2019版高考化学一轮复习：第十一单元 第3节 晶体结构与性质ppt课件

1、第3节晶体构造与性质1了解原子晶体的特征，能描画金刚石、二氧化硅等原子晶体的构造与性质的关系。2了解晶体的类型，了解不同类型晶体中构造微粒、微粒间作用力的区别。3了解离子键的构成，能根据离子化合物的构造特征解释其物理性质。4了解金属键的含义，能用金属键实际解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。5了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进展相关的计算。回归教材一、晶体和晶胞1晶体与非晶体物质晶体非晶体结构特征结构微粒在三维空间里呈周期性_序排列结构微粒_序排列性质特征自范性_熔点_异同表现各向异性无各向异性区别方法熔点法有固定熔点无固定熔

2、点X-射线对固体进行 X-射线衍射实验有有无固定无不固定无隙并置2.晶胞(1)晶胞：描画晶体构造的根本单元。(2)晶体与晶胞的关系：整个晶体可以看作由数量宏大的晶胞“_而成，晶胞是晶体构造中的根本反复单元，晶胞的构造可以反映晶体的构造。(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，那么该粒子有_属于这个晶胞。1n3晶格能kJmol1大小(1)定义：气态离子构成 1 mol 离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：_。(2)影响要素：稳定高大离子所带电荷数：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，构成的离子晶体越

3、_，且熔点越_，硬度越_。二、常见晶体类型1四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子_金属阳离子、自由电子_粒子间的相互作用力_硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高分子原子阴、阳离子分子间作用力共价键金属键离子键晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融状态下导电物质类别及实例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(

4、如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)续表2.晶体熔、沸点的比较原子晶体离子晶体(1)不同类型晶体熔、沸点的比较：不同类型晶体的熔、沸点高低的普通规律：_。分子晶体小短大金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。强高(2)同种晶体类型熔、沸点的比较：原子晶体：(比较共价键)原子半径越_键长越_键能越_共价键越_熔、沸点越_。如熔点：金刚石_碳化硅_晶体硅。多小大高离子晶体：(比较离子键强弱或晶格能大小)普通来说，

5、阴、阳离子的电荷数越_，离子半径越_，那么离子间的作用力就越_，其离子晶体的熔、沸点就越_，如熔点：MgO_MgCl2_NaCl_CsCl；衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越_，构成的离子晶体越_，熔点越_，硬度越_。大稳定高大分子晶体：(比较分子间作用力)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 H2O_H2Te_H2Se_H2S；组成和构造类似的分子晶体，相对分子质量越_，熔、沸点越_，如 SnH4_GeH4_SiH4_CH4；组成和构造不类似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如 CON2，CH3OHCH3CH3；同分

6、异构体，支链越多，熔、沸点越低。如大高高大高CH3CH2CH2CH2CH3。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：NaMgHBrHClC金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅DNaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低解析：A 项、B 项中分子晶体熔、沸点高低与分子间的作用力有关，含有氢键时会出现反常景象，与分子内共价键无关。D 项离子晶体内存在的是离子键。答案：C3现有四种晶体，其离子陈列方式如下图，其中化学式正确的选项是()。A.AB2C.XY3ZB.EF2D.AB3答案：C4下面有关晶体的表达中，不正确的选项是(C氯化铯晶体中，每

7、个 Cs 周围紧邻 8 个 Cl)。A金刚石网状构造中，由共价键构成的碳原子环中，最小的环上有 6 个碳原子B氯化钠晶体中，每个 Na周围间隔相等且紧邻的 Na共有 6 个D干冰晶体中，每个 CO2 分子周围紧邻 12 个 CO2 分子解析：氯化钠晶体中每个 Na周围间隔相等且紧邻的 Na共有 12 个，B 项错误。答案：B. . .5以下图为碘晶体晶胞构造。有关说法中正确的选项是( )。A碘分子的陈列有 2 种不同的取向，2 种取向不同的碘分子以 4 配位数交替配位构成层构造B用均摊法可知平均每个晶胞中有 4 个碘原子C碘晶体为无限延伸的空间构造，是原子晶体D碘晶体中的碘原子间存在非极性键和

8、范德华力解析：在立方体的顶面上，有 5 个 I2,4 个方向一样，结合其他面思索可知 A 选项正确；每个晶胞中有 4 个碘分子，B 选项错误；碘晶体是分子晶体，C 选项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子与分子之间，D 选项错误。答案：A考点一考向1晶体和晶胞晶胞中粒子个数的计算典例1元素 X 的某价态离子 Xn中一切电子正好充溢 K、L、M 三个电子层，它与 N3构成的晶体构造如下图。(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为_。(2)该晶体中 Xn中 n_。(3)X 元素的原子序数是_。(4)晶体中每个 N3被_个等间隔的 Xn包围。答案：(1)3 1(2)1(3)29(4)6方

9、法技巧晶胞组成的计算规律。(1)(2)非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用均摊法，其关键依然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。例如，石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点 1 个碳原子对六边【拓展演练】1(1)Zn 与 S 所构成化合物晶体的晶胞如以下图所示。在 1 个晶胞中，Zn 离子的数目为_。该化合物的化学式为_。(2)(2021 年江苏卷)某 FexNy 的晶胞如图 1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe，构成 Cu 替代型产物Fe(xn) CunNy。FexNy 转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如图2 所示，其中更稳定的 Cu 替代型产

10、物的化学式为_。图 1FexNy 晶胞构造表示图图 2转化过程的能量变化(3)以下图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，那么甲晶体中 x 与 y的个数比是_，乙中 a 与 b 的个数比是_，丙中一个晶胞中有_个 c 离子和_个 d 离子。甲乙丙答案：(1)4 ZnS(2)Fe3CuN (3)2 11 144考向2晶体密度与微粒间隔间的关系计算典例2用晶体的 X 射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为 361 pm。又知铜的密度为 9.00 gcm3，那么铜晶胞的体积是_cm3，晶胞的质量是_g，阿伏加德罗常数为_列式计算，知 Ar(Cu)63.6。

11、方法技巧晶体微粒与M(摩尔质量，gmol1)、(晶体密度，gcm3)之间的关系。假设 1 个晶胞中含有 x 个微粒，那么 1 mol 晶胞中含有 x mol微粒，其质量为xM g；又1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积，单位为 cm3)，那么1 mol 晶胞的质量为a3NA g，因此有 xMa3NA。【拓展演练】2(1)Na 和 O 可以构成化合物 F，其晶胞构造如下图，晶胞参数 a0.566 nm，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(gcm3)：_。也属于NaCl型构造，晶胞参数为a0.448nm，那么r(Mn2+)(2)(2021 年新课标卷)M

12、gO 具有 NaCl 型构造(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a0.420 nm，那么r(O2)为_nm。MnO为_nm。(3)(2021 年新课标卷)KIO3 晶体是一种性能良好的非线性光学资料，具有钙钛矿型的立方构造，边长为 a0.446 nm，晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如下图，K与 O 间的最短距 离 为 _nm ， 与 K 紧 邻 的 O 个 数 为_。考点二考向1晶体类型的构造和性质晶体类型的判别典例3有 A、B、C 三种晶体，分别由 H、C、Na、Cl 四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进展实验，结果如

13、下表：晶体熔点/硬度水溶性导电性水溶液与Ag反应A811较大易溶水溶液或熔融导电白色沉淀B3500很大不溶不导电不反应C114.2很小易溶液态不导电白色沉淀(1) 晶 体 的 化 学 式 分 别 为 A_ 、 B_ 、C_。(2) 晶 体 的 类 型 分 别 是 A_ 、 B_ 、C_。(3)晶体中微粒间作用力分别是 A_、B_、C_。解析：根据 A、B、C 所述晶体的性质可知，A 为离子晶体，只能为 NaCl，微粒间的作用力为离子键；B 应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C 应为分子晶体，且易溶，只能为 HCl，微粒间的作用力为范德华力。答案：(1)NaCl CHCl(2)

14、离子晶体原子晶体分子晶体(3)离子键共价键范德华力方法技巧晶体类型的判别方法。(1)根据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判别：离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用力是离子键；原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用力为范德华力或氢键；金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自在电子，微粒间的作用力是金属键。(2)根据物质的类别判别：金属氧化物(如 K2O、Na2O2 等)、强碱(NaOH、KOH 等)和绝大多数盐类是离子晶体；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除 SiO2 外)、几乎一切的酸、绝大多数有机物(

15、除有机盐外)是分子晶体；常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等；金属单质、合金是金属晶体。(3)根据晶体的熔点判别：离子晶体的熔点较高；原子晶体熔点高；分子晶体熔点低；金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。(4)根据导电性判别：离子晶体溶于水及熔融形状时能导电；原子晶体普通为非导体；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂构成自在挪动的离子，也能导电；金属晶体是电的良导体。(5)根据硬度和机械性能判别：离子晶体硬度较大或硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也

16、有较低的，且具有延展性。考向2常见的晶体构造典例4C 和 Si 元素在化学中占有极其重要的位置。(1)写出 Si 的基态原子核外电子排布式：_。从电负性角度分析，C、Si 和 O 元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为_。(2)SiC 的晶体构造与晶体硅的类似，其中 C 原子的杂化方式为_，微粒间存在的作用力是_。SiC 晶体和晶体 Si 的熔沸点高低顺序是_。(3)氧化物 MO 的电子总数与 SiC 的相等，那么 M 为_(填元素符号)。MO 是优良的耐高温资料，其晶体构造与 NaCl晶体类似。MO 的熔点比 CaO 的高，其缘由是_ 。 Na 、 M 、 Ca 三 种晶体共同的物 理 性 质

17、是_(填序号)。有金属光泽；导电性；导热性；延展性。(4)C、Si 为同一主族的元素，CO2 和 SiO2 的化学式类似，但构造和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间构成键和键，SiO2 中 Si 与O原子间不构成上述键。从原子半径大小的角度分析，为何 C、O原子间能构成上述键，而 Si、O 原子间不能构成上述键：_，SiO2 属于_ 晶体，CO2 属于_ 晶体，所以熔点CO2_(填“或“)SiO2。(5)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MO、CO2、M 六种晶体的构成微粒分别是_，熔化时抑制的微粒间的作用力分别是_。解析：(2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体构造，所以杂化方式

18、是sp3，由于SiC的键长小于SiSi，所以熔点：碳化硅晶体硅。(3)SiC电子总数是20，那么该氧化物为MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数一样，Mg2半径比Ca2小，MgO晶格能大，熔点高。Na、Mg、Ca三种晶体均为金属晶体，金属晶体都有金属光泽，都能导电、导热，都具有一定的延展性。(5)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，构成微粒为原子，熔化时破坏共价键；Mg为金属晶体，由金属阳离子和自在电子构成，熔化时抑制金属键；CO2为分子晶体，由分子构成，CO2分子间以分子间作用力结合；MgO为离子晶体，由Mg2和O2构成，熔化时破坏离子键。答

19、案：(1)1s22s22p63s23p2 OCSi(2)sp3共价键SiCSi(3)Mg Mg2半径比 Ca2小，MgO 晶格能大 (4)Si 的原子半径较大，Si、O 原子间间隔较大，pp 轨道肩并肩重叠程度较小，不能构成上述稳定的键原子分子(5)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、由电子金属键考向3晶体熔、沸点高低的比较典例5(1)分析以下物质的物理性质，判别其晶体类型：碳化铝，黄色晶体，熔点2200 ，熔融态不导电_；溴化铝，无色晶体，熔点 98 ，熔融态不导电_；五氟化钒，无色晶体，熔点 19.5 ，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中_；

20、溴化钾，无色晶体，熔融或溶于水中都能导电_。(2)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实践含有的铁原子个数之比为_。解析：(1)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别晶体类型的重要根据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差别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那么主要在于熔、沸点有很大差别。普通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。(2)面心立方晶胞中分子晶体分子晶体离子晶体答案：(1)原子晶体(2)2 1【拓展演练】3(2021 年新课标卷)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、资料等领域运用广泛。回答以下问题：(1)基态 Ge 原子的核外电子排布式为Ar_，有_个未成对电