十三优秀教案晶体的结构与性质

1、个人收集整理仅供参考学习学案65晶体地结构与性质考纲要求1.理解离子键地形成，能根据离子化合物地结构特征解释其物理性质.2.了解原子晶体地特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体地结构与性质地关系.3.理解金属键地含义，能用金属键理论解释金属地一些物理性质.4.了解分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体地结构微粒、微粒间作用力地区别.知识点一晶体与非晶体1.晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒排列结构微粒排列性自范性质熔点星 异同表现者间接方法看是否有固定地区别方科学方法对固体进行实验法2.得到晶体地途径.(2) .(3) .3.晶胞(1)概念描述晶体结构地.(2)晶体中晶胞地排列 一一无隙并

2、置无隙：相邻晶胞之间没有 .并置：所有晶胞 排列、相同.知识点二分子晶体与原子晶体1 .分子晶体地结构特点(1)晶体中只含.(2)分子间作用力为 ,也可能有(3)分子密堆积：一个分子周围通常有个紧邻地二'2 .原子晶体地结构特点晶体中只含原子.(2)原子间以 结合.问 题 思 考1.具有规则几何外形地固体一定是晶体吗？晶胞是否一定为“平行六面体” ？知识点三金属晶体1.金属键(1) “电子气理论”要点该理论把金属键描述为金属原子脱落下来地 形成遍布整块晶体地“电子 气”，被 所共用，从而把所有地金属原子维系在一起.(2)金属晶体是由 、通过 形成地一种“巨分子”.金属键地强度.2.金属

3、晶体地几种堆积模型堆积模型采纳这种堆积 地典型代表空间 利用 率配 位 数晶胞简单立方Po52%钾型Na、K、Fe68%镁型Mg、Zn、Ti74%12铜型Cu、Ag、Au74%知识点四离子晶体1 .离子晶体(1)概念离子键： 间通过(指相互排斥和相互吸引地平衡)形成地化学键.离子晶体：由阳离子和阴离子通过 结合而成地晶体.(2)决定离子晶体结构地因素几何因素：即电荷因素，即阴、阳离子电荷不同，配位数必然不同键性因素：离子键地纯粹程度 .(3) 一般物理性质一般地说，离子晶体具有较高地 点和 点，较大地 、难于压缩.这些性质都是因为离子晶体中存在着较强地离子键.若要破坏这种作用需要较多地能量.2

4、 .晶格能(1)定义：气态离子形成 1摩尔离子晶体 地能量，单位kJ mol 1,通常取正值.(2)大小及与其他量地关系晶格能是最能反映离子晶体 地数据.在离子晶体中，离子半径越小，离子 所带电荷数越大，则晶格能越大.晶格能越大，阴、阳离子间地离子键就越强，形成地离子晶体就越稳定，而且熔点高，硬度大 .知识点五几种常见地晶体模型(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)金刚石晶体中，每个 C与另外 个C形成共价键，CC键之间地夹角是 最小地环是 元环.含有1molC地金刚石中，形成地共价键有 mol.SiO2晶体中，每个Si原子与 个。成键，每个O原子与 个硅原子成键，最小地环是 元环，在“硅氧”四面

5、体中，处于中心地是 原子.(2)分子晶体干冰晶体中，每个 CO2分子周围等距且紧邻地 CO2分子有个.冰地结构模型中，每个水分子与相邻地个水分子以氢键相连接，1mol冰中，有mol "氢键"离子晶体NaCl型：在晶体中，每个 Na+同时吸引 个Cl ,每个C同时吸引 个Na+, 配位数为 .每个晶胞含 个Na+和 个Cl .CsCl型：在晶体中，每个 C吸引 个Cs+,每个Cs+吸引 个Cl ,配位数为(4)石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间地作用是 ,平均每个正六边形拥有 地碳原子个数是, C原子采取地杂化方式是 .19 / 20问 题 思 考2.在晶体模型中，金刚石中地

6、“铁棍”和干冰中地“铁棍”表示地意义一样吗？分子晶体中有化学键吗?、晶体基本类型和性质地比较比较分子晶体原子晶体金属晶体离了晶体概念分子间靠分子间 作用力结合而成 地晶体原子之间以共价 键结合而形成地 具有空间网状结 构地晶体金属阳离子和自 由电子以金属键 结合而形成地晶 体阳离子和阴离子 通过离子键结合 而形成地晶体构成粒子结 构粒子间地 相互作用 力性 质硬度较小很大有地很大，有地 很小较大熔、沸点较低有地很高，有地 很低溶解性相似相溶导电、传 热性一般不导电、溶 于水后有地导电一般不具有导电 性电和热地良导体晶体不导电，水 溶液或熔融态导 电延展性无无良好无 1物质类别 及举例大多数非金

7、属单 质（如 P4、Cl 2）、 气态氢化物、酸（如 HCl、 H2SO4）、非金属 氧化物（如SO2、CO2, SiO2除外）、绝 大多数有机物 （如CH4,有机 盐除外）一部分非金属单 质（如金刚石、 硅、晶体硼）， 一部分非金属化 合物（如SiC、SiO2）金属单质与合金（如 Na、Al、 Fe、青铜）金属氧化物（如 K2。、Na2。）、 强碱（如KOH、 NaOH）、钙部分盐（如NaCl）典 例 导 悟1 （2010黄冈质检）下列叙述正确地是（）A .分子晶体中地每个分子内一定含有共价键B .原子晶体中地相邻原子间只存在非极性共价键C.离子晶体中可能含有共价键D.金属晶体地熔点和沸点都

8、很高二、晶体地有关计算1 .确定晶体组成地方法均摊法均摊法：指每个晶胞平均拥有地粒子数目.如：某个粒子为 n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于一个晶胞.（1）长方体形（正方体）晶胞中不同位置地粒子对晶胞地贡献处于顶点地粒子，同时为 个晶胞共有，每个粒子对晶胞地贡献为 .处于棱 上地粒子，同时为 个晶胞共有，每个粒子对晶胞地贡献为 .处于面上地粒子，同 时为 个晶胞共有，每个粒子对晶胞地贡献为 .处于体心地粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞地贡献为 .（2）非长方体形（正方体）晶胞中粒子对晶胞地贡献视具体情况而定.如石墨晶胞每一层内 6个碳原子排成六边形，其顶点地1个碳原子对六边形地贡献为1/3.典

9、 例 导 悟右图为高温超导领域里地一种化合物钙钛矿晶体结构是具有代表性地最小重复单元(1)在该物质地晶体中，每个钛离子周围与它最近且等距离地钛原子共有 个.(2)该晶体中，元素氧、钛、钙地个数比是 .2 .晶体密度（或微粒间距离）地计算解题思路知道微粒间距离 根喳迪沙 晶胞体积蹩码菖密度，或已知密度求微粒间距离典 例 导 悟右图是氯化葩晶体地晶胞（晶体中地最小重复单元 ），已知晶体中两个最近地Cs+核间距离为acm,氯化葩地相对分子质量为M, Na为阿伏加德罗常数，则氯化葩晶体密度是（A.瞿g cm 3B.鹳g cm 3Na a38Na »M 3 Ma33c.NA7g cm D.mc

10、m题组一晶体地“分割”与计算1. 2011课标全国卷37（5）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，晶胞边长为 361.5pm.立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、个硼原子、立方氮化硼地密度是 g- cm-3（只要求列算 式，不必计算出数值.阿伏加德罗常数为 Na）.2. 2011山东理综一32（4）CaO与NaCl地晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为agcm-3, Na表示阿伏加德罗常数，则 CaO晶胞体积为 cm3.3. （2010全国理综I, 13）下面关于SiO2晶体网状结构地叙述正确地是（）4. 最小地环上，有 3个Si原子和3个。原

11、子8. .最小地环上，Si和O原子数之比为1 ： 29. 最小地环上，有 6个Si原子和6个。原子10. .存在四面体结构单元，。处于中心，Si处于4个顶点4. 2010全国课标卷，37(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构地化合物，其晶胞中X占据所有棱地中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体地组成为X ： Y ： Z =.5. 2010山东理综，32(4)铅、根、氧形成地某化合物地晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba#处于晶胞中心，O"处于晶胞棱边中心.该化合物化学式为 ,每个 Ba*与 个02一配位.题组二晶体地类型与晶体地性质6. (2011江苏21A)原子序数小于 36

12、地X、Y、Z、W四种元素，其中 X是形成化合 物种类最多地元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数地2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对地电子， W地原子序数为29.回答下列问题：(1)Y2X2分子中 Y原子轨道地杂化类型为 , 1molY2X2含有键地数目为 .(2证合物ZX3地沸点比化合物 YX4地高，其主要原因是 .(3)元素Y地一种氧化物与元素一Z地一种氧化物互为等电子体，元素 Z地这种氧化物地 分子式是.(4)元素W地一种氯化物晶体地晶胞结构如图所示，该氯化物地化学式是 ,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3,反应地化学方程式为7. (2010浙江理综

13、，8)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中 X、Y、Z、W同周 期，Z、M同主族；X +与M2一具有相同地电子层结构；离子半径：Z2 >W ; Y地单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要地半导体材料 .下列说法中，正确地是()A. X、M两种元素只能形成 X2M型化合物B.由于W、Z、M元素地氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C.元素Y、Z、W地单质晶体属于同种类型地晶体D.元素 W和M地某些单质可作为水处理中地消毒剂8. 2010海南，19(H)金属馍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛.请回答下列问题：(1)Ni原子地核外电子排布式为 ,(2)NiO、FeO地晶体

14、结构类型均与氯化钠地相同，Ni和Fe/地离子半径分别为 69Pm和 78pm,则熔点 NiO FeO(填“<”或“ >”)；(3)NiO晶胞中Ni和。地配位数分别为 、 ,（4）金属馍与例（La）形成地合金是一种良好地储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示 该合金地化学式为 ;题组一晶体地结构与性质1 .下列关于晶体地说法正确地是（）A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C.原子晶体地熔点一定比金属晶体地高D.分子晶体地熔点一定比金属晶体地低2 . （2011惠州调研）下列性质适合分子晶体地是 （熔点1070 C,易溶于水，水溶液导电熔点10.3

15、1 C,液态不导电，水溶液导电能溶于CS2,熔点112.8C,沸点444.6 C熔点97.81 C,质软导电，密度为 0.97g cm3A.B.C.D.题组二常见晶体及其结构地认识NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨3 .如下图表示一些晶体中地某些结构，它们分别是 结构中地某一种地某一部分.(1)其中代表金刚石地是(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)其中代表石墨地是 ,其中每个正六边形占有地碳原子数平均为 个.(3)其中代表NaCl地是,每个Na 卡周围与它最接近且距离相等地Na+有 个.(4)代表CsCl地是,它属于 晶体，每个Cs+

16、与 个C紧邻.(5)代表干冰地是 ,它属于 晶体，每个CO2分子与 个CO2分子紧邻.题组三晶体地有关计算4. (2011沈阳质检)最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成地气态团簇分子，如右图所示.图中顶点和面心地原子都是钛原子，棱地中心和体心地原子都是碳原子，该分 子地化学式是()a. Tii3Ci4B. Tii4Ci3C. Ti4c5D. TiC5 . (2011西安联考)金晶体地最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体地 8个顶点及各个面地中心各有一个金原子，每个金原子被相邻地晶胞所共用(右图).金原子地直径为d,用Na表示阿伏加德罗常数，M表示金地摩尔质量.(1)金晶体每个晶胞

17、中含有 个金原子.(2)欲计算一个晶胞地体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定 .(3)一个晶胞地体积是.(4)金晶体地密度是.题组四综合探究6 .已知 A、B、C、D、E五种元素地原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期.A位于周期表地s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B地基态原子中电子占据三种能量不同地原子轨道，且每种轨道中地电子总数相同；D原子地核外成对电子数是未成对电子数地3倍.A、B、D三种元素组成地一种化合物M是新装修居室中常含有地一种有害气体，A、B两种元素组成地原子个数之比为1 ： 1地化合物N是常见地有机溶剂.E有“生物金属”之称，E4+和僦原子地核外电子排布相

18、同.请回答下列问题(答题时，A、B、C、D、E均用所对应地元素符号表示 )：(1)E地基态原子地外围电子排布式为 .(2)由A、B、C形成地ABC分子中，含有 个b键，个兀键.(3)下列叙述正确地是(填字母).c. M易溶于水，是因为 M与水分子之间能形成氢键，且 M是极性分子；N不溶于 水，是因为N是非极性分子d. M和二氧化碳分子中地中心原子均采用sp2杂化e. N分子中含有6个b键和1个兀键f. BD2晶体地熔点、沸点都比二氧化硅晶体地低(4)E地一种氧化物Q,其晶胞结构如图所示，则 Q地化学式为 ?该晶体中氧原子地配位数为(5)B、C、D三种元素地第一电离能由小到大地顺序为 .(6)在

19、浓地EC13地盐酸溶液中加入乙醛，并通入 HCl至饱和，可得到配位数为 6、组成 为EC13 6H2O地绿色晶体，该晶体中两种配体地物质地量之比为1 ： 5,则该配离子地化学式为.学案65晶体地结构与性质【课前准备区】知识点一1. 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. (1)熔融态物质凝固(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(3)溶质从溶液中析出3. (1)基本单元(2)任何间隙平行取向知识点二1. (1)分子(2)范德华力氢键 (3)122. (2)共价键知识点三1. (1)价电子所有原子(2)金属阳离子自由电子金属键差别很大2. 6812知识点四1. (1)阴、阳

20、离子静电作用离子键(2)晶体中阴、阳离子地半径比决定晶体结构(3)熔沸硬度2. (1)释放 (2)稳定性知识点五4109 28'六242十二Si(2) 12 4266644888(4)分子间作用力2sp2问题思考1 . (1)具有规则几何外形地固体不一定是晶体，如玻璃；(2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性地最小部分，而不一定是最小地“平行六 面体”.2 .不一样，金刚石中表示地是 C-C共价键，而干冰中地“铁棍”表示分子间作用 力，分子晶体中多数含有化学键(如CO2中地C=O键)，少数则无(如稀有气体形成地晶体).【课堂活动区】一、分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子分子间作用

21、力共价键金属键离子键很高 较高难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂二、1.(1) 88 4： 22 1典例导悟1. C稀有气体为单原子分子，晶体中分子内无共价键，A不正确；SiO2晶体为原子晶体，Si原子与氧原子间为极性键，B不正确；Na2O2、俊盐等离子晶体中含有共价键，C正确；不同金属晶体、金属键强弱不同，其熔、沸点差别很大，D不正确.2. (1)6 (2)3 ： 1 ： 1解析从所给模型图中可确定晶体中距离最近地钛原子地相对位置为,即每个钛原子周围与它最近且等距离地钛原子有6个.图中钙原子位于立方体体心，为该立方体单独占有；钛原子位于顶点，为8个1. .、立方体共有，故每个立

22、方体拥有钛原子数为8X1= 1(个)；氧原子位于棱上，为 4个立方体81 . 一所共有，每个立万体拥有氧原子数为12x4= 3(个)，故N(O) ： N(Ti) : N(Ca)=3： 1 ： 1.3. C该晶胞中含有1个Cs+和1个C，则1个CsCl分子地质量为Ng,晶胞地体积为a3cm3,故密度为3g cm 3.NAa【课后练习区】高考集训25X41 , 44 361.5X 10 10 3X Na解析依据金刚石地晶胞结构及化学式BN可确定立方氮化硼晶胞中含有4个N原子，4个B原子则一个晶胞地质量可表示为25X 4g(BN地摩尔质量为 25g mol 1), 一个晶胞地体Na/积可表示为(36

23、1.5 x 10 10)3cm3(1pm = 10 12m = 10 10cm),晶体密度地表达式为25X43361.5 X 10 10 3 XNAg Cm .2242. Na a解析根据CaO晶胞与NaCl晶胞相同，可知 CaO晶胞中含有4个Ca2+和4个O2 ,则晶胞质量为 m=5N6gx4=2N24g,则晶胞地体积 V = m= -224g 3 = 2453 NANAp Na ag cm NA a3. C4. 3 ： 1 ： 1111解析每一个晶胞中实际拥有地离子数目地计算规律为：顶点：1、棱上：1、面心：1、842体心：晶胞独有，推出 X ： Y ： Z= 3 ： 1 ： 1.5. B

24、aPbO312解析根据共用关系，每个晶胞中含有Pb4+： 8x1=1Ba2+： 1O2 ： 12X1=3,故化学84式为BaPbO3.Ba2+处于晶胞中心，只有 1个，O2-处于晶胞棱边中心，共 12个，故每个Ba2 +与12个O2-配位.6. (1)sp 杂化 (2)3Na或 3X 6.02X 1023(2)NH 3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuClCuCl +2HCl(浓尸=H2CuCl3(或 CuCl + 2HCl(浓尸=H2CuCl 3)解析形成化合物种类最多地元素是H,基态时，最外层电子数是内层电子数2倍地元素是C,2p原子轨道上有3个未成对电子地是 N元素，原子序数为 29地

25、是Cu元素.(1)C2H2是直线形分子，C原子杂化方式为 sp杂化，C2H2分子中有一个碳碳三键，因此1molC2H2分子中有 3Na 族，即 3X6.02X 1023个.(2)由于NH 3分子间存在氢键，使其沸点较高.(3)CO2和N2O都是22个电子，二者互为等电子体 .(4)晶胞中Cu地个数为8X1/8+6M/2 = 4,而Cl全在晶胞中，因此该晶体地化学式为 CuCl.7. DX+与M2-具有相同地电子层结构且均属于短周期元素，可推知 X为钠元素，M 为氧元素，由此可知Z为硫元素；X、Y、Z、W属于同周期元素，由离子半径：Z2 >W,可推知 W为氯元素；Y地单质晶体熔点高、硬度大

26、，是一种重要地半导体材料，不难判断，Y为硅元素.Na与O两种元素可形成 Na2O和Na2O2两种化合物，故 A项错误；虽然HCl、H2S、H2O相对分子质量依次减小，但因H2S,故B项错误；单质 Si属于原子晶体，单质C12都具有强氧化性，可作为水处理地消毒剂，故8. (1)Ar3d 84s2或 1s22s22p63s23p63d84s2H2O分子间存在氢键，沸点高于HCl和S和Cl2属于分子晶体，故 C项错误；O3和D项正确.(2)(3)66 (4)LaNi 5解析(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越

27、强，熔点越高.(3)因为NiO晶体结构类型与 NaCl相同，而NaCl晶体中Na+、CL地配位数都是6,所 以，NiO晶体Ni2+、O2-地配位数也是6.(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La： 8X1=1, Ni:1+8X=5.所以该合金82地化学式为LaNi 5.考点集训1. . A在原子晶体中构成晶体地粒子是原子，在离子晶体中构成晶体地粒子是阳离子和 阴离子；在分子晶体中构成晶体地粒子是分子，在金属晶体中构成晶体地粒子是金属阳离子 和自由电子，故选项 B错误；晶体地熔点一般是原子晶体离子晶体 分子晶体，而金属晶体地熔点相差比较大，晶体硅地熔点(1 410 C)要比金属鸨地熔点(3 410C)低，而金属汞地熔点(常温下是液体)比蔗糖、白磷(常温下是固态，