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文档简介

1、专题2 微粒间作用力与物质性质1.1.理解离子键、共价键的含义,能说明离子键、共价键的形成。理解离子键、共价键的含义,能说明离子键、共价键的形成。2.2.了解了解NaClNaCl型和型和CsClCsCl型离子晶体的结构特征,能用晶格能解释型离子晶体的结构特征,能用晶格能解释典型离子化合物的某些物理性质。典型离子化合物的某些物理性质。3.3.了解共价键的主要类型了解共价键的主要类型键和键和键,能用键能、键长、键角键,能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质(对等数据说明简单分子的某些性质(对键和键和键之间相对强弱键之间相对强弱的比较不作要求)。的比较不作要求)。4.4.了解了解“等电子原

2、理等电子原理”的含义,能结合实例说明的含义,能结合实例说明“等电子原等电子原理理”的应用。的应用。5.5.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。体的结构与性质的关系。6.6.能用金属键的自由电子理论解释金属的某些物理性质。能用金属键的自由电子理论解释金属的某些物理性质。7.7.知道金属晶体的基本堆积方式,了解常见金属晶体的晶胞知道金属晶体的基本堆积方式,了解常见金属晶体的晶胞结构特征(晶体内部空隙的识别与晶胞的边长等晶体结构参结构特征(晶体内部空隙的识别与晶胞的边长等晶体结构参数相关的计算不作要求)数相关的计算

3、不作要求)8.8.知道分子间作用力的含义,了解化学键和分子间作用力的知道分子间作用力的含义,了解化学键和分子间作用力的区别。区别。9.9.知道分子晶体的含义,了解分子间作用力的大小对物质某知道分子晶体的含义,了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。些物理性质的影响。10.10.了解氢键存在对物质性质的影响(对氢键相对强弱的比较了解氢键存在对物质性质的影响(对氢键相对强弱的比较不作要求)。不作要求)。11.11.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒,微粒间作用力的区别。粒,微粒间作用力的区别。一、分子间作用力与化学键一、分

4、子间作用力与化学键1.1.三种化学键的比较三种化学键的比较(1 1)比较。)比较。离子键离子键共价键共价键金属键金属键非极性键非极性键极性键极性键 配位键配位键成键成键微粒微粒_比较比较类型类型阴、阳离子阴、阳离子原子原子金属离子金属离子与自由电与自由电子子成键原子成键原子特点特点得、失得、失电子能电子能力差别力差别很大很大吸引吸引电子电子能力能力相同相同吸引电吸引电子能力子能力不同不同一方有一方有_(配位体),另(配位体),另一方有一方有_(中心原子)(中心原子)同种金属同种金属或不同种或不同种金属(合金属(合金)金)方向性、方向性、饱和性饱和性_孤电子对孤电子对空轨道空轨道无无有有无无存存

5、在在离子化合离子化合物物( (离子晶离子晶体体) )单质单质( (如如H H2 2) ),共,共价化合物价化合物( (如如H H2 2O O2 2) ),离子化,离子化合物合物( (如如NaNa2 2O O2 2) )共价化合共价化合物物( (如如HCl)HCl),离,离子化合物子化合物( (如如NaOH)NaOH)离子化合物离子化合物( (如如NHNH4 4Cl)Cl)金属单质金属单质或合金或合金( (金属晶金属晶体体) )(2 2)金属键对金属物理性质的影响。)金属键对金属物理性质的影响。导电性导电性: :外电场的作用下外电场的作用下, ,自由电子的自由电子的_形成电流。形成电流。导热性:

6、导热性:_把能量从温度高的区域传到温度把能量从温度高的区域传到温度低的区域。低的区域。延展性:金属键没有方向性,当金属受外力作用时,金属延展性:金属键没有方向性,当金属受外力作用时,金属原子之间发生相对滑动,但各层金属原子之间仍保持金属键原子之间发生相对滑动,但各层金属原子之间仍保持金属键的作用。的作用。定向运动定向运动自由电子的运动自由电子的运动2.2.共价键与范德华力、氢键的比较共价键与范德华力、氢键的比较(1 1)比较。)比较。范德华力范德华力氢键氢键共共 价价 键键概念概念物质分子之间物质分子之间普遍存在的一普遍存在的一种相互作用力种相互作用力由已经与电负性很强由已经与电负性很强的原子

7、形成共价键的的原子形成共价键的氢原子与另一个分子氢原子与另一个分子中电负性很强的原子中电负性很强的原子之间的作用力之间的作用力原子间通过共原子间通过共用电子对所形用电子对所形成的相互作用成的相互作用方向性方向性饱和性饱和性_作用微粒作用微粒分子或原子(稀分子或原子(稀有气体)有气体)氢原子、电氢原子、电负性很强的负性很强的原子原子原子原子强度比较强度比较_无无有有有有共价键共价键 氢键氢键 范德华力范德华力强度强度的因的因素素随着分子极性和随着分子极性和相对分子质量的增相对分子质量的增大而大而_组成和结构相似组成和结构相似的物质,相对分子的物质,相对分子质量越大,分子间质量越大,分子间作用力作

8、用力_对于对于AHAHBB,A A、B B的电的电负性越大,负性越大,B B原原子的半径越小,子的半径越小,作用力作用力_成键原子半成键原子半径越小,键径越小,键长越短,键长越短,键能能_增大增大越大越大越大越大越大越大(2 2)对物质性质的影响。)对物质性质的影响。范德华力影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质。组成和结范德华力影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质。组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔沸点构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔沸点_,如如F F2 2ClCl2 2BrBr2 2II2 2,CFCF4 4CClCCl4 4CBrHOH2 2S S,HFHClHF

9、HCl,NHNH3 3PHPH3 3;共价键键能越大,分子稳定性共价键键能越大,分子稳定性_。升高升高升高升高增大增大越强越强3.3.共价键共价键(1 1)分类。)分类。(2 2)键参数。)键参数。定义:定义:键能键能在在101 kPa101 kPa、298 K298 K条件下,条件下,1 mol_1 mol_生成生成_的过程中所吸收的能量的过程中所吸收的能量键长键长形成共价键的两个原子间的核间距形成共价键的两个原子间的核间距键角分子键角分子中两个共价键之间的夹角中两个共价键之间的夹角气态气态ABAB分子分子气态气态A A原子和原子和B B原子原子稳定性稳定性空角构型空角构型键参数对分子性质的

10、影响键参数对分子性质的影响键能键能键长键长键角键角决定决定决定决定决定决定决定决定分子的分子的_分子的分子的_决定决定决定决定分子的性质分子的性质二、四种晶体的比较二、四种晶体的比较1.1.四种晶体类型比较四种晶体类型比较金属晶体金属晶体 分子晶体分子晶体 很大很大 有的很大,有的很大,有的很小有的很小 较大较大 原子晶体原子晶体 离子晶体离子晶体 类型类型比较比较 构成构成粒子粒子 粒子间的粒子间的相互作用相互作用力力 硬度硬度 较小较小 熔、沸点熔、沸点 较低较低 很高很高 有的很高,有的很高,有的很低有的很低 较高较高 分子分子 原子原子 金属阳离子、自由金属阳离子、自由电子电子 阴、阳

11、离子阴、阳离子 范德华力范德华力( (某些含某些含氢键氢键) ) 共价键共价键 金属键金属键 离子键离子键 常见溶剂难溶常见溶剂难溶 金属晶体金属晶体 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体 离子晶体离子晶体 类型类型比较比较 溶解性溶解性 相似相溶相似相溶 难溶于任难溶于任何溶剂何溶剂 大多易溶大多易溶于水等极于水等极性溶剂性溶剂 导电、导电、传热性传热性 一般不导一般不导电,溶于电,溶于水后有的水后有的导电导电 一般不一般不具有导具有导电性电性 电和热的良导体电和热的良导体 晶体不导晶体不导电,水溶电,水溶液或熔融液或熔融态导电态导电 金属单质与金属单质与合金(如合金(如NaNa、AlAl、F

12、eFe、青、青铜)铜) 金属晶体金属晶体 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体 离子晶体离子晶体 类型类型比较比较 物质类别物质类别及举例及举例 大多数非金属大多数非金属单质、气态氢单质、气态氢化物、酸、非化物、酸、非金属氧化物金属氧化物(SiO(SiO2 2除外除外) )、绝大多数有机绝大多数有机物物( (有机盐除有机盐除外外) ) 部分非金属单部分非金属单质(如金刚质(如金刚石、硅、晶体石、硅、晶体硼),部分非硼),部分非金属化合物金属化合物(如(如SiCSiC、SiOSiO2 2) 金属氧化物金属氧化物(如(如K K2 2O O、NaNa2 2O O)、强)、强碱(如碱(如KOHKOH、N

13、aOHNaOH)、绝)、绝大部分盐大部分盐(如(如NaClNaCl) 2.2.典型的晶体模型典型的晶体模型晶体结构晶体结构 晶体详解晶体详解 晶体晶体 金金刚刚石石 原原子子晶晶体体 (1 1)每个碳与相邻)每个碳与相邻4 4个碳以共价键个碳以共价键结合,形成正四面体结构结合,形成正四面体结构(2 2)键角均为)键角均为1091092828(3 3)最小碳环由)最小碳环由6 6个个C C组成且组成且6 6原原子不在同一平面内子不在同一平面内(4 4)每个)每个C C参与参与4 4条条CCCC键的形键的形成,成,C C原子数与原子数与CCCC键数之比为键数之比为12 12 晶体结构晶体结构 晶体

14、详解晶体详解 晶体晶体 金金刚刚石石 原原子子晶晶体体 (1 1)每个碳与相邻)每个碳与相邻4 4个碳以共价键个碳以共价键结合,形成正四面体结构结合,形成正四面体结构(2 2)键角均为)键角均为1091092828(3 3)最小碳环由)最小碳环由6 6个个C C组成且组成且6 6原原子不在同一平面内子不在同一平面内(4 4)每个)每个C C参与参与4 4条条CCCC键的形键的形成,成,C C原子数与原子数与CCCC键数之比为键数之比为12 12 晶体结构晶体结构 晶体详解晶体详解 晶体晶体 SiOSiO2 2 原原子子晶晶体体 (1 1)每个)每个SiSi与与4 4个个O O以共价键结以共价键

15、结合,形成正四面体结构合,形成正四面体结构(2 2)每个正四面体占有)每个正四面体占有1 1个个SiSi,4 4个个“ ”“ ”,n n(SiSi)nn(O O)= =1212(3 3)最小环上有)最小环上有1212个原子,即个原子,即6 6个个O O,6 6个个Si Si 1O2 晶体结构晶体结构 晶体详解晶体详解 晶体晶体 干干冰冰 分分子子晶晶体体 (1 1)8 8个个COCO2 2分子构成立方体且在分子构成立方体且在6 6个面心又各占据个面心又各占据1 1个个COCO2 2分子分子(2 2)每个)每个COCO2 2分子周围等距紧邻的分子周围等距紧邻的COCO2 2分子有分子有1212个

16、个 晶体结构晶体结构 晶体详解晶体详解 晶体晶体 NaClNaCl 型型 离离子子晶晶体体 (1 1)每个)每个NaNa+ +(ClCl- -)周围等距且紧)周围等距且紧邻的邻的ClCl- -(NaNa+ +)有)有6 6个。每个个。每个NaNa+ +周周围等距且紧邻的围等距且紧邻的NaNa+ +有有1212个个(2 2)每个晶胞中含)每个晶胞中含4 4个个NaNa+ +和和4 4个个ClCl- -晶体结构晶体结构 晶体详解晶体详解 晶体晶体 CsClCsCl 型型 离离子子晶晶体体(1 1)每个)每个CsCs+ +周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的ClCl- -有有8 8个,每个个,每个CsC

17、s+ +(ClCl- -)周围等距且)周围等距且紧邻的紧邻的CsCs+ +(ClCl- -)有)有8 8个个(2 2)如图为)如图为8 8个晶胞,每个晶胞中个晶胞,每个晶胞中含含1 1个个CsCs+ +、1 1个个ClCl- - 晶体结构晶体结构 晶体详解晶体详解 晶体晶体 简单简单立方立方堆积堆积 金金属属晶晶体体典型代表典型代表PoPo,配位数为,配位数为6,6,空间利用空间利用率率52%52%面心面心立方立方最密最密堆积堆积 又称为又称为A A1 1型或铜型,典型代表型或铜型,典型代表CuCu、AgAg、AuAu,配位数为,配位数为1212,空间利用率,空间利用率74%74%晶体结构晶体

18、结构 晶体详解晶体详解 晶体晶体 体心体心立方立方堆积堆积金金属属晶晶体体又称为又称为A A2 2型或钾型,典型代表型或钾型,典型代表NaNa、K K、FeFe,配位数为,配位数为8 8,空间利用率,空间利用率68%68%六方六方最密最密堆积堆积又称为又称为A A3 3型或镁型,典型代表型或镁型,典型代表MgMg、ZnZn、TiTi,配位数为,配位数为1212,空间利用率,空间利用率74%74%三、晶胞拥有粒子数的计算三、晶胞拥有粒子数的计算均摊法均摊法1.1.原则:晶胞任意位置上的一个原子如果是被原则:晶胞任意位置上的一个原子如果是被n n个晶胞所共个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得

19、的份额就是有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是 。1n2.2.计算方法(以长方体为例)计算方法(以长方体为例) 晶体类型的判断晶体类型的判断1.1.依据晶体的组成微粒和微粒间的作用判断依据晶体的组成微粒和微粒间的作用判断(1)(1)离子晶体的组成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用是离子离子晶体的组成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用是离子键。键。(2)(2)原子晶体的组成微粒是原子,微粒间的作用是共价键。原子晶体的组成微粒是原子,微粒间的作用是共价键。(3)(3)分子晶体的组成微粒是分子,微粒间的作用为分子间作用分子晶体的组成微粒是分子,微粒间的作用为分子间作用力,即范德华力。力,即范德华力。(

20、4)(4)金属晶体的组成微粒是金属阳离子和自由电子,微粒间的金属晶体的组成微粒是金属阳离子和自由电子,微粒间的作用是金属键。作用是金属键。2.2.依据物质的分类判断依据物质的分类判断 (1)(1)金属氧化物金属氧化物( (如如K K2 2O O、NaNa2 2O O2 2等等) )、强碱、强碱( (如如NaOHNaOH、KOHKOH等等) )和绝和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数的盐类是离子晶体。 (2)(2)大多数非金属单质大多数非金属单质( (除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外) )、气态氢化物、非金属氧化物气态氢化物、非金属氧化物(SiO(SiO2 2除外除

21、外) )、酸、绝大多数有机、酸、绝大多数有机物物( (有机盐除外有机盐除外) )是分子晶体。是分子晶体。(3)(3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见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、氮化硅等。的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅、氮化硅等。 (4)(4)金属单质与合金是金属晶体。金属单质与合金是金属晶体。 3.3.依据晶体的熔点判断依据晶体的熔点判断(1)(1)离子晶体的熔点较高,常在数百至离子晶体的熔点较高,常在数百至1 1千余度。千余度。(2)(2)原子晶体熔点高,常在原子晶体熔点高,常在1 1千度至几千度。千度至几千度。

22、(3)(3)分子晶体熔点低,常在数百度以下至很低温度。分子晶体熔点低,常在数百度以下至很低温度。(4)(4)金属晶体多数熔点高,但也有相当低的。金属晶体多数熔点高,但也有相当低的。4.4.依据导电性判断依据导电性判断(1)(1)离子晶体水溶液及熔融时能导电。离子晶体水溶液及熔融时能导电。(2)(2)原子晶体一般为非导体。原子晶体一般为非导体。(3)(3)分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质( (主要是酸和主要是酸和强非金属氢化物强非金属氢化物) )溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。子也能导电。 (4)

23、(4)金属晶体是电的良导体。金属晶体是电的良导体。5.5.依据硬度和机械性能判断依据硬度和机械性能判断(1)(1)离子晶体硬度较大或略硬而脆。离子晶体硬度较大或略硬而脆。(2)(2)原子晶体硬度大。原子晶体硬度大。(3)(3)分子晶体硬度小且较脆。分子晶体硬度小且较脆。(4)(4)金属晶体多数硬度大,但也有较低的,且具有延展性。金属晶体多数硬度大,但也有较低的,且具有延展性。【高考警示钟】【高考警示钟】(1)(1)有阳离子的晶体可能是金属晶体有阳离子的晶体可能是金属晶体; ;有阴离子的晶体一定是离子晶体。有阴离子的晶体一定是离子晶体。(2)(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高金属晶体的

24、熔点不一定比分子晶体的熔点高, ,如如HgHgS S。(3)(3)能导电的晶体不一定是金属晶体,如石墨。能导电的晶体不一定是金属晶体,如石墨。【典例【典例1 1】(】(20112011海南高考改编)铜是重要金属,海南高考改编)铜是重要金属,CuCu的化合的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSOCuSO4 4溶液常用溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题:作电解液、电镀液等。请回答以下问题:(1 1)金属铜是)金属铜是_晶体,晶体中存在的微粒是晶体,晶体中存在的微粒是_和和_,微粒间的相互作用力是,微粒间的相互作用力是_。(2 2)CuS

25、OCuSO4 4中存在中存在_和和_(填微粒名称),属于(填微粒名称),属于_晶体,晶体中所含化学键类型是晶体,晶体中所含化学键类型是_。(3 3)CuSOCuSO4 4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是因是_;(4 4)元素金()元素金(AuAu)处于周期表中的第)处于周期表中的第6 6周期,与周期,与CuCu同族,同族,AuAu原子外围电子排布式为原子外围电子排布式为_;一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中CuCu原子原子处于面心,处于面心,AuAu原子处于顶点位置,则该合金中原子

26、处于顶点位置,则该合金中CuCu原子与原子与AuAu原原子数量之比为子数量之比为_;该晶体中,原子之间的作用力是;该晶体中,原子之间的作用力是_;(5 5)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由CuCu原子与原子与AuAu原子构成的四面体空隙中。若将原子构成的四面体空隙中。若将CuCu原子与原子与AuAu原子等同看待,原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与该晶体储氢后的晶胞结构与CaFCaF2 2的结构相似,该晶体储氢后的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为的化学式应为_。【解题指南】【解题指南】解答本题注意以下三点:解答本题注意以下三点:(1 1)金属单

27、质属于金属晶体,离子化合物属于离子晶体;)金属单质属于金属晶体,离子化合物属于离子晶体;(2 2)根据金属堆积模型推断微粒间的数量关系;)根据金属堆积模型推断微粒间的数量关系;(3 3)氟化钙的晶胞中每个)氟化钙的晶胞中每个F-F-恰好处于恰好处于4 4个个CaCa2+2+围成四面体的中围成四面体的中间。间。【解析】【解析】(1 1)铜为金属晶体,晶体中存在金属阳离子和自由)铜为金属晶体,晶体中存在金属阳离子和自由电子,微粒间的相互作用力是金属键。电子,微粒间的相互作用力是金属键。(2 2)CuSOCuSO4 4固体为离子晶体,晶体是由固体为离子晶体,晶体是由CuCu2+2+和和SOSO2-2

28、-4 4组成组成, ,两者两者以离子键结合以离子键结合, ,固体中存在离子键和共价键。固体中存在离子键和共价键。(3 3)白色的)白色的CuSOCuSO4 4粉末与水结合生成蓝色的粉末与水结合生成蓝色的CuSOCuSO4 45H5H2 2O O晶体,晶体,该反应常用于检验微量水的存在。该反应常用于检验微量水的存在。(4 4)铜的外围电子排布为)铜的外围电子排布为3d3d10104s4s1 1,最外层只有,最外层只有1 1个电子,最个电子,最外层电子排布式为外层电子排布式为4s4s1 1,所以与,所以与CuCu同族的第同族的第6 6周期的周期的AuAu原子最原子最外层电子排布式为外层电子排布式为

29、6s6s1 1。立方最密堆积的结构中,顶点有。立方最密堆积的结构中,顶点有8 8个个AuAu原子,顶点上的原子为原子,顶点上的原子为8 8个晶胞共用,完全属于该晶胞的有个晶胞共用,完全属于该晶胞的有8 8 1 1(个),(个),6 6个面的中心共有个面的中心共有6 6个个CuCu原子,面上的原子原子,面上的原子被被2 2个晶胞共用,完全属于该晶胞的有个晶胞共用,完全属于该晶胞的有6 6 3 3(个),所以(个),所以CuCu原子与原子与AuAu原子数量之比为原子数量之比为3131。金属和合金属于金属晶。金属和合金属于金属晶体,微粒间的作用力为金属键。体,微粒间的作用力为金属键。1812(5 5

30、)氟化钙的晶胞如图所示,在立方体里面有)氟化钙的晶胞如图所示,在立方体里面有8 8个个F F,每个,每个F F- -恰好处于恰好处于4 4个个CaCa2+2+围成的四面体的中间。若把该铜金合金中围成的四面体的中间。若把该铜金合金中的的CuCu原子和原子和AuAu原子等同看待,则原子等同看待,则CuCu原子和原子和AuAu原子相当于原子相当于CaFCaF2 2中的中的CaCa2+2+,所储,所储H H原子相当于原子相当于F F- -,故其化学式为,故其化学式为CuCu3 3AuHAuH8 8。答案:答案:(1 1)金属)金属 金属阳离子金属阳离子 自由电子自由电子 金属键金属键(2 2)阴离子)

31、阴离子 阳离子阳离子 离子离子 离子键、共价键离子键、共价键(3 3)白色)白色CuSOCuSO4 4粉末和水结合生成蓝色的粉末和水结合生成蓝色的CuSOCuSO4 45H5H2 2O O晶体晶体(4 4)6s6s1 1 31 31 金属键金属键 (5 5)CuCu3 3AuHAuH8 8【互动探究】【互动探究】若已知在第(若已知在第(4 4)问中铜合金晶体的密度为)问中铜合金晶体的密度为 gcm gcm-3-3,M M(CuCu)=a gmol=a gmol-1-1,M M(AuAu)=b gmol=b gmol-1-1,则则(1 1)其晶胞质量为多少?)其晶胞质量为多少?提示:提示:由于在

32、晶胞中由于在晶胞中CuCu原子处于面心,原子处于面心,AuAu原子处于顶点位原子处于顶点位置,所以置,所以CuCu原子与原子与AuAu原子数量之比为原子数量之比为3131,取,取1 mol 1 mol 晶胞,晶胞,其质量其质量m=m=(3a+b3a+b) g g,故一个晶胞的质量为,故一个晶胞的质量为A3ab g。N(2 2)与)与AuAu原子距离最近并且相等的原子距离最近并且相等的CuCu原子的个数是多少?原子的个数是多少?提示:提示:1212个,从三个面上去考虑,每面上个,从三个面上去考虑,每面上4 4个,共个,共1212个,即个,即 晶体熔、沸点高低的比较方法晶体熔、沸点高低的比较方法

33、1.1.不同类型晶体熔、沸点的比较不同类型晶体熔、沸点的比较(1 1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体离)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。子晶体分子晶体。 (2 2)金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很)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。高,汞、铯等熔、沸点很低。 2.2.同种晶体类型熔、沸点的比较同种晶体类型熔、沸点的比较(1 1)原子晶体。)原子晶体。如熔点:金刚石碳化硅硅。如熔点:金刚石碳化硅硅。 原子半原子半径越小径越小键长键长越短越短键能键能越大越大熔沸点熔沸点越高越高(2 2)离子晶体。)

34、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强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔子间的作用力就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:点:MgOMgOMgClMgCl2 2NaClNaClCsClCsCl。衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形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,硬度越大。成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。(3 3)分子晶体。)分子晶体。分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键

35、的分子晶体熔、沸点反常的高。如子晶体熔、沸点反常的高。如H H2 2O OH H2 2TeTeH H2 2SeSeH H2 2S S。组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸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,如点越高,如SnHSnH4 4GeHGeH4 4SiHSiH4 4CHCH4 4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的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,如极性越大,其熔、沸点越高,如COCON N2 2,CHCH3 3OHOHCHCH3 3CHCH3 3。(4 4)金属晶体。)金属晶体。金属原子金属原

36、子半径越小半径越小金属离子金属离子带电荷越多带电荷越多金属键越强金属键越强熔、沸点越高,熔、沸点越高,硬度越大硬度越大【高考警示钟】【高考警示钟】(1 1)离子晶体中不一定都含有金属元素,如)离子晶体中不一定都含有金属元素,如NHNH4 4ClCl是离子晶体;金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体;金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体,如是离子晶体,如AlClAlCl3 3是分子晶体;含有金属离子的晶体不一是分子晶体;含有金属离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中含有金属离子。定是离子晶体,如金属晶体中含有金属离子。(2 2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子,但含阳离子的晶体

37、)含阴离子的晶体中一定含有阳离子,但含阳离子的晶体中不一定含阴离子,如金属晶体。中不一定含阴离子,如金属晶体。(3 3)易误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点高,其实不)易误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点高,其实不一定,如一定,如NaNa的熔点为的熔点为97 97 ,尿素的熔点为,尿素的熔点为132.7 132.7 。(4 4)石墨属于混合型晶体,虽然质地很软,但其熔点比金刚)石墨属于混合型晶体,虽然质地很软,但其熔点比金刚石还高,其结构中的碳碳键比金刚石中的碳碳键还强。石还高,其结构中的碳碳键比金刚石中的碳碳键还强。【典例【典例2 2】现有几组物质的熔点】现有几组物质的熔点()()数据:

38、数据: A A组组B B组组C C组组D D组组金刚石:金刚石:3 5503 550LiLi:181181HFHF:-83-83NaClNaCl硅晶体:硅晶体:1 4101 410NaNa:9898HClHCl:-115-115KClKCl硼晶体:硼晶体:2 3002 300K K:6464HBrHBr:-89-89RbClRbCl二氧化硅:二氧化硅:1 7321 732RbRb:3939HIHI:-51-51MgOMgO:2 8002 800据此回答下列问题:据此回答下列问题:(1)(1)由表格可知,由表格可知,A A组熔点普遍偏高,据此回答:组熔点普遍偏高,据此回答:A A组属于组属于_晶

39、体,其熔化时克服的粒子间的作用力是晶体,其熔化时克服的粒子间的作用力是_;硅的熔点高于二氧化硅,是由于硅的熔点高于二氧化硅,是由于_;硼晶体的硬度与硅晶体相对比:硼晶体的硬度与硅晶体相对比:_。(2)B(2)B组晶体中存在的作用力是组晶体中存在的作用力是_,其共同的物理性质是,其共同的物理性质是_(_(填序号填序号) ),可以用,可以用_理论解释。理论解释。 有金属光泽有金属光泽 导电性导电性导热性导热性 延展性延展性(3)C(3)C组中组中HFHF熔点反常是由于熔点反常是由于_。(4)D(4)D组晶体可能具有的性质是组晶体可能具有的性质是_(_(填序号填序号) )。 硬度小硬度小 水溶液能导

40、电水溶液能导电固体能导电固体能导电 熔融状态能导电熔融状态能导电 (5)D(5)D组晶体中组晶体中NaClNaCl、KClKCl、RbClRbCl的熔点由高到低的顺序为:的熔点由高到低的顺序为:_,MgOMgO晶体的熔点高于三者,其原因解释为:晶体的熔点高于三者,其原因解释为:_。【解题指南】【解题指南】解答本题注意以下三点:解答本题注意以下三点:(1 1)根据表格中数据可以判断出晶体类型,再推测晶体的性)根据表格中数据可以判断出晶体类型,再推测晶体的性质;质;(2 2)HFHF熔点反常的原因与氢键有关;熔点反常的原因与氢键有关;(3 3)利用晶格能的知识分析离子晶体熔点高低的原因。)利用晶格

41、能的知识分析离子晶体熔点高低的原因。【解析】【解析】(1)A(1)A组由非金属元素组成,熔点最高,属于原子晶组由非金属元素组成,熔点最高,属于原子晶体,熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中,原体,熔化时需破坏共价键。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,硬度大。子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高,硬度大。 (2)B(2)B组都是金属,存在金属键,具有金属晶体的性质,可以组都是金属,存在金属键,具有金属晶体的性质,可以用用“电子气理论电子气理论”解释相关物理性质。解释相关物理性质。(3)C(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体,组卤化氢晶体属于分子晶体

42、,HFHF熔点高是由于分子之间熔点高是由于分子之间形成氢键。形成氢键。 (4)D(4)D组是离子化合物,熔点高,具有离子晶体的性质。组是离子化合物,熔点高,具有离子晶体的性质。(5)(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关,电荷越多半径越小,晶格能与离子电荷数和离子半径有关,电荷越多半径越小,晶格能越大,晶体熔点越高。晶格能越大,晶体熔点越高。答案:答案:(1)(1)原子原子 共价键共价键SiSiSiSi键能大于键能大于SiOSiO键能键能硼晶体大于硅晶体硼晶体大于硅晶体(2)(2)金属键金属键 电子气电子气(3)HF(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多分子间能形成氢键,其熔化

43、时需要消耗的能量更多( (只只要答出要答出HFHF分子间能形成氢键即可分子间能形成氢键即可) )(4)(4) (5)NaCl (5)NaClKClKClRbCl MgORbCl MgO晶体为离子晶体,离晶体为离子晶体,离子所带电荷越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高子所带电荷越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高【误区警示】【误区警示】(1 1)分子晶体熔沸点的比较要特别注意氢键的)分子晶体熔沸点的比较要特别注意氢键的存在;存在;(2 2)离子晶体的熔点不一定都低于原子晶体,如)离子晶体的熔点不一定都低于原子晶体,如MgOMgO是离子是离子晶体,熔点是晶体,熔点是2 800 2 800 ;而;而

44、SiOSiO2 2是原子晶体,熔点是是原子晶体,熔点是1 732 1 732 。1.1.(20112011四川高考)下列说法正确的是(四川高考)下列说法正确的是( )A.A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键B.B.分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸C.C.含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体D.D.元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强【解析】【解析】选选A A。A A项,根据分子晶体的概念:分子间通过分子项,根据分子晶

45、体的概念:分子间通过分子间作用力形成的晶体,分子晶体中的稀有气体是由单原子构间作用力形成的晶体,分子晶体中的稀有气体是由单原子构成的分子,不存在共价键,由此可知成的分子,不存在共价键,由此可知A A项正确;项,酸的元项正确;项,酸的元数是根据该酸能电离出的氢离子数确定的,而不是自身含有数是根据该酸能电离出的氢离子数确定的,而不是自身含有的氢原子数,故错误;项,如含有金属阳离子的的氢原子数,故错误;项,如含有金属阳离子的AlClAlCl3 3是是分子晶体,而不是离子晶体,故分子晶体,而不是离子晶体,故C C错误;错误;D D项,如氧元素的非项,如氧元素的非金属性比氯元素的非金属性强,但氯气的活泼

46、性比氧气强,金属性比氯元素的非金属性强,但氯气的活泼性比氧气强,故故D D错误。错误。2.2.下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )A.CHA.CH4 4SiHSiH4 4GeHGeH4 4SnHSnH4 4B.KClB.KClNaClNaClMgClMgCl2 2MgOMgOC.RbC.RbK KNaNaLiLiD.D.石墨金刚石石墨金刚石SiOSiO2 2钠钠【解析】【解析】选选D D。A A项物质均为结构相似的分子晶体,其熔点取决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,相于分子

47、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,故对分子质量越大者分子间作用力也越大,故A A项不正确;项不正确;B B项物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,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,一般来说,离子的半径越小,电荷越多,离子键的键能就越强,故故B B项各物质熔点也应为升高顺序,项各物质熔点也应为升高顺序,B B不正确;不正确;C C项物质均为同主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,而族的金属晶体,其熔点高低取决于金属键的强弱,

48、而金属键键能与金属原子半径成反比,与外围电子数成正比,金属键键能与金属原子半径成反比,与外围电子数成正比,碱金属熔点应是碱金属熔点应是LiLi最高,最高,CsCs最低,最低,C C不正确;原子晶体的熔点不正确;原子晶体的熔点取决于共价键的键能,键能与键长成反比,石墨中取决于共价键的键能,键能与键长成反比,石墨中CCCC键键键键长比金刚石长比金刚石CCCC键的键长更短些,所以熔点石墨比金刚石略键的键长更短些,所以熔点石墨比金刚石略高,金刚石熔点又比二氧化硅高,高,金刚石熔点又比二氧化硅高,D D正确。正确。3.3.下列说法中正确的是(下列说法中正确的是( ) A. A.乙烯分子中乙烯分子中C C

49、C C的键能是乙烷分子中的键能是乙烷分子中CCCC的键能的的键能的2 2倍倍B.1B.1个氮气分子中含有个氮气分子中含有1 1个个键和键和2 2个个键键C.NOC.NO键的极性比键的极性比COCO键的极性大键的极性大D.NHD.NH4 4+ +中中4 4个个NHNH键的键能不相同键的键能不相同【解析】【解析】选选B B。A A项,由于乙烯分子中的项,由于乙烯分子中的C CC C为为1 1个个键和键和1 1个个键,所以乙烯中键,所以乙烯中CCCC的键能小于乙烷中的键能小于乙烷中CCCC的键能的的键能的2 2倍;倍;C C项,项,N N、O O元素的电负性相近,所以元素的电负性相近,所以NONO键

50、的极性比键的极性比COCO键的键的极性小;极性小;D D项,项,NHNH4 4+ +中中4 4个个NHNH键完全相同,键能也相同。键完全相同,键能也相同。4.4.下表给出几种氯化物的熔点和沸点:下表给出几种氯化物的熔点和沸点:有关表中所列四种氯化物的性质,有以下叙述:有关表中所列四种氯化物的性质,有以下叙述:氯化铝在氯化铝在加热时能升华,加热时能升华,四氯化硅在晶态时属于分子晶体,四氯化硅在晶态时属于分子晶体,氯化氯化钠晶体中微粒之间以范德华力结合,钠晶体中微粒之间以范德华力结合,氯化铝晶体是典型的氯化铝晶体是典型的离子晶体。其中与表中数据一致的是(离子晶体。其中与表中数据一致的是( )A.A

51、. B. B. C. C. D. D.NaClNaClMgClMgCl2 2AlClAlCl3 3SiClSiCl4 4熔点熔点/801801714714190190-70-70沸点沸点/1 4131 4131 4121 41218018057.5757.57【解析】【解析】选选A A。氯化铝的熔、沸点都很低,其晶体应该是分子。氯化铝的熔、沸点都很低,其晶体应该是分子晶体,并且沸点比熔点还低,加热时容易升华;四氯化硅是晶体,并且沸点比熔点还低,加热时容易升华;四氯化硅是共价化合物,并且熔、沸点很低,应该属于分子晶体;氯化共价化合物,并且熔、沸点很低,应该属于分子晶体;氯化钠是离子晶体。钠是离子

52、晶体。5.5.(20122012大连模拟)图表法、模型法是常用的科学研究方大连模拟)图表法、模型法是常用的科学研究方法。如图是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像。法。如图是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像。.不同同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两不同同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线条折线折线折线a a和折线和折线b b(其中(其中A A点对应的沸点是点对应的沸点是100 100 ),),你认为正确的是你认为正确的是_,理由是,理由是_。.人类在使用金属的历史进程中,经历了铜、铁、铝之后,人类在使用金属的历史进程中,经历了铜、铁、铝之后,第四种将被广

53、泛应用的金属则被科学家预测是钛(第四种将被广泛应用的金属则被科学家预测是钛(TiTi)。钛)。钛被誉为被誉为“未来世纪的金属未来世纪的金属”。试回答下列问题:。试回答下列问题: (1 1)2222TiTi元素基态原子的外围电子排布式为元素基态原子的外围电子排布式为_。(2 2)在)在TiTi的化合物中,可以呈现的化合物中,可以呈现+2+2、+3+3、+4+4三种化合价,其三种化合价,其中以中以+4+4价的价的TiTi最为稳定。偏钛酸钡的热稳定性好,价电常数最为稳定。偏钛酸钡的热稳定性好,价电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸

54、钡晶体中晶胞的结构示意图如图,则它的化学式是体中晶胞的结构示意图如图,则它的化学式是_。.上世纪上世纪6060年代,第一个稀有气体化合物年代,第一个稀有气体化合物XeXePtFPtF6 6被合成被合成出来后,打破了出来后,打破了“绝对惰性绝对惰性”的观念。在随后的几年内,科的观念。在随后的几年内,科学家又相继合成了氙的氟化物、氧化物等。学家又相继合成了氙的氟化物、氧化物等。(1 1)金属)金属PtPt内部原子的堆积方式与铜及干冰中的内部原子的堆积方式与铜及干冰中的COCO2 2相同,相同,如图立方体是如图立方体是PtPt晶胞的示意图,试判断出晶胞的示意图,试判断出PtPt原子在晶胞中的原子在晶

55、胞中的位置位置_。(2 2)稀有气体(氡除外)中,只有较重的氙能合成出多种化)稀有气体(氡除外)中,只有较重的氙能合成出多种化合物,其可能原因是合物,其可能原因是_(填字母代号)。(填字母代号)。A.A.氙的含量比较丰富氙的含量比较丰富B.B.氙的相对原子质量大氙的相对原子质量大C.C.氙原子半径大,电离能小氙原子半径大,电离能小D.D.氙原子半径小,电负性大氙原子半径小,电负性大(3 3)已知)已知XeOXeO3 3分子中氙原子上有分子中氙原子上有1 1对弧电子对,则对弧电子对,则XeOXeO3 3为为_分子(填分子(填“极性极性”或或“非极性非极性”)。)。【解析】【解析】A A的沸点是的

56、沸点是100 100 ,则,则A A为为H H2 2O O,即该主族为第,即该主族为第AA族,在该族元素形成的氢化物中,因为族,在该族元素形成的氢化物中,因为H H2 2O O存在分子间氢存在分子间氢键,总强度远远大于分子间作用力,所以氧族元素中其他氢键,总强度远远大于分子间作用力,所以氧族元素中其他氢化物的沸点不会高于水的沸点,故化物的沸点不会高于水的沸点,故b b线正确。线正确。.(1 1)根据基态原子电子排布式书写的规则,能量最低原)根据基态原子电子排布式书写的规则,能量最低原理、泡利原理和洪特规则可知理、泡利原理和洪特规则可知2222号元素基态原子电子排布式号元素基态原子电子排布式为为

57、1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d2 24s4s2 2,故其外围电子排布式为,故其外围电子排布式为3d3d2 24s4s2 2。(2 2)由偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图可知,)由偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图可知,TiTi原子位于原子位于立方体晶胞的立方体晶胞的8 8个顶点,其个数为个顶点,其个数为8 8 =1 =1, BaBa原子位于立方原子位于立方体晶胞的体心,其个数为体晶胞的体心,其个数为1 1,O O原子位于立方体晶胞棱的中原子位于立方体晶胞棱的中心,其个数为心,其个数为1212 =3 =3,故它的化学式是,故它的化学式是BaTiOBaTi

58、O3 3。1814(1 1)干冰中的)干冰中的COCO2 2分子位于立方体的八个顶点和六个面心,分子位于立方体的八个顶点和六个面心,故故PtPt原子在晶胞中的位置也位于立方体的八个顶点和六个面心。原子在晶胞中的位置也位于立方体的八个顶点和六个面心。(2 2)能合成出多种化合物的稀有气体其性质相对活泼,即相对)能合成出多种化合物的稀有气体其性质相对活泼,即相对易得电子或相对易失电子,因氙比其他(氡除外)稀有气体的半易得电子或相对易失电子,因氙比其他(氡除外)稀有气体的半径大,故电负性应相对较小,得电子能力相对较差,失电子能力径大,故电负性应相对较小,得电子能力相对较差,失电子能力相对较强,即电离

59、能较小。相对较强,即电离能较小。(3 3)根据外围电子对互斥理论,)根据外围电子对互斥理论,XeOXeO3 3分子中氙原子最外层有分子中氙原子最外层有4 4对对电子,因为电子,因为XeOXeO3 3分子中氙原子上有分子中氙原子上有1 1对弧电子对,故其分子结构对弧电子对,故其分子结构为三角锥型,为极性分子。为三角锥型,为极性分子。答案:答案:.b.bA A点所示的氢化物是水,其沸点高是由于在水分子间存在氢键,点所示的氢化物是水,其沸点高是由于在水分子间存在氢键,总强度远远大于分子间作用力,所以氧族元素中其他氢化物总强度远远大于分子间作用力,所以氧族元素中其他氢化物的沸点不会高于水的沸点的沸点不

60、会高于水的沸点.(1 1)3d3d2 24s4s2 2 (2 2)BaTiOBaTiO3 3.(1 1)立方体的八个顶点和六个面心)立方体的八个顶点和六个面心 (2 2)C C(3 3)极性)极性6.6.(20112011山东高考)氧是地壳中含量最多的元素。山东高考)氧是地壳中含量最多的元素。(1 1)氧元素基态原子核外未成对电子数为)氧元素基态原子核外未成对电子数为_个。个。(2 2)H H2 2O O分子内的分子内的OHOH键、分子间的范德华力和氢键从强到弱键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为依次为_。 的沸点比的沸点比 高,原因是高,原因是_。(3)H(3)H+ +可与可与H H2

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