2012届高三化学一轮知识点精编 离子晶体、分子晶体和原子晶体学案

用心 爱心 专心1 第一节第一节 离子晶体 分子晶体和原子晶体离子晶体 分子晶体和原子晶体 知识归纳知识归纳 一 晶体的类型与性质 晶体类型 性质比较 离子晶体 分子晶体 原子晶体 组成粒子 阴 阳离子 分子 原子结 构 粒子间作用 离子键 范德华力 共价键 熔 沸点 较高 低 很高 硬度 硬而脆 小 大 溶解性易溶于极性溶剂 难 溶于非极性溶剂 相似相溶 难溶 物 理 性 质 导电性固体不导电 熔化 或 溶于水后导电 不良 不良 半导体 S 典型实例 NaCl NaOH Na O CaC0 干冰 白磷 冰 硫磺 金刚石 Si0 晶体硅 SlC 二 常见晶体结构分析 1 氯化钠晶体是简单立方体结构 每个 Na周围有 6 个 Cl 每个 Cl周围有 6 个 Na 晶体中每个 Na 或 Cl 周围最近的等距离的 Na 或 Cl 共有 12 个 一个晶胞中有 4 个 Cl和 4 个 Na ClnNan1 1 2 氯化铯晶体是立方体结构 每 8 个 Cs 或 Cl 构成一个正方体 在正方体中心有一个 Cl 或 Cs 在每个 Cs 或 Cl 周围 最近的等距离的 Cs 或 Cl 有 6 个 3 二氧化碳晶体 干冰 是立方体结构 每 8 个 2 CO构成一个正方体 其 6 个面的中心有一个 2 CO 每个 2 CO分子与 12 个 2 CO分子紧邻 4 金刚石晶体是立体空间网状结构 每个 C 原子与另 4 个 C 原子以共价键形成正四面体结构 晶体 中最小 C 环由 6 个 C 原子组成且不在同一平面 在晶体中 C 原子数与 C C 键数之比为2 1 2 1 4 用心 爱心 专心2 5 2 SiO晶体是空间网状结构 每个硅原子与 4 个氧原子形成 4 个共价键 每个氧原子与硅原子形 成 2 个共价键 形成以硅原子为中心的正四面体结构 学法建议学法建议 1 学习本节知识要充分利用模型了解典型晶体的空间结构 纠正平面结构的错觉 培养空间想像能 力 空间想像能力较差的学生开始可借助模型分析 慢慢地再放开模型想像 理解晶体结构的共同点 晶体质点 原子 分子 离子 排列有规则 隔一定的距离重复出现 有明显的周期性 要注意与周期律 物质结构知识内容相联系 要善于利用数学工具掌握计数规则 灵活应用分析方法 如何借助已学过的 典型晶体结构 如氯化钠晶体等 为模型进行联想 类比和迁移 培养知识的迁移能力和理论联系实际的 应用能力 1 离子晶体 离子半径越小 离子电荷数越大 离子键越强 晶体熔 沸点就越高 如 KF KCI KBr MgOOAl 32 2 分子晶体 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 分子间作用力越强 熔 沸点越高 如 2222 IBrClF 注 分子晶体性质比较时 注意分子间有无氢键存在 有则首先考虑氢键的影响 在同分异构体中 一般支链越多 熔 沸点越低 如沸点正戊烷 异戊烷 新戊烷 同分异构体 的芳香烃及其衍生物其熔 沸点高低顺序是邻 间 对位化合物 2 理解并掌握晶体类型与性质的关系 大致掌握晶体性质的比较思路和方法 例如物质熔沸点的比 较 1 一般来说 异类晶体 原子晶体 离子晶体 分子晶体 SNaClSiO 2 2 同类晶体 原子晶体的决定因素 共价键键能通过原子半径比较键长 C Si 2 O SiC Si 分子晶体的决定因素 范氏力结构组成相似时 比较相对分子质量 Ch CBr4 CC 4 Cl C 4 F 相对分子质量相同 比较 2 新戊烷异戊烷正戊烷分子的结构 分子的极性NCO 注 分子晶体性质比较时 注意分子间有无氢键存在 有则首先考虑氢键的影响 离子晶体的决定因素 静电引力的大小比较离子电荷 离子半径 MgO Mg 2 Cl NaCl CsCl 3 充分利用第一册 第二册书上的表格 同类物质性质比较 从 是什么 为什么 怎么办 三个 层次提高阅读自学 理论联系实际 运用知识解决实际问题的能力 例如第二册 P124 表 5 3 几种烯烃 用心 爱心 专心3 的物理性质 首先通过表格的数据发现了什么规律 其次思考为什么会有这样的规律 最后判断 1 丁烯 和 2 丁烯的熔 沸点谁的高 结论是怎样分析出来的 这样能力会大有长进 潜能开发潜能开发 例 1 氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料 该晶体类型应该是 晶体 试根据物质结构 知识推测氮化碳晶体与金刚石晶体相比较 硬度更大的应该是 晶体 熔点较低的应该是 晶体 思路分析思路分析 根据氮化碳为高硬度材料且都由非金属元素组成 因此该晶体应为原子晶体 又 C C 键键长大于 CIN 键键长 故碳氮键的键能大于 C C 键 硬度更大的是氮化碳 熔点低的为金刚石 答案 原子 氮化碳 金刚石 例 2 下图为高温超导领域里的一种化合物 钙钛矿晶体结构 该结构是具有代表性的最小重复单 元 1 在该物质的晶体中 每个钛离子周围与它最接近的且等距 离的钛离子共有 个 2 该晶体中 元素氧 钛 钙的个数比是 从所给模型图中可看出钙原子位于立方体中心 被该立方体 单独占有 钛原子位于立方体顶点 为 8 个立方体所共有 所以 每个立方体拥有 Ti 原子为1 8 1 8 个 氧原子位于立方体的棱边 为 4 个立方体所共有 所以每个立方体拥 有 O 原子为 12 4 1 12 3 个 答案 1 5 2 3 1 l 思维诊断思维诊断 此题涉及晶体类型与晶体性质的关系 同时还涉及化学键键能与键长及键长与原子半径的关系 判 断晶体类型的主要依据是 看构成晶体的粒子 分子 原子 离子 看粒子间的相互作用 看题 干所给信息 如某些典型性质等 只要将这些知识融会贯通 此类问题就迎刃而解了 思维诊断思维诊断 解这类题时 首先要仔细阅读题给信息 打破平面思维定势 注意将信息 空间结构 性质联系起 来 建立完整的立体形象 常见的解答技巧 点 面 线 心分析法 先仔细观察粒子所处的位置 在立方晶形中粒子数目的计数方法是 1 处于顶点的原子或离子同时为 8 个晶胞共有 每个晶胞占有 1 8 2 处于棱上的原子或离子同时为 4 个晶胞共有 每个晶胞占有 1 4 用心 爱心 专心4 3 处于面上的原子或离子同时为 2 个晶胞共有 每个晶胞占有 1 2 4 处于内部的原子或离子 完全属于该晶胞 知能达标训练知能达标训练 1 下列晶体中属于原子晶体的是 A 氖 B 食盐 C 干冰 D 金刚石 答案 答案 1 D 根据原子晶体的组成特点及常见的性质判断 2 下列晶体由原子直接构成 且属于分子晶体的是 A 干冰 B 固态氖 C 白磷 D 三氯化铝 答案 答案 2 B 氖 Ne 是单原子分手 是分子晶体 干冰 白磷 AlCl3是由分子构成的分子晶体 3 下列叙述中正确的是 A 离子晶体中肯定不含非极性共价键 B 原子晶体的熔点肯定高于其他晶体 C 由分子组成的物质其熔点一般较低 D 原子晶体中除去极性共价键外不可能存在其他类型的化学键 答案 答案 3 C A 选项离子晶体中有时也含非极性共价键 例 Na2O2 B 选项 SiO2的熔点为 1 723 而钨 W 熔点为 3 410 C 选项分子晶体一般熔点较低 D 选项金刚石晶体 C C 间为非极性共价键 4 下列物质的晶体中不存在分子的是 2222 CODCSCSOBSiOA 答案 答案 4 AsiO2是原子晶体 构成晶体的粒子是原子 5 下列各组物质汽化或熔化时 所克服的粒子间作用力完全相同的是 A 碘的升华和干冰汽化 B 2 氧化硅和干冰熔化 C 苯和硝酸钾熔化 D 食盐和冰熔化 答案 答案 5 A 碘和干冰都是分子晶体 克服分子间作用力 B 选项二氧化碳克服共价键 C 选项硝酸钾克 服的是离子键 苯克服分子间作用力 D 选项食盐克服离子键 6 下列各晶体中 含有的化学键类型相同且晶体类型也相同的一组是 44222 CHCClDHClNaClCNaClSiOBSOSiOA和和和和 答案 答案 6 D 4422 CH HCl CCl SOSiO都是共价键 NaCl 形成的是离子键 SiO2形成原子晶体 NaCl 形 成离子晶体 442 CH HCl CClSO形成的都是分子晶体 7 碳化硅这种结构类似于金刚石的晶体 其中碳原子和硅原子的位置是交替的 在下列三种晶体 金刚 石 晶体硅 碳化硅中 它们的熔点从高到低的顺序是 用心 爱心 专心5 A B C D 答案 答案 7 A 熔点高低取决于共价键强弱 共价键强弱又与各原子的原子半径有关 C 的原子半径小于 Si 的原子半径 8 下列各组物质中 熔点由高到低的是 A HI HBr HCl HF B 石英 食盐 干冰 钾 C 4444 CF CCl CBrCl D Li Na K Rb 答案 答案 8 CD 组成和结构相似的物质 随着相对分子质量的增加 熔 沸点依次升高 A 选项 HF 可形成 氢键 出现反常 B 选项钾的熔点高于干冰 D 选项碱金属随着相对分子质量增加 熔点依次降低 9 下列化学式能表示物质分子的是 DClDCOCSiOBNaSOA 224 答案 答案 9 C Na2SO4 KCl 是离子晶体 构成粒子是离子 SiO2是原子晶体 构成粒子是原子 CO2是分子 晶体 构成粒子是分子 10 结合课本上干冰晶体图分析每个 C02 分子周围距离相等且最近的 OQ 分子数目为 A 6 B 8 C 10 D 12 答案 答案 10 D 根据干冰结构特点 干冰晶体是一种立方面心结构 每个 CO2周围等距离最近的 CO2有 12 个 同层 4 个 上层 4 个 下层 4 个 11 现有甲 乙 丙 如下图 三种晶体的晶胞 甲中 x 处于晶胞的中心 PbCl4乙中 a 处于晶胞的中心 可推知 甲晶体中 x 与 y 的个数比是 乙中 a 与 b 的个数比是 丙晶胞中有 个 c 离子 有 个 d 离子 答案 答案 11 44 1 1 3 4 bayx处于晶胞中 心的 x 或 a 为该晶胞单独占有 位于立方体顶点 的粒子为 8 个立方体共有 位于立方体棱边的粒 子为 4 个立方体共有 位于立方体面的粒子为 2 个立方体共有 所以 1 1 8 1 8 1 3 4 8 1 6 1 bayx 丙晶胞中 c 离子为41 4 1 12 个 d 离子为4 2 1 6 8 1 8 个 12 参考下表中数据 回答有关问题 物 质 Na F Na Cl Na BR Na I SiF 4 SiCl 4 SiBr 4 SiI 4 Na Cl KC l Rb Cl Rb Cl SiCl 4 GeCl 4 SnCl 4 PbCl 4 99807565 5 212080777164 用心 爱心 专心6 C 515190 2 70 4 5165670 449 536 215 0 1 钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与 有关 随 增大 减小 故熔点依次降低 2 硅的卤化物及硅 锗 锡 铅的氯化物的熔点与 有关 随着 增大 则 增大 故熔点依次升高 3 钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物熔点高得多 这与 有关 因为 故前 者熔点远远高于后者 答案 答案 12 1 离子半径 离子半径 静电作用 2 相对分子质量 相对分子质量 分子间作用力 3 晶 体类型 因钠的卤化物为离子晶体 其熔点取决于离子键的强弱 硅的卤化物为分子晶体 其熔点取决 于分子间作用力 而离子键比分子间作用力强得多 13 单质硼有无定形和晶体两种 参考下列数据回答 金刚石晶体硅晶体硼 熔点 K 沸点 K 莫氏硬度 3823 5100 10 1683 2628 7 0 2573 2823 9 5 1 晶体硼的晶体类型属于是 晶体 2 已知晶体硼的基本结构单元是由 B 原子构成的正二十面体 其中有 20 个等边三角 形的面和一定数目的顶点 每个顶点各有一个 B 原子 通过观察图形及推算 可知此结 构单元是由于 个 B 原子构成 其中 LB 键间的夹角是 答案 答案 13 1 原子 2 12 60 根据 B 的熔沸点 硬度可知应为原子晶体 又根据图示可看出 每个 面平均拥有的 B 原子数6 03 5 1 则 20 个面共有 B 原子数为 0 6 20 12 B B 键夹角为 60 综合能力溯练综合能力溯练 1 已知氯化铝的熔点为 190 5 10202 2 Pa 但它在 180 即开始升华 1 氯化铝是 填 离子化合物 共价化合物 2 在 500K 和 5 1001 1 Pa 时 它的蒸气密度 换算为标准状况时 为 11 92g L 1 试确定氯化铝在蒸 气状态时的化学式为 3 无水氯化铝在空气中剧烈 发烟 其原因是 4 设计一个可靠的实验 判断氧化铝是离子化合物还是共价化合物 你设计的实验是 用心 爱心 专心7 答案 答案 1 1 共价化合物 2 3 氯化铝与空气中的水发生水解反应产生 HCl 气体 HCl 在空气中形成酸 雾而 发烟 4 在其熔融状态下 试验其是否导电 若不导电是共价化合物 分析 根据氯化铝熔点低及在 180 时开始升华 判断其为共价