【创新设计】（重庆专用）2014高考化学一轮复习 （考基梳理 助学提升）第12章 第2讲《晶体结构与物质性质》课件

1、1了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子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。晶体的结构与性质的关系。2了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒，以及微粒间作用力的区别。微粒，以及微粒间作用力的区别。第二讲晶体结构与物质性质第二讲晶体结构与物质性质1晶体的组成、结构以及晶体类型的判断。晶体的组成、结构以及晶体类型的判断。2同种和不同种晶体类型性质的比较。同种和不同种晶体类型性质的比较。 一、晶体常识一、晶体常识1晶体与非晶体晶体与非晶体晶体晶体非晶体非晶体结构特征结构特征结构微粒结构微粒_排

2、列排列结构微粒结构微粒 排列排列性质性质特征特征自范性自范性 熔点熔点 异同表现异同表现 两者两者区别区别方法方法间接方法间接方法看是否有固定的看是否有固定的_科学方法科学方法对固体进行对固体进行 实验实验周期性有序周期性有序无序无序有有无无固定固定不固定不固定各向异性各向异性各向同性各向同性熔点熔点X射线衍射射线衍射2.晶胞晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。概念：描述晶体结构的基本单元。(2)晶胞的排列特征晶胞的排列特征无隙：相邻晶胞之间没有无隙：相邻晶胞之间没有 。并置：所有晶胞都是并置：所有晶胞都是 排列的，排列的， 相同。相同。任何间隙任何间隙平行平行取向取向3晶格能晶格能(1)

3、定义：气态离子形成定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：取正值，单位： 。(2)影响因素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：离子的半径越离子的半径：离子的半径越 ，晶格能越大。，晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越晶格能越大，形成的离子晶体越 ，且熔点越，且熔点越 ，硬，硬度越度越 。kJmol1大大小小稳定稳定高高大大 固体物质都是晶体吗？玻璃属于晶体吗？固体物质都是晶体吗？玻璃属于晶体吗？提示提示不是。固体物质可分

4、为晶体与非晶体。玻璃属于一不是。固体物质可分为晶体与非晶体。玻璃属于一种特殊的固体叫做玻璃态物质。种特殊的固体叫做玻璃态物质。二、四种晶体的比较二、四种晶体的比较类型类型比较比较分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体构成粒构成粒子子 粒子间粒子间的相互的相互作用力作用力 硬度硬度较小较小很大很大有的很大，有的很大，有的很小有的很小较大较大熔、沸熔、沸点点较低较低很高很高有的很高，有的很高，有的很低有的很低较高较高溶解性溶解性相似相溶相似相溶难溶于任何难溶于任何溶剂溶剂难溶于常见难溶于常见溶剂溶剂大多易溶于大多易溶于水等极性溶水等极性溶剂剂分子分子原子原子金属阳离子、金

5、属阳离子、自由电子自由电子阴、阳离子阴、阳离子分子间作用力分子间作用力共价键共价键金属键金属键离子键离子键类型类型比较比较分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体导电、传导电、传热性热性一般不导电，一般不导电，溶于水后有的溶于水后有的导电导电一般不具有一般不具有导电性，个导电性，个别为半导体别为半导体电和热的良电和热的良导体导体晶体不导晶体不导电，在电，在 _态下导电态下导电物质类别物质类别及举例及举例 _、 、 、 _氧化氧化物物(SiO2除外除外)、绝大多数绝大多数 _(有机有机盐除外盐除外)部分非金属部分非金属单质单质(如金刚如金刚石、硅、晶石、硅、晶体硼体硼)，

6、部分，部分非金属化合非金属化合物物(如如SiC、SiO2)金属单质与金属单质与合金合金(如如Na、Al、Fe、青、青铜铜)金属氧化物金属氧化物(如如K2O、Na2O)、强碱、强碱(如如KOH、NaOH)、绝、绝大部分盐大部分盐(如如NaCl)大多数非金属大多数非金属单质单质气态氢化物气态氢化物酸酸非金属非金属有机物有机物水溶液中或熔水溶液中或熔融融 CO2和和SiO2在物理性质上有较大差异，而在物理性质上有较大差异，而在化学性质上却有较多相似，你知道原因吗？在化学性质上却有较多相似，你知道原因吗？ 提示提示决定二者物理性质的因素：晶体类型及结构微粒间决定二者物理性质的因素：晶体类型及结构微粒间

7、的作用力，的作用力，CO2是分子晶体，其微弱的分子间作用力是其是分子晶体，其微弱的分子间作用力是其决定因素，决定因素，SiO2是原子晶体，其牢固的化学键是其决定因是原子晶体，其牢固的化学键是其决定因素。二者的化学性质均由其内部的化学键决定，而素。二者的化学性质均由其内部的化学键决定，而CO与与SiO键都是极性键。键都是极性键。三条途径三条途径 获得晶体的三条途径获得晶体的三条途径 (1)熔融态物质凝固。熔融态物质凝固。 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华凝华)。 (3)溶质从溶液中析出。溶质从溶液中析出。两个概念两个概念晶体和晶胞晶体和晶胞晶体是宏观物质，晶胞

8、是微观结构；晶胞的空间构型不一晶体是宏观物质，晶胞是微观结构；晶胞的空间构型不一定等同于晶体的几何外形。定等同于晶体的几何外形。两种关系两种关系1在金属晶体中，由于具有自由电子使金属具有良好导电在金属晶体中，由于具有自由电子使金属具有良好导电性和导热性；由于金属键无方向性和饱和性使金属具有良性和导热性；由于金属键无方向性和饱和性使金属具有良好的延展性。好的延展性。2由于离子晶体中具有阴阳离子，因而熔融状态或其水溶由于离子晶体中具有阴阳离子，因而熔融状态或其水溶液具有导电性液具有导电性。一条规则一条规则晶格能与岩浆晶出规则晶格能与岩浆晶出规则 一般地，晶格能高的矿物先晶出，晶格能小的矿物后一般地

9、，晶格能高的矿物先晶出，晶格能小的矿物后晶出，即晶格能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出。晶出，即晶格能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出。我的警示我的警示1具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃；具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃；2原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1 710 ，MgO的熔点为的熔点为2 852 。3金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔的熔点为点为97 ，尿素的熔点为，尿素的熔点为132.7 。问题征解问题征解 为什么石墨的熔沸点很高，而且质软易滑？为什

10、么石墨的熔沸点很高，而且质软易滑？ 提示提示石墨的晶体结构如图：石墨的晶体结构如图：同一层的碳原子间以较同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔沸点很高。强的共价键结合，使石墨的熔沸点很高。层与层间分子间层与层间分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。必考点必考点88 晶体类型的判断方法晶体类型的判断方法1依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子晶体的构成微粒是

11、阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。作用力。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。间的作用是金属键。2依据物质的分类判断依据物质的分类判断(1)金属氧化物金属氧化物(如如K2O等等)、强碱、强碱(NaOH、KOH等等)和绝大和绝大多数的盐类是离子晶体。多数的盐类是离子晶体。(2)大多数非金属单质大多数非金属

12、单质(除金刚石、石墨、晶体硅等除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金、非金属氢化物、非金属氧化物属氢化物、非金属氧化物(除除SiO2外外)、几乎所有的酸、绝、几乎所有的酸、绝大多数有机物大多数有机物(除有机盐外除有机盐外)是分子晶体。是分子晶体。(3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)金属单质是金属晶体。金属单质是金属晶体。3依据晶体的熔点判断依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以

13、上。(2)原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。(3)分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4依据导电性判断依据导电性判断(1)离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。原子晶体一般为非导体。(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸主要是酸和强极性非金属氢化物和强极性非金属氢化物)溶于水，使

14、分子内的化学键断裂溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。形成自由移动的离子，也能导电。(4)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且脆。离子晶体硬度较大且脆。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。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。【典例【典例1】(2013重庆名校联考重庆名校联考)现有几组物质的熔点现有几组物质的熔点( )数据：数据：A组组B组组C组组D组组金刚石：金刚石：3 550 Li：181 HF：83

15、 NaCl：801 硅晶体：硅晶体：1 410 Na：98 HCl：115 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 据此回答下列问题：据此回答下列问题：(1)A组属于组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是是_。(2)B组晶体共同的物理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

16、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熔融状态能导电导电( 5 ) D 组 晶 体 的 熔 点 由 高 到 低 的 顺 序 为组 晶 体 的 熔 点 由 高 到 低 的 顺 序 为NaClKClRbClCsCl，其原因为，其原因为_。解析解析(1)根据根据A组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共价键形成的；价键形成的；(2)B组为金属晶体，具有组为金属晶体，具有四条共性；四条共性；(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常；中含有分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子组属于离子晶体，具有晶体，具有两条性

17、质；两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。晶格能有关。答案答案(1)原子共价键原子共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只只要答出要答出HF分子间能形成氢键即可分子间能形成氢键即可)(4)(5)D组晶体都为离子晶体，组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)离子晶体离子晶体分子晶体。分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸点很低，金属晶体一般不参与比较。汞、镓、铯等沸点很低，金属晶体一般不参与

18、比较。2原子晶体原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能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。如熔点：金刚石大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅碳化硅硅。硅。3离子晶体离子晶体一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。4分子晶体分子晶体(1)分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键

19、的 分 子 晶 体 ， 熔 、 沸 点 反 常 地 高 。 如的 分 子 晶 体 ， 熔 、 沸 点 反 常 地 高 。 如H2OH2TeH2SeH2S。(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔 、 沸 点 越 高 ， 如熔 、 沸 点 越 高 ， 如 S n H4 G e H4 S i H4 C H4，F2Cl2Br2 N2，CH3OHCH3CH3。5金属晶体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：属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgNa

20、KRbCs。【典例【典例2】(2012铜梁期末铜梁期末)根据下表给出的几种物质的熔点、沸点根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据，判断下列有关说法中错误的是数据，判断下列有关说法中错误的是()。A. SiCl4是分子晶体是分子晶体B单质单质B可能是原子晶体可能是原子晶体CAlCl3加热能升华加热能升华DNaCl的键的强度比的键的强度比KCl的小的小晶体晶体NaClKClAlCl3SiCl4单质单质B熔点熔点/ 810776190682 300沸点沸点/ 1 4651 418180572 500解析解析由表中所给熔、沸点数据可知，由表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4应为分子晶体，应为分子晶体，

21、A项正确；单质项正确；单质B可能为原子晶体，可能为原子晶体，B项正确；项正确；AlCl3的沸点的沸点低于熔点，它可升华，低于熔点，它可升华，C项也正确；项也正确；NaCl的熔、沸点高于的熔、沸点高于KCl的，表明的，表明Na与与Cl键断裂较键断裂较K与与Cl键断裂难，即键断裂难，即NaCl的键的强度大于的键的强度大于KCl的，的，D项错误。项错误。答案答案D( (1) )常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体( (Hg除外除外) )。 ( (2) )石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共

22、价键的键长为长为1.421010 m，比金刚石中碳碳共价键的键长，比金刚石中碳碳共价键的键长( (键长为键长为1.541010 m) )短，所以熔、沸点高于金刚石。短，所以熔、沸点高于金刚石。( (3) )AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低沸点低( (熔点熔点190 ) )。 ( (4) )合金的硬度比成分金属大，但熔、沸点比成分金属低。合金的硬度比成分金属大，但熔、沸点比成分金属低。 【应用【应用2】下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是 ()。A金刚石金刚石晶体硅晶体硅二氧化硅二氧化

23、硅碳化硅碳化硅BCI4CBr4CCl4CH4CMgOH2OO2Br2D金刚石金刚石生铁生铁纯铁纯铁钠钠解析解析对于对于A选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅离子晶体离子晶体分子晶体，分子晶体，MgO(H2O、O2、Br2)，H2O(Br2、O2)，Br2O2，错误；，错误；D选项，生铁选项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。 答案答案BHold住考向住考向名师揭秘名师揭秘 本讲是高考重点考查的内容，要求熟悉常见晶体结构与本讲是高考重点考查的内容，要求

24、熟悉常见晶体结构与性质的关系，具备从宏观和微观两个方面理解应用晶体知识性质的关系，具备从宏观和微观两个方面理解应用晶体知识的能力，的能力，2014高考会以新颖的命题情境，考查晶体基本知识高考会以新颖的命题情境，考查晶体基本知识的应用。的应用。考向考向1晶体的类型与性质晶体的类型与性质5年年5考考1(2010重庆理综，重庆理综，26)用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。理石、水泥、硅铁等配制而成。(1)Al的原子结构示意图为的原子结构示意图为_；Al：与：与NaOH溶液反应的溶液反应的离子方程式为离子方程式为_。(2)30Si原子的中子

25、数为原子的中子数为_；SiO2的晶体类型为的晶体类型为_。(3)Al3与与Yn的电子数相同，的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是_。晶体的类型与性质晶体的类型与性质(4)焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是体，该气体是_。(5)经处理后的熔渣经处理后的熔渣36.0 g(仅含仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2)，加入足量稀，加入足量稀盐酸，分离得到盐酸，分离得到11.0 g固体；滤液中加入过量固体；滤液中

26、加入过量NaOH溶液，分离得溶液，分离得到到21.4 g固体；则此熔渣中固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为的质量分数为_。 2(2012上海，四上海，四)2009年年自然自然杂志报道了我国科学家杂志报道了我国科学家通过测量通过测量SiO2中中26Al和和10Be两种元素的比例确定两种元素的比例确定“北京北京人人”年龄的研究结果，这种测量方法叫年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法铝铍测年法”。完成下列填空：完成下列填空：(1)10Be和和9Be_。a是同一种原子是同一种原子 b具有相同的中子数具有相同的中子数c具有相同的化学性质具有相同的化学性质 d具有恒定的丰度具有恒定的丰度Be所在

27、的周期中，最外层有所在的周期中，最外层有2个未成对电子的元素相互组个未成对电子的元素相互组成的化合物属于成的化合物属于_晶体。晶体。(2)Al和和Be具有相似的化学性质，写出具有相似的化学性质，写出BeCl2水解反应的水解反应的化学方程式化学方程式_。(3)研究表明研究表明26Al可以衰变为可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是金属性强弱的方法是_。a比较这两种元素的单质的硬度和熔点比较这两种元素的单质的硬度和熔点b在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化 钠溶液钠溶液c将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并

28、滴入酚将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚 酞溶液酞溶液d将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水 作用作用(4)目前还有一种测量方法叫目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法钾氩测年法”。写出和。写出和Ar核核外 电 子 排 布 相 同 的 阴 离 子 的 半 径 由 大 到 小 的 顺 序外 电 子 排 布 相 同 的 阴 离 子 的 半 径 由 大 到 小 的 顺 序_(用化学符号表示用化学符号表示)；其中一种离子与钾相邻元素的；其中一种离子与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用做干燥剂，此化合物的电子式是离子所形成的化合物可用做干燥剂，此

29、化合物的电子式是_。(3)比较两种元素金属性强弱有如下方法：比较两种元素金属性强弱有如下方法：比较两种元素最比较两种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱，碱性越强，对应的元高价氧化物对应的水化物的碱性强弱，碱性越强，对应的元素的金属性越强；素的金属性越强；比较两种金属单质与比较两种金属单质与H2O或酸反应的剧或酸反应的剧烈程度，反应越剧烈，其金属性越强。故烈程度，反应越剧烈，其金属性越强。故a错误，错误，c正确。正确。b项，项，Al3与与NaOH反应生成的沉淀又能溶于反应生成的沉淀又能溶于NaOH溶液，知溶液，知Al为两性金属，为两性金属，Mg2与与NaOH反应生成的沉淀不溶于反应生成的沉淀

30、不溶于NaOH溶液，推出溶液，推出Mg的金属性强于的金属性强于Al，故，故b正确。正确。d项，因两种单项，因两种单质久置于空气中已形成氧化物，所以和热水反应的现象不能质久置于空气中已形成氧化物，所以和热水反应的现象不能用于比较两元素的金属性的强弱，故用于比较两元素的金属性的强弱，故d错误。错误。(4)比较核外电比较核外电子排布相同的离子半径大小的方法：核电荷数越大，半径越子排布相同的离子半径大小的方法：核电荷数越大，半径越小。小。3(2012全国，全国，27)原子序数依次增大的短周期元素原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和和e中，中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；的最外层电子数为其周期数的二倍；b和和d的的A2B型氢化物均为型氢化物均为V形分子，形分子，c的的1价离子比价离子比e的的1价离价离子少子少8个电子。个电子。回答下列问题：回答下列问题：(1)元素元素a为为_，c为为