第一轮复习晶体结构与性质

1、选修选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质厦大附中厦大附中 欧昌友欧昌友第二讲第二讲 晶体结构与性质晶体结构与性质1.理解离子键的形成理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质解释其物理性质 2.了解原子晶体的特征了解原子晶体的特征,能描述金刚石能描述金刚石 二氧化硅等二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系原子晶体的结构与性质的关系 3.理解金属键的含义理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一能用金属键理论解释金属的一些物理性质些物理性质 4.了解分子晶体与原子晶体了解分子晶体与原子晶体 离子晶体离子晶体 金属晶体金属晶体的结构微粒的结构微粒,微粒

2、间作用力的区别微粒间作用力的区别 考纲导航考纲导航 类型类型离子晶体离子晶体金属晶体金属晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体概念概念离子间通离子间通过离子键过离子键结合而形结合而形成的晶体成的晶体通过金属阳离通过金属阳离子与自由电子子与自由电子之间的较强作之间的较强作用形成的晶体用形成的晶体分子间以分分子间以分子间作用力子间作用力相结合而形相结合而形成的晶体成的晶体相邻原子间相邻原子间以共价键相以共价键相结合而形成结合而形成空间网状结空间网状结构的晶体构的晶体构成构成微微粒粒阴阴 阳离阳离子子金属阳离子金属阳离子 自自由电子由电子分子分子原子原子作作用用力力离子键离子键金属阳离子与金属阳离子与

3、自由电子间的自由电子间的静电作用静电作用分子间作用分子间作用力力共价键共价键考点考点1 晶体的基本类型和性质比较（晶体的基本类型和性质比较（正向思维正向思维）物物理理性性质质熔熔 沸点沸点较高较高有的高有的高(如钨如钨) 有有的低的低(如汞如汞)低低很高很高硬度硬度硬而脆硬而脆有的高有的高(如如Cr) 有的低有的低(如如Na)低低很高很高导电导电性性熔融或在水熔融或在水溶液中导电溶液中导电良良不良不良绝缘体绝缘体(硅：硅：半半导体导体材料材料)传热性传热性不良不良良良不良不良不良不良延展性延展性差差良良差差差差溶解溶解性性易溶于极性易溶于极性溶剂溶剂,难溶于难溶于有机溶剂有机溶剂一般不溶于一般

4、不溶于溶剂溶剂,钠等可钠等可与水与水 醇类醇类 酸类反应酸类反应极性分子易溶极性分子易溶于极性溶剂于极性溶剂;非非极性分子易溶极性分子易溶于非极性溶剂于非极性溶剂不易溶不易溶于于任何溶剂任何溶剂类型类型离子晶体离子晶体金属晶体金属晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体典型典型实实例例大部分碱大部分碱(如如NaOH) 盐盐(如如NaCl) 金金属氧化属氧化物物(如如Na2O)金属金属(如钠如钠 铝铝 铁铁等等)大多数非金大多数非金属单质属单质(如如P4 硫等硫等)；非非金属氧化金属氧化物物(如干冰如干冰)；酸酸(如硫酸如硫酸)；所所有非金属有非金属氢化物氢化物(如甲如甲烷烷等等)金刚石金刚石 晶体

5、硅晶体硅 二氧化二氧化硅硅等等类型类型离子晶体离子晶体金属晶金属晶体体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体例例1.现现有几组物质的熔点数据如下表有几组物质的熔点数据如下表:A组组B组组C组组D组组金刚石金刚石:3 110 Li:181 HF:-83 NaCl:801 硅晶体硅晶体:1 410 Na:98 HCl:-114 KCl:776 硼晶体硼晶体:2 300 K:64 HBr:-89 RbCl:718 二氧化硅二氧化硅:1 723 Rb:39 HI:-51 CsCl:645 (1)A组属于组属于_晶体晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是其熔化时克服的微粒间的作用力是_;(2)B组晶体共同的物理

6、性质是组晶体共同的物理性质是_(填序号填序号);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组中组中HF熔点反常是由于熔点反常是由于_;(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原子原子共价键共价键HF分子间能形成氢键分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多其熔化时需要消耗的能量更多考点考点2 晶体类型的判断方法（晶体类型的判断方法（反向思考反向思考）1.依据组成晶体的质依据组成晶体的质点和质点间的作用判断点和质点间的作用判断离子晶体的晶格质点是

7、阴离子晶体的晶格质点是阴 阳离子阳离子,质点间的作用是离子质点间的作用是离子键键;原子晶体的晶格质点是原子原子晶体的晶格质点是原子,质点间的作用是共价键质点间的作用是共价键;分子晶体的晶格质点是分子分子晶体的晶格质点是分子,质点间的作用为分子间作用质点间的作用为分子间作用力力,即范德华力即范德华力;金属晶体的晶格质点是金属阳离子和自由电子金属晶体的晶格质点是金属阳离子和自由电子,质点间的质点间的作用是金属键作用是金属键 2.依据物质的分类判断依据物质的分类判断金属氧化物金属氧化物(如如K2O Na2O2等等) 强碱强碱(如如NaOH KOH等等)和绝大多数的盐类是离子晶体和绝大多数的盐类是离子

8、晶体 大多数非金属单质大多数非金属单质(除金刚石除金刚石 石墨石墨 晶体硅晶体硅 晶体硼外晶体硼外) 气态氢化物气态氢化物 非金属氧化物非金属氧化物(除除SiO2外外) 酸酸 绝大多数有机绝大多数有机物物(除有机盐外除有机盐外)是分子晶体是分子晶体 常见的原子晶体单质有金刚石常见的原子晶体单质有金刚石 晶体硅晶体硅 晶体硼等晶体硼等;常见的原子晶体化合物有碳化硅常见的原子晶体化合物有碳化硅 二氧化硅等二氧化硅等 金金属单质属单质(常温除汞外常温除汞外)与合金是金属晶体与合金是金属晶体 3.依据晶体的熔点判断依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高离子晶体的熔点较高,常在数百至常在数百至1 000余

9、度余度 原子晶体熔点高原子晶体熔点高,常在常在1 000余度余度至几千度至几千度 分子晶体熔点低分子晶体熔点低,常在数百度以下至很低温度常在数百度以下至很低温度,金属晶体多数熔点高金属晶体多数熔点高,但也有相当低的但也有相当低的 n4.依据导电性判断依据导电性判断离子晶体水溶液及熔化时能导电离子晶体水溶液及熔化时能导电 原子晶体一般为非导体原子晶体一般为非导体, 石墨是过渡型晶体，能导电石墨是过渡型晶体，能导电 分子晶体为非导体分子晶体为非导体, 而而分子晶体中的电解质分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物主要是酸和非金属氢化物)溶溶于水于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电使分子

10、内的化学键断裂形成自由离子也能导电 金属晶体是电的良导体金属晶体是电的良导体 5.依据硬度和机械性能判断依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或硬而脆离子晶体硬度较大或硬而脆 原子晶体硬度大原子晶体硬度大,分子晶体硬度小且较脆分子晶体硬度小且较脆 金金属晶体多数硬度大属晶体多数硬度大,但也有较低的但也有较低的,且具有延展性且具有延展性 例例2.下下列性质符合分子晶体的是列性质符合分子晶体的是( )A.熔点熔点1 070,易溶于水易溶于水,水溶液能导电水溶液能导电B.熔点熔点10.31,液体不导电液体不导电,水溶液能导电水溶液能导电C.熔点熔点97.81,质软质软,能导电能导电,密度是密度是0.

11、97 g/cm3D.熔点熔点63.65,熔化时能导电熔化时能导电,水溶液也能导电水溶液也能导电解析解析分子晶体的特点是熔沸点低分子晶体的特点是熔沸点低 硬度小硬度小 熔融熔融状态不导电状态不导电,其水溶液可以导电其水溶液可以导电 故故A项中熔点太项中熔点太高高,C项中能导电的说法不正确项中能导电的说法不正确,D项中熔化时能导电项中熔化时能导电的说法也错误的说法也错误 选选B考点考点3 晶体的空间结构（晶体的空间结构（空间思维空间思维）1.原子晶体原子晶体(金刚石和二氧化硅金刚石和二氧化硅)键角为键角为10928,每个最小的环上有每个最小的环上有6个碳原子个碳原子 SiO2(正四面体正四面体)键

12、角键角(OSi键键)为为10928,每个最小每个最小的环上有的环上有12个原子个原子,其中其中,有有6个个Si和和6个个O 2.分子晶体分子晶体(干冰干冰)每个每个CO2分子周围等距紧邻的分子周围等距紧邻的CO2分子有分子有12个个 3.离子晶体离子晶体(1)NaCl型型在晶体中在晶体中,每个每个Na+同时吸引同时吸引6个个Cl-,每个每个Cl-同时吸引同时吸引6个个Na+,配位数为配位数为6 每个晶胞每个晶胞4个个Na+和和4个个Cl- (2)CsCl型型在晶体中在晶体中,每个每个Cl-吸引吸引8个个Cs+,每个每个Cs+吸引吸引8个个Cl-,配位数为配位数为8 (3)晶格能晶格能定义定义:

13、p39 影响因素影响因素a.离子所带电荷离子所带电荷:离子所带电荷越多离子所带电荷越多,晶格能越大晶格能越大 b.离子的半径离子的半径:离子的半径越小离子的半径越小,晶格能越大晶格能越大 与离子晶体性质的关系与离子晶体性质的关系 晶晶格能越大格能越大,形成的离子晶体越稳定形成的离子晶体越稳定,且熔点越高且熔点越高,硬度越大硬度越大 例例3.如如图表示一些晶体中的某些结构图表示一些晶体中的某些结构,它们分别是它们分别是NaCl CsCl 干冰干冰 金刚石金刚石 石墨结构中的某一石墨结构中的某一种的某一部分种的某一部分 (1)其中代表金刚石的是其中代表金刚石的是(填编号字母填编号字母,下同下同)_

14、,其中其中每个碳原子与每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等个碳原子最接近且距离相等 金刚石金刚石属于属于_晶体晶体 (2)其中代表石墨的是其中代表石墨的是_,其中每个正六边形占其中每个正六边形占有碳原子数平均为有碳原子数平均为_个个 D4原子原子E2(3)其中代表其中代表NaCl的是的是_,每个每个Na+周围与它周围与它最接近且距离相等的最接近且距离相等的Na+有有_个个 (4)代表代表CsCl的是的是_,它属于它属于_晶体晶体,每个每个Cs+与与_个个Cl-紧邻紧邻 (5)代表干冰的是代表干冰的是_,它属于它属于_晶体晶体,每个每个CO2分子与分子与_个个CO2分子紧邻分子紧邻 (6)上述

15、五种物质熔点由高到低的排列顺序为上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为_ A12C离子离子8B分子分子12考点考点4 晶体熔沸点高低的比较晶体熔沸点高低的比较（形成规律形成规律）1.不同类型晶体的熔不同类型晶体的熔 沸点高低规律沸点高低规律:原原子晶体子晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体;金属晶体金属晶体(除少数外除少数外)分子晶体分子晶体 金属晶体的熔金属晶体的熔 沸点有的很高沸点有的很高,如钨如钨 铂等铂等;有的很低有的很低,如汞如汞 铯铯等等 2.由共价键形成的原子晶体由共价键形成的原子晶体中中,原子半径小的原子半径小的,键长短键长短,键键能大能大,晶体的熔晶体的熔 沸点高沸点高 如如:

16、金刚石金刚石碳碳化硅化硅硅硅 3.离子晶体要比较离子键的强弱离子晶体要比较离子键的强弱 一般地说一般地说,阴阴 阳离阳离子的电荷数越多子的电荷数越多,离子半径越小离子半径越小,则离子间的作用就越强则离子间的作用就越强,其离子晶体的熔其离子晶体的熔 沸点就越高沸点就越高,如如熔点熔点:MgOMgCl2NaClCsCl 4.分子晶体分子晶体:组成和结构相似的物质组成和结构相似的物质,相对分子质量越大相对分子质量越大,熔熔 沸点越高沸点越高,如熔如熔 沸点沸点:HIHBrHCl 在在同分异构体中同分异构体中,一般来说一般来说,支链数越多支链数越多,熔熔 沸沸点越低点越低,如沸点如沸点:正戊烷正戊烷异

17、戊烷异戊烷新戊烷新戊烷;芳芳香烃及其衍生物的同分异构体香烃及其衍生物的同分异构体,其熔其熔 沸点沸点高低顺序是高低顺序是“邻位邻位间位间位对位对位”化合物化合物 其他其他:若分子间有若分子间有氢键氢键,则分子间作用力比结构相似的同类则分子间作用力比结构相似的同类晶体大晶体大,故熔沸点较高故熔沸点较高 例如例如:沸点沸点:HFHIHBrHCl 金属晶体中金属离子半径越小金属晶体中金属离子半径越小,离子电荷数越多离子电荷数越多,其金其金属键越强属键越强,金属熔金属熔 沸点就越高沸点就越高 如熔如熔 沸沸点点:NaMgNaKRbCs 根据物质在相同条件下的状态不同根据物质在相同条件下的状态不同,熔沸

18、点熔沸点:固体固体液液体体气体气体 例如例如:SHgO2 例例4.下下列化合物列化合物,按其晶体的熔点由高到低排列正确按其晶体的熔点由高到低排列正确的是的是( )A.SiO2 CsCl CBr4 CF4 B.SiO2 CsCl CF4 CBr4C.CsCl SiO2 CBr4 CF4 D.CF4 CBr4 CsCl SiO2解析解析SiO2为原子晶体为原子晶体,CsCl为离子晶体为离子晶体,CBr4和和CF4都是分子都是分子晶体晶体,一般来说一般来说,原子晶体的熔沸点高于离子晶体原子晶体的熔沸点高于离子晶体,离子晶体高离子晶体高于分子晶体于分子晶体,而分子晶体的熔沸点高低主要由分子间作用力决而

19、分子晶体的熔沸点高低主要由分子间作用力决定定,一般来说一般来说,相对分子质量越大相对分子质量越大,分子间作用力越强分子间作用力越强,熔沸点越熔沸点越高高 同时分子晶体的熔沸点又受氢键同时分子晶体的熔沸点又受氢键 分子的极性等影响分子的极性等影响 选选A考点考点5 有关晶体的计算（有关晶体的计算（数形结合数形结合）用均摊法解析晶体的计算用均摊法解析晶体的计算均摊法均摊法:是指每个图形平均拥有的粒子数目是指每个图形平均拥有的粒子数目 如某个如某个粒子为粒子为n个图形个图形(晶胞晶胞)所共有所共有,则该粒子有则该粒子有 属属于一于一个图形个图形(晶胞晶胞) 1n1.长方体形长方体形(正方体形正方体形

20、)晶胞中不同位置的粒子对晶胞晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献的贡献处于顶点的粒子处于顶点的粒子,同时为同时为8个晶胞共有个晶胞共有,每个粒子对每个粒子对晶胞的贡献为晶胞的贡献为 处于棱上的粒子处于棱上的粒子,同时为同时为4个晶胞共有个晶胞共有,每个粒子对每个粒子对晶胞的贡献为晶胞的贡献为 处于面上的粒子处于面上的粒子,同时为同时为2个晶胞共有个晶胞共有,每个粒子对每个粒子对晶胞的贡献为晶胞的贡献为 处于体内的粒子处于体内的粒子,则完全属于该晶胞则完全属于该晶胞,对晶胞的贡对晶胞的贡献为献为1 1814122.非长方体形非长方体形(正方体形正方体形)晶胞中粒子对晶胞的贡献晶胞中粒子对晶胞的贡献视

21、具体情况而定视具体情况而定 如如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶其顶点点(1个碳原子个碳原子)对六边形的贡献为对六边形的贡献为1/3 (1)A图是某离子化合物的晶胞图是某离子化合物的晶胞(组成晶体的一个最小组成晶体的一个最小单位单位),阳离子位于中间阳离子位于中间,阴离子位于阴离子位于8个顶点个顶点,该化合该化合物中阳物中阳 阴离子的个数比是阴离子的个数比是_ (2)B图表示构成图表示构成NaCl晶体的一个晶胞晶体的一个晶胞,通过想像与推通过想像与推理理,可确定一个可确定一个NaCl晶胞中含晶胞中含Na+和和Cl-的个数分别为的个数分别为_ _ 1:144例例