精品教案晶体结构与性质2

1、精品 晶体结构与性质2适用学科高中化学适用年级高中三年级适用区域全国课时时长（分钟）60分钟知识点(1)晶体类型的判断(2)晶胞相关的计算 教学目标(1)掌握晶体类型的判断方法，会比较物质的熔沸点 (2)掌握常见的晶胞结构，能够熟练的进行相关计算 教学重点(1)掌握常见的晶胞结构，能够熟练的进行相关计算 教学难点(1)掌握常见的晶胞结构，能够熟练的进行相关计算 教学过程一、 课堂导入不同类型的晶体，组成、性质上都有很大的差异，今天我们来复习晶体类型的判断方法，同时复习晶体熔沸点的比较。二、复习预习1晶体的概念，晶胞的概念 2常见的晶体的分类 3晶胞密度计算，配位数的概念4氢键的概念，分子晶体熔

2、沸点的比较方法三、知识讲解考点1：判断晶体类型的方法1根据晶体组成微粒与微粒间相互作用力判断：原子晶体组成微粒是原子，相互作用力为共价键。离子晶体组成为阴阳离子，作用力是离子键。分子晶体组成是分子，作用力为范德华力。金属晶体组成为金属阳离子和自由电子，作用力是金属键。2根据物质分类判断：金属氧化物，强碱和绝大多数盐是离子晶体。大多数非金属单质，气态氢化物，非金属氧化物，酸，绝大多数有机物（除去有机盐）为分子晶体。金属单质与合金是金属晶体。常见的原子晶体有金刚石，晶体硅，石墨，晶体硼，晶体锗，碳化硅，氮化硅，氮化硼，二氧化硅等。3根据晶体熔沸点判断：一般情况下，熔沸点 原子晶体离子晶体金属晶体分

3、子晶体。4根据导电性判断：离子晶体水溶液及熔融状态下能导电。原子晶体一般不导电。分子晶体为非导体，但是分子晶体中的电解质溶于水能导电。金属晶体是电的良导体。5根据硬度和机械性能判断：离子晶体硬度大，分子晶体硬度小，原子晶体硬度更大，金属晶体多数硬度大，也有的较小，有延展性。考点：物质熔沸点高低比较的规律同种类型的晶体，晶体内粒子间的作用力越大，熔沸点越高。1分子晶体：分子间作用力越大，物质的熔沸点越高，反之越低。组成结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高（含有氢键的物质除外，含有氢键的分子熔沸点比较高）。在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链越多，熔沸点越低。在高级脂肪酸形成

4、的油脂中，油的熔沸点比脂肪低，不饱和度越高，熔沸点越低。2原子晶体：要比较共价键的强弱，一般来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢靠，晶体的荣沸点越高。3离子晶体：要比较离子键的强弱，一般来说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔沸点越高。4金属晶体：要比较金属键的强弱，金属晶体中金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与自由电子的静电作用越强，金属键越强，熔沸点越高。考点3：分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体定 义分子通过分子间作用力形成的晶体相邻原子间通过共价键形成的立体网状结构的晶体金属原子通过金属键形成的

5、晶体阴、阳离子通过离子键形成的晶体组成晶体的粒子分 子原 子金属阳离子和自由电子阳离子和阴离子组成晶体粒子间的相互作用范德华力或氢键共价键金属键（没有饱和性方向性）离子键（没有饱和性方向性）典型实例冰（H2O）、P4、I2、干冰（CO2）、S8金刚石、晶体硅、SiO2、SiC Na、Mg、Al、FeNaOH、NaCl、K2SO4特征熔点、沸点熔、沸点较低熔、沸点高 一般较高、部分较低熔、沸点较高导热性不 良不 良良 好不 良导电性差，有些溶于水可导电多数差良 好固态不导电，熔化或溶于水能导电机械加工性能不 良不 良良 好不 良硬 度硬度较小高硬度一般较高、部分较低略硬而脆溶解性相似相溶不 溶不

6、溶，但有的反应多数溶于水，难溶于有机溶剂四、例题精析【例题1】【题干】晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1104。晶体的各向异性主要表现在是（ ）硬度 导热性 导电性 光学性质A B C D 【答案】D【解析】对于晶体来说,因研究角度不同许多物理性质产生差异，即为各向异性。【例题2】【题干】下列属于分子晶体的一组物质是（ ）ACaO、NO、CO BCCl4、H2O2、He CCO2、SO2、NaCl DCH4、O2、Na2O【答案】B【解析】固态金属是金属晶体；大多数的盐、碱和金属氧化物

7、，以离子键的形式形成，是离子晶体；熟记常见的原子晶体；其它常见物质大多是分子晶体【例题3】【题干】金晶体的最小重复单元（也称晶胞）是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。（1）金晶体每个晶胞中含有_个金原子。（2）欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定_。（3）一个晶胞的体积是_。（4）金晶体的密度是_。【答案】（1）4（2）距离最近的两金原子间相接触，即相切（3）2d3（4）【解析】利用均摊法解题，8个顶角上金原子有属于该晶胞，每个面上金原子有属

8、于该晶胞，共有6个，故每个晶胞中金原子个数8×6×4。假设距离最近的两金原子间相切，则有正方形的对角线为2d。正方形边长为d。所以V晶（d）32d3，VmNAd3NA，所以。五、课堂运用【基础】1有下列八种晶体：A.水晶B冰醋酸C氧化镁D白磷E晶体氩F氯化铵 G铝 H金刚石以上晶体中：(1)属于原子晶体的化合物是_；直接由原子构成的晶体是_；直接由原子构成的分子晶体是_。(2)由极性分子构成的晶体是_，含有共价键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是_，受热熔化后化学键不发生变化的是_，需克服共价键的是_。【答案】(1)AAEH

9、E(2)BFDE(3)GBDEAH【解析】在题项中属于原子晶体的是：金刚石和水晶(由Si原子和O原子构成)；属于分子晶体的是：冰醋酸、白磷和晶体氩；属于离子晶体的是：MgO(由Mg2和O2组成)、NH4Cl(由NH和Cl组成)；而Al属于金属晶体，金属的导电是靠自由电子的移动，并不发生化学变化，但金属熔化时金属键则会被破坏。分子晶体的熔化只需要克服分子间力；而原子晶体、离子晶体熔化时分别需要克服共价键、离子键。2下列物质的沸点，从高到低的顺序不正确的是（ ）A HIHBrHClHFB CI4CBr4CCl4CF4C I2Br2Cl2F2D H2OH2S【答案】A 【解析】HI、HBr、HCl分

10、子结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，沸点依次变小，但因为HF中存在氢键，故HF的沸点反常，为最大，则沸点大小顺序为HFHIHBrHCl；B、C中分子结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，沸点依次变小，因此B、C正确；由于H2O分子间有范德华力、氢键，而H2S分子间只有范德华力，所以沸点H2OH2S。【巩固】1晶胞是晶体中最小的重复单元已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示若铁原子的半径为，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图 丙中AB的长度为_m【答案】 【解析】应利用立体几何的相关知识，加以组合计算。由图丙知，ABC是一个等腰直角三

11、角形，根据勾股定理知，又因为AB=BC，故，则，。2有一种金属结构单元是一个“面心立方体”（注：八个顶点和六个面分别有一个金属原子）。该单元平均是由_个金属原子组成的。【答案】4 【解析】本题考查均摊法去计算原子个数。位于顶点处的原子为8个晶胞所共用，属于该晶胞的只有1/8，故顶点处原子数8×=1；位于面心处的原子为2个晶胞所共用，属于该晶胞的只有1/2，故面心处原子数6×=3。原子总数=1+3=4。【拔高】1人类使用铜和它的合金具有悠久的历史，铜及其化合物在电子工业、材料工业、工农业生产及日常生活方面用途非常广泛。试回答下列问题。（1）Cu的核外电子排布式为 。（2）铜镁

12、合金是一种储氢材料，某种铜镁互化物晶胞结构如图，则该互化物的化学式为 。（3）叠氮化铜Cu(N3)2是一种紫黑色粉末，易爆炸，与N3-互为等电子体的分子有 (举2例)。（4）丁炔铜是一种优良的催化剂，已知：CHCH2HCHOOHC-CH2CH2OH。OHC-CH2CH2OH中碳原子杂化方式有 ，乙炔属于 (填“极性”或“非极性”)分子。【答案】（1）Ar3d10 或1s22s22p63s23p63d10（2分）；（2）MgCu2（2分）； （3）CO2、N2O 、CS2（2分）；（4）sp2、sp3（2分）；非极性（2分）；【解析】（1）Cu是29号元素Cu的核外电子数是28，所以Cu的核外电

13、子排布式为Ar3d10 或1s22s22p63s23p63d10（2）根据晶胞结构的“均摊法”，顶点上的占晶胞的1/8，面心上的占晶胞的1/2，体内为1，所以晶胞中Mg原子的个数为8×1/8+6×1/2=4，Cu原子都在体内，个数是8，所以该互化物的化学式为MgCu2；（3）N3-是3原子16价电子的离子，与其互为等电子体的分子也是3原子16价电子的分子，有CO2、N2O、CS2；（4）有机物中碳原子的杂化方式依据碳原子周围的单键数，在OHC-CH2CH2OH中，碳原子周围有4个单键，则为sp3杂化，如-CH2CH2OH中的C；有3个单键则为sp2杂化，如OHC-；乙炔正负电荷重心重合，属于非极性分子。2右图为晶体硼的基本结构单元，已知它为正二十面体(有二十个等边