高考化学一轮复习 第12章 物质结构与性质 第3讲 晶体结构与性质课件

1、第第3 3讲晶体结构与性质讲晶体结构与性质【最新考纲最新考纲】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能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。征解释其物理性质。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、二氧化硅能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。等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。一些物理性质；了解金属晶体常见的堆积方式。4.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、

2、微粒间作用力的区别。的结构微粒、微粒间作用力的区别。5.能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。6.了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。考点一晶体的组成与性质考点一晶体的组成与性质1晶体晶体(1)晶体与非晶体。晶体与非晶体。(2)得到晶体的途径。得到晶体的途径。熔融态物质凝固。熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接气态物质冷却不经液态直接凝固凝固(凝华凝华)。溶质从溶液中析出。溶质从溶液中析出。(3)晶胞。晶胞。概念：描述晶体结构的概念：描述晶体结构的基本单元基本单元。晶体中晶胞的排列晶体中晶胞的排列

3、无隙并置。无隙并置。a无隙：相邻晶胞之间没有无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙任何间隙。b并置：所有晶胞并置：所有晶胞平行平行排列、排列、取向取向相同。相同。(4)晶格能。晶格能。定义：气态离子形成定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：常取正值，单位：kJmol1。影响因素。影响因素。a离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越越大大。b离子的半径：离子的半径越离子的半径：离子的半径越小小，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。晶格能越大，形成的离子晶体越晶格能越大，形成的离子

4、晶体越稳定稳定，且熔点越，且熔点越高高，硬度越硬度越大大。2.四种晶体类型的比较四种晶体类型的比较3.晶体熔沸点的比较晶体熔沸点的比较(1)不同类型晶体熔、沸点的比较。不同类型晶体熔、沸点的比较。不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶原子晶体体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、铂等熔、沸金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。点很高，汞、铯等熔、沸点很低。(2)同种晶体类型熔、沸点的比较。同种晶体类型熔、沸点的比较。原子晶体。原子晶体。如熔点：金刚石如熔点：金刚石碳化硅碳化硅硅。硅。

5、离子晶体。离子晶体。a一般地说，阴、阳离子的电荷数越一般地说，阴、阳离子的电荷数越多多，离子半径越，离子半径越小小，则离子间的作用力就越，则离子间的作用力就越强强，其离子晶体的熔、沸，其离子晶体的熔、沸点就越点就越高高，如熔点：，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。b衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大大，形成的离子晶体越，形成的离子晶体越稳定稳定，熔点越，熔点越高高，硬度越，硬度越大大。分子晶体。分子晶体。a分子间作用力越分子间作用力越大大，物质的熔、沸点越，物质的熔、沸点越高高；具有氢；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地键的分子晶体

6、熔、沸点反常地高高。如。如H2OH2TeH2SeH2S。b组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大大，熔、沸点越熔、沸点越高高，如，如SnH4GeH4SiH4CH4。c组成和结构不相似的物质组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近相对分子质量接近)，分，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如子的极性越大，其熔、沸点越高，如CON2，CH3OHCH3CH3。d同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如如CH3CH2CH2CH2CH3CH3CCH3HCH2CH3CCH3CH3CH3CH3。金属晶体。金属晶体。金属离子半径越小，离

7、子电荷数越多，其金属键越金属离子半径越小，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：强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。【典例典例1】(高考组合题高考组合题)(1)(2015新课标新课标卷卷)CO能与金属能与金属Fe形成形成Fe(CO)5，该化合物熔点为，该化合物熔点为253 K，沸点为沸点为376 K，其固体属于，其固体属于_晶体。晶体。(2)(2015新课标新课标卷卷)O元素和元素和Na元素的氢化物所属元素的氢化物所属的晶体类型分别是的晶体类型分别是_和和_。解析：解析：(1)Fe(CO)5熔点为熔点为253 K，沸点为沸点为376 K，可可知其固体为分子

8、晶体；知其固体为分子晶体；(2)O元素和元素和Na元素的氢化物对应的氢化物分别是元素的氢化物对应的氢化物分别是H2O和和NaH，H2O是分子晶体是分子晶体，而而NaH是离子晶体。是离子晶体。答案：答案：(1)分子分子(2)分子晶体离子晶体分子晶体离子晶体晶体类型判断方法晶体类型判断方法(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。离子晶体的构成微粒是阴、阳离子离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用微粒间的作用是离子键。是离子键。原子晶体的构成微粒是原子原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价微粒间的作用是共价键。键。分子晶体的构成微粒是分子分子晶体

9、的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子微粒间的作用为分子间作用力。间作用力。金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微微粒间的作用是金属键。粒间的作用是金属键。(2)依据物质的分类判断。依据物质的分类判断。金属氧化物金属氧化物(如如K2O、Na2O2等等)、强碱、强碱(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晶体。大多数非金属单质大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物非金属氢化物、非金属氧化物(除除SiO2外外)、几乎所有、几乎所有的酸、绝大多数有机物的酸、绝大多数

10、有机物(除有机盐外除有机盐外)是分子晶体。是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等硼等，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。硅等。金属单质是金属晶体。金属单质是金属晶体。(3)根据各类晶体的特征性质判断：一般来说根据各类晶体的特征性质判断：一般来说，低熔、低熔、沸点的化合物属于分子晶体；熔、沸点较高沸点的化合物属于分子晶体；熔、沸点较高，且在且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为离子晶体；水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为离子晶体；熔、沸点很高熔、沸点很高，不导电不导电，不溶于一般溶剂

11、的物质属不溶于一般溶剂的物质属原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体为金原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体为金属晶体。属晶体。题组一晶体类型的判定题组一晶体类型的判定1下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是型也相同的是()SiO2和和SO3晶体硼和晶体硼和HClCO2和和SO2晶体硅和金刚石晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮晶体氖和晶体氮硫黄和碘硫黄和碘A BC D解析：解析：本题中属于分子晶体的有本题中属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘。属于原子晶、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘。属于原子晶体的有体的

12、有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石。但晶体、晶体硼、晶体硅、金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子构成的氖是由稀有气体分子构成的，稀有气体分子间不稀有气体分子间不存在化学键。存在化学键。答案：答案：C2现有几组物质的熔点现有几组物质的熔点()数据：数据：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晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是作用力是_。(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

13、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( 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组熔点很高组熔点很高，属原子晶体属原子晶体，是由是由原子通过共价键形成的。原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体组为金属晶体，具有具有四条共性。四条共性。(3)HF中含有分子间氢键中含有分子间氢键，故其熔点反常。故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体组属于离子晶体，具有

14、具有两条性质。两条性质。(5)D组属于离子晶体组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。其熔点与晶格能有关。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分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多更多(只要答出只要答出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)r(Cs)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高越小，晶格能越大，熔点就越高【归纳提升归纳提升】晶体组成与结构的晶体组成与结构的4点误区点误区(1)

15、离子晶体中不一定都含有金属元素离子晶体中不一定都含有金属元素，如如NH4Cl是是离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体定是离子晶体，如如AlCl3是分子晶体；含有金属离子是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属如金属晶体中含有金属离子。离子。(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子但含阳离子的晶体中不一定含阴离子的晶体中不一定含阴离子，如金属晶体。如金属晶体。(3)易误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点易误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点高高，

16、其实不一定其实不一定，如如Na的熔点为的熔点为97 ，尿素的，尿素的熔点为熔点为132.7 。(4)石墨属于混合型晶体石墨属于混合型晶体，不是原子晶体不是原子晶体，其晶其晶体含有范德华力和共价键体含有范德华力和共价键，熔点比金刚石高。熔点比金刚石高。题组二晶体熔沸点高低的比较题组二晶体熔沸点高低的比较3有有A、B、C三种晶体，分别由三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表：进行实验，结果如表：(1)晶体的化学式分别为晶体的化学式分别为A_，B_，C_。(2)晶体中微粒间的作用分别为晶体中微粒间的作用分别

17、为A_，B_，C_。解析：解析：由由A在水溶液中在水溶液中(或熔融状态或熔融状态)导电导电，可知可知A为为离子晶体离子晶体，即为即为NaCl，其中含离子键；其中含离子键；B的硬度很的硬度很大大，不溶于水不溶于水，又不导电又不导电，则知则知B为原子晶体为原子晶体，即即为金刚石为金刚石，其中含共价键；其中含共价键；C的熔点很低的熔点很低，可知可知C为分子晶体为分子晶体，即为即为HCl，是靠分子间作用力形成的是靠分子间作用力形成的晶体。晶体。答案：答案：(1)NaClCHCl(2)离子键共价键分子间作用力离子键共价键分子间作用力解析：解析：(1)r(Mg2)BaO，熔点熔点MgOBaO。(2)两种物

18、质都形成离子晶体两种物质都形成离子晶体，而离子晶体的熔点受而离子晶体的熔点受离子键强弱的影响离子键强弱的影响，离子键的强弱与离子半径、离，离子键的强弱与离子半径、离子所带的电荷多少有关。两种化合物中，阴、阳离子所带的电荷多少有关。两种化合物中，阴、阳离子所带电荷数均为子所带电荷数均为1，但后者的离子半径大但后者的离子半径大，离子键离子键较弱较弱，因此前者的熔点高于后者。因此前者的熔点高于后者。答案：答案：(1)高高(2)两者均为离子化合物，且阴、阳离子的电两者均为离子化合物，且阴、阳离子的电荷数均为荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低因

19、此其熔点较低【归纳提升归纳提升】熔沸点的比较方法熔沸点的比较方法(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律为：原不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律为：原子晶体子晶体离子晶体离子晶体金属晶体金属晶体分子晶体。分子晶体。(2)同种类型晶体同种类型晶体，晶体内粒子间的作用力越大晶体内粒子间的作用力越大，熔、，熔、沸点越高。沸点越高。离子晶体：一般地说离子晶体：一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子晶格能越大，其离子晶体的离子半径越小，离子晶格能越大，其离子晶体的熔、熔、沸点就越高沸点就越高，如熔点：如熔点：MgOMgCl2，NaClCsCl。原子晶体：原子半径

20、越小、键长越短、键能越大原子晶体：原子半径越小、键长越短、键能越大，晶体的熔、沸点越高晶体的熔、沸点越高，如熔点：金刚石如熔点：金刚石碳化硅碳化硅晶晶体硅。体硅。分子晶体。分子晶体。.分子间作用力越大分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有物质的熔、沸点越高；具有氢 键 的 分 子 晶 体氢 键 的 分 子 晶 体 ， 熔 、 沸 点 反 常 的 高 。 如熔 、 沸 点 反 常 的 高 。 如H2OH2TeH2SeH2S。.组成和结构相似的分子晶体组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大相对分子质量越大，熔、沸点越高，如熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。.组成和结构不相似的物质组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近相对分子质量接近)，分子的极性越大分子的极性越大，其熔、沸点越高其熔、沸点越高，如如CON2，CH3OHCH3CH3。.同分异构体同分异构体，支链越多支链越多，熔、沸点越低。熔、沸点越低。(4)金属晶体：一般来说金属晶体：一般来说，金属阳离子半径越小金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多离子所带电荷数越多，其金属键越强其金属键越强，金属熔、金属熔、沸点就越高沸点就越高，如熔、沸点：如熔、沸点：NaMg”“”或或“”)图甲图甲中中1号号C与相邻