可燃冰是有待人)碳的氢化物甲烷在自然界中广泛存在,其中可燃冰是有待人 类开发的新能源。可燃冰是一种笼状结构,类开发的新能源。可燃冰是一种笼状结构,CH4分子存在于分子存在于H2O分分 子形成的笼子中(如右图所示)。子形成的笼子中(如右图所示)。 两种分子中,共价键的键能两种分子中,共价键的键能 ; CH4分子与分子与H2O分子的分子量相差不大,分子的分子量相差不大, 但两种物质的熔沸点相差很大,但两种物质的熔沸点相差很大, 其主要原因是其主要原因是 。 MgCNi3 C H-O键键C-H键键 H2O分子之间形成氢键分子之间形成氢键 3.下列图像是从下列图像是从NaCl或或CsCl晶体结构图中分割出来的晶体结构
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