高三化学总复习 第3讲 晶体结构与性质课件 苏教版选修3-苏教版高三选修3化学课件

1、第3讲晶体结构与性质-2-考纲要求:1.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。3.了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.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。6.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。7.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。-3-必备知识自主预诊关键能力考向突破导学诱思下列有关晶体的说法中正确的是。凡是有规则外形的固体一定是晶体晶体与非晶体

2、的本质区别:是否有自范性熔融态物质凝固就得到晶体晶体有一定的熔、沸点区分晶体和非晶体最可靠的科学方法:是否具有固定的熔、沸点 晶体和晶体和晶胞晶胞 -4-必备知识自主预诊关键能力考向突破落实基础1.晶体与非晶体有无有无固定不固定-5-必备知识自主预诊关键能力考向突破2.晶胞(1)晶胞:是描述晶体结构的基本单元。(2)晶体与晶胞的关系:整个晶体可以看作由数量巨大的晶胞“”而成,晶胞是晶体结构中的基本重复单元,晶胞的结构可以反映晶体的结构。(3)晶胞中粒子数目的计算均摊法:如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有属于这个晶胞。无隙并置-6-必备知识自主预诊关键能力考向突破3.晶格能(1)定义:拆开1

3、mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量,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。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。kJmol-1大小稳定高大-7-必备知识自主预诊关键能力考向突破易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)固态物质一定是晶体()(2)晶体有自范性但排列无序()(3)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同()(4)晶胞是晶体中最小的结构重复单元()(5)冰和固体碘晶体中相互作用力相同()(6)非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算不能用均摊法()(7)在六棱

4、柱晶胞中,顶点也为8个晶胞共有,每个粒子有 属于该晶胞()-8-必备知识自主预诊关键能力考向突破考查角度晶胞组成及有关计算例(1)(2018全国,节选)FeS2晶体的晶胞如图所示,晶胞边长为anm、FeS2相对分子质量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为gcm-3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为nm。-9-必备知识自主预诊关键能力考向突破(2)(2018全国,节选)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。ZnF2具有较高的熔点(872),其化学键类型是;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,

5、原因是。金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为gcm-3(列出计算式)。-10-必备知识自主预诊关键能力考向突破-11-必备知识自主预诊关键能力考向突破-12-必备知识自主预诊关键能力考向突破方法指导 晶胞组成的计算规律(1)-13-必备知识自主预诊关键能力考向突破-14-必备知识自主预诊关键能力考向突破(3)晶体密度求算。-15-必备知识自主预诊关键能力考向突破跟踪训练请填写下列空白。(1)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,

6、0,0);B为。则D原子的坐标参数为。晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为gcm-3(列出计算式即可)。-16-必备知识自主预诊关键能力考向突破(2)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为。若合金的密度为dgcm-3,晶胞参数a=nm。-17-必备知识自主预诊关键能力考向突破(3)GaAs的熔点为1238,密度为gcm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为,Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmol-1和MAsgmol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞

7、中原子的体积占晶胞体积的百分率为。-18-必备知识自主预诊关键能力考向突破(4)A(O)和B(Na)能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566nm,F的化学式为;晶胞中A原子的配位数为;列式计算晶体F的密度(单位为gcm-3)。(5)Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有个铜原子。Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为。列式表示Al单质的密度gcm-3(不必计算出结果)。-19-必备知识自主预诊关键能力考向突破(6)(2019广西桂林高三月考)我国部分城市灰霾天占全年一半,引起灰霾的PM

8、2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等。通过测定灰霾中锌等重金属的含量,可知目前造成我国灰霾天气的原因主要是交通污染。测定大气中PM2.5浓度的方法之一是-射线吸收法,-射线放射源可用85Kr,已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个,晶胞中含Kr原子为n个,则=(填数字)。水分子的立体结构是,水分子能与很多金属离子形成配合物,其原因是在氧原子上有。-20-必备知识自主预诊关键能力考向突破冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图,其中空心所示原子位于立方体的顶点或面心,实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶

9、胞平均占有个水分子。冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因是。-21-必备知识自主预诊关键能力考向突破(7)F、K和Ni三种元素组成的一个化合物的晶胞如下图所示。该化合物的化学式为,Ni的配位数为;列式计算该晶体的密度。-22-必备知识自主预诊关键能力考向突破-23-必备知识自主预诊关键能力考向突破-24-必备知识自主预诊关键能力考向突破-25-必备知识自主预诊关键能力考向突破-26-必备知识自主预诊关键能力考向突破-27-必备知识自主预诊关键能力考向突破-28-必备知识自主预诊关键能力考向突破四种晶体类型的比较导学诱思下列叙述正确的是()A.分子晶体中每个分子内一定含有共价键B.原子晶体的

10、相邻原子间只有非极性共价键C.离子晶体中可能含有共价键D.金属晶体的熔点和沸点都很高 答案 答案关闭C-29-必备知识自主预诊关键能力考向突破落实基础1.四种晶体的比较 分子原子阴、阳离子分子间作用力共价键金属键离子键-30-必备知识自主预诊关键能力考向突破-31-必备知识自主预诊关键能力考向突破-32-必备知识自主预诊关键能力考向突破2.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:(比较)原子半径越键长越键能越共价键越熔、沸点越

11、。如熔点:金刚石碳化硅晶体硅。原子晶体离子晶体分子晶体共价键小短大强高-33-必备知识自主预诊关键能力考向突破离子晶体:(比较离子键强弱或晶格能大小)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:MgOMgCl2NaClCsCl。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:(比较分子间作用力)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。如沸点:H2O(填“”或“”或“大稳定高大大高高大高-34-必备知识自主预诊关键能力考向突破c.组成和结构不相似的物质(相对分

12、子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如沸点CON2,CH3OHCH3CH3。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:NaMgKClRbClMgO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-40-必备知识自主预诊关键能力考向突破解析: (1)A组由非金属元素组成,熔点最高,属原子晶体,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”解释相关的性质。(3)C

13、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,熔点越高。-41-必备知识自主预诊关键能力考向突破方法指导 (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。-42-必备知识自主预诊关键能力考向突破跟踪训练请填写下列空白。(1)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有(填序号)。a.离子晶

14、体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体(2)BN、MgBr2、SiCl4熔点由高到低的顺序为。(3)NaF的熔点(填“”“=”或“MgBr2SiCl4(3)两者均为离子晶体,且电荷数均为1,但后者离子半径大,离子键较弱,因此熔点较低(4)D(5)原子晶体分子晶体分子晶体离子晶体解析: (1)在反应4NH3+3F2NF3+3NH4F中,NH3、F2、NF3的晶体类型为分子晶体;Cu为金属晶体;NH4F为离子晶体。(2)BN为原子晶体,MgBr2为离子晶体,SiCl4为分子晶体,因而熔点:BNMgBr2SiCl4。(3)两者均为离子化合物,且电荷数均为1,但后者离子半径大,离子键较弱,因此熔点较低

15、。-45-必备知识自主预诊关键能力考向突破(4)氮氧化铝(AlON)与石英(SiO2)均为原子晶体,所含化学键均为共价键;Al2O3为离子晶体,所含化学键为离子键。(5)将晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合是判断晶体类型的重要依据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高,两者最大的差异是熔融态的导电性不同。原子晶体熔融态不导电,离子晶体熔融态或水溶液中都能导电。原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般原子晶体和分子晶体熔融态都不能导电。另外,易溶于一些有机溶剂往往也是分子晶体的特征之一。-46-必备知识自主预诊关键能力考向突破典型晶体模型导学诱思下列是钠、碘、金

16、刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是(请用相应的编号填写)。BC-47-必备知识自主预诊关键能力考向突破落实基础典型晶体模型61 2-48-必备知识自主预诊关键能力考向突破12-49-必备知识自主预诊关键能力考向突破61286-50-必备知识自主预诊关键能力考向突破126-51-必备知识自主预诊关键能力考向突破12812-52-必备知识自主预诊关键能力考向突破易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)金属钠形成的晶体中,每个钠原子与其距离最近的钠原子有8个()(2)在NaCl晶体中,每个Na+周围与其距离最近的Na+有12个()(3)金属镁形成的

17、晶体中,每个镁原子周围与其距离最近的原子有6个()(4)在CsCl晶体中,每个Cs+周围与其距离最近的Cl-有8个()(5)冰晶体具有空间网状结构,是原子晶体()-53-必备知识自主预诊关键能力考向突破考查角度晶体模型例金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:(1)Ni原子的核外电子排布式为。(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO(填“”)FeO。(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为、。(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为

18、。-54-必备知识自主预诊关键能力考向突破答案 (1)Ar3d84s2(或1s22s22p63s23p63d84s2)(2)(3)66(4)LaNi5-55-必备知识自主预诊关键能力考向突破跟踪训练请填写下列空白。(1)Al单质为面心立方晶胞,晶胞中铝原子的配位数为。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。(3)一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为;该晶体中,原子之间的作用力是。(4).铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:Pb4+处于立方晶胞顶点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为,每个Ba2+与个O2-配位。-56-必备知识自主预诊关键能力考向突破.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中哑铃形的存在,使晶