高考化学一轮复习物质结构与性质第3课时晶体结构与性质课件新人教版选修3

选修三物质结构与性质 选考内容 第三课时晶体结构与性质 考纲解读 1 晶体与非晶体 考点一晶体常识 周期性有序 无序 有 无 固定 不固定 各向异性 各向同性 2 获得晶体的三条途径 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 熔点 X 射线衍射 基本单元 任何间隙 平行 取向 长方体 包括立方体 晶胞中不同位置的粒子数的计算 非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形 其顶点 1个碳原子 被三个六边形共有 每个六边形占1 3 4 晶格能 1 定义 气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量 通常取正值 单位 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 离子的半径 离子的半径越 晶格能越大 3 与离子晶体性质的关系晶格能越大 形成的离子晶体越 且熔点越 硬度越 kJ mol 1 大 小 稳定 高 大 1 具有规则几何外形的固体不一定是晶体 如切割整齐的玻璃 2 晶胞是从晶体中 截取 出来具有代表性的最小部分 而不一定是最小的 平行六面体 B 解析 具有规则几何外形的固体不一定是晶体 判断是否是晶体的关键是看固体物质是否具有固定的熔点 A错误 采用沿X Y Z三轴切割的方法知 氯化钠的晶胞中与每个Na 距离相等且最近的Na 个数是12 B正确 晶格能与离子半径成反比 与电荷呈正比 从F 到I 其离子半径逐渐增大 所以晶格能由大到小 NaF NaCl NaBr NaI C错误 含有共价键的晶体不一定具有高的熔 沸点及硬度 如分子晶体的熔 沸点及硬度较低 D错误 D A BaTi8O12B BaTi4O5C BaTi2O4D BaTiO3 解析 晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列 D B A 两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B I形成的固体物理性质有各向异性C 形成的固体一定有固定的熔 沸点D 二者的X 射线图谱是相同的 解析 由微观结构示意图可知 为晶体 为非晶体 晶体具有规则的几何外形 具有各向异性和固定的熔点 用X射线研究时 晶体内部的微粒在空间呈现有规则的重复排列 非晶体则没有这些性质 C A 4个B 8个C 12个D 6个 B A 1 2 1B 3 2 1C 9 8 4D 21 14 9 1 在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时 要注意晶胞的形状 不同形状的晶胞 应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有 如六棱柱晶胞中 顶点 侧棱 底面上的棱 面心依次被6 3 4 2个晶胞所共有 2 在计算晶胞中粒子个数的过程中 不是任何晶胞都可用均摊法 总结提升 题组三 晶体密度及微粒间距离的计算5 1 2016 广东佛山一模 FeO晶胞结构如图所示 FeO晶体中Fe2 的配位数为 若该晶胞边长为bcm 则该晶体密度为 g cm3 6 原子晶体 12 1 金属键 金属晶体 1 金属键 与 之间的作用 2 本质 电子气理论该理论认为金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的 被所有原子共用 从而把所有的金属原子维系在一起 考点二四种晶体的组成和性质 金属阳离子 自由电子 价电子 电子气 3 金属晶体的物理性质及解释在金属晶体中 金属离子以 相互结合 金属都具有优良的导电性 导热性和延展性 用电子气理论可解释如下 金属键 2 四种类型晶体的比较 分子 原子 阴 阳离子 范德华力 共价键 金属键 离子键 较小 很大 很大 很小 较大 较低 很高 很高 很低 较高 3 晶体熔 沸点的比较 1 不同类型晶体熔 沸点的比较 不同类型晶体的熔 沸点高低的一般规律 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 原子晶体 原子晶体 离子晶体 分子晶体 小 短 大 高 离子晶体 a 一般地说 阴 阳离子的电荷数越 离子半径越 则离子间的作用力就越 其离子晶体的熔 沸点就越 如熔点 MgO MgCl2 NaCl CsCl b 衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能 晶格能越 形成的离子晶体越 熔点越 硬度越 分子晶体 a 分子间作用力越 物质的熔 沸点越 具有氢键的分子晶体熔 沸点反常地 如H2O H2Te H2Se H2S 多 小 强 高 大 稳定 高 大 大 高 高 b 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越 熔 沸点越 如SnH4 GeH4 SiH4 CH4 c 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CO N2 CH3OH CH3CH3 d 同分异构体 支链越多 熔 沸点越低 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 Na Mg Al 大 高 1 原子晶体一定含有共价键 而分子晶体可能不含共价键 2 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 3 原子晶体的熔点不一定比离子晶体高 如石英的熔点为1710 MgO的熔点为2852 4 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高 如Na的熔点为97 尿素的熔点为132 7 据此回答下列问题 1 由表格可知 A组熔点普遍偏高 据此回答 A组属于 晶体 其熔化时克服的粒子间的作用力是 二氧化硅的熔点高于硅 是由于 硼晶体的硬度与硅晶体相对比 2 B组晶体中存在的作用力是 其共同的物理性质是 填序号 可以用 理论解释 有金属光泽 导电性 导热性 延展性 原子 共价键 O的原子半径小于Si的原子半径 Si O 的键长小于Si Si的键长 Si O键能大于Si Si键能 硼晶体大于硅晶体 金属键 电子气 3 C组中HF熔点反常是由于 4 D组晶体可能具有的性质是 填序号 硬度小 水溶液能导电 固体能导电 熔融状态能导电 5 D组晶体中NaCl KCl RbCl的熔点由高到低的顺序为 MgO晶体的熔点高于三者 其原因解释为 HF分子间能形成氢键 NaCl KCl RbCl MgO晶体为 离子晶体 离子所带电荷数越多 半径越小 晶格能越大 熔点越高 解析 1 A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 原子半径小的键长短 键能大 晶体的熔 沸点高 硬度大 2 B组都是金属 存在金属键 具有金属晶体的性质 可以用电子气理论解释相关物理性质 3 C组卤化氢晶体属于分子晶体 HF熔点高是由于分子之间形成氢键 4 D组是离子化合物 熔点高具有离子晶体的性质 5 晶格能与离子电荷数和离子半径有关 电荷数越多半径越小 晶格能越大 晶体熔点越高 1 分子晶体熔 沸点的比较要特别注意氢键的存在 2 离子晶体的熔点不一定都低于原子晶体 如MgO是离子晶体 熔点是2800 而SiO2是原子晶体 熔点是1732 方法技巧 B 解析 水晶属于原子晶体 熔化时需要克服共价键 干冰属于分子晶体 熔化时克服分子间作用力 A不符合题意 食盐和醋酸钠都属于离子晶体 熔化时都需要克服离子键 B符合题意 液溴属于分子晶体 汽化时克服分子间作用力 汞属于金属晶体 汽化时克服金属键 C不符合题意 HCl属于共价化合物 溶于水克服共价键 NaCl属于离子化合物 溶于水克服离子键 D不符合题意 2 2016 山东烟台模块检测 某化学兴趣小组在学习分子晶体后 查阅了几种氯化物的熔 沸点 记录如下 B 解析 分子晶体中 分子与分子之间以分子间作用力相互作用 而分子间作用力较小 克服分子间作用力所需能量较低 故分子晶体的熔 沸点较低 表中的MgCl2 NaCl CaCl2的熔 沸点均很高 不属于分子晶体 AlCl3 SiCl4的熔 沸点较低 应为分子晶体 所以B项正确 B 解析 干冰为分子晶体 熔点较低 是由于分子间作用力弱 而不是因为键能小 A错误 晶体硅 金刚石都为原子晶体 原子半径CHBr 而键能 HBr HI C错误 二氧化碳是分子晶体 其分子间作用力小 不是由键能引起的熔点低 D错误 解析 Li Na K价电子数相同 金属阳离子半径逐渐增大 金属键逐渐减弱 熔点逐渐降低 A D错误 Na Mg Al价电子数逐渐增多 金属阳离子半径逐渐减小 金属键逐渐增强 熔点逐渐升高 B正确 Be Mg价电子数相同 金属阳离子半径逐渐增大 金属键逐渐减弱 熔点逐渐降低 C错误 B 1 常见的晶体模型 考点三几种常见的晶体 4 109 5 6 1 2 4 1 2 12 12 4 2 12 4 4 8 8 6 12 8 12 2 石墨晶体石墨晶体是混合型晶体 呈层状结构 同层内碳原子以 形成正六边形平面网状结构 平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2 C原子采取的杂化方式是 层与层之间以 结合 所以石墨晶体熔 沸点很高 但硬度不大 有滑腻感 能导电 共价键 sp2 分子间作用力 请回答下列问题 1 上述晶体中 粒子之间以共价键结合形成的晶体是 2 冰 金刚石 MgO CaCl2 干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 金刚石晶体 金刚石 MgO CaCl2 冰 干冰 3 NaCl晶胞与MgO晶胞相同 NaCl晶体的晶格能 填 大于 或 小于 MgO晶体 原因是 4 每个Cu晶胞中实际占有 个铜原子 CaCl2晶体中Ca2 的配位数为 5 冰的熔点远高于干冰 除H2O是极性分子 CO2是非极性分子外 还有一个重要的原因是 小于 MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子 电荷数 且r Mg2 r Na r O2 r Cl 4 8 H2O分子之间能形成氢键 B A 为简单立方堆积 为六方最密堆积 为体心立方堆积 为面心立方最密堆积B 每个晶胞含有的原子数分别为 1个 2个 2个 4个C 晶胞中原子的配位数分别为 6 8 8 12D 空间利用率的大小关系为 1 辨别晶胞 请用相应的编号 钠晶胞是 钋晶胞是 金刚石晶胞是 干冰晶胞是 氯化钠晶胞是 2 钋晶胞的堆积方式是 钠晶胞的堆积方式是 E C D B A 简单立方堆积 体心立方堆积 3 与冰的晶体类型相同的是 填编号 4 在冰晶体中 每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键 如图所示 已知冰的升华热是51kJ mol 1 除氢键外 水分子间还存在范德华力 11kJ mol 1 则冰晶体中氢键的 键能 是 kJ mol 1 B 20 8 4 3 如图丙直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na 或Cl 所处的位置 这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的 请将其中代表Na 的圆圈涂黑 不必考虑体积大小 以完成NaCl晶体结构示意图 晶体中 在每个Na 的周围与它最接近的且距离相等的Na 共有 个 晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞 在NaCl晶胞中正六面体的顶点上 面上 棱上的Na 或Cl 为该晶胞与其相邻的品胞所共有