第3讲 晶体结构与性质

第3讲晶体结构与性质重难点：四大晶体的结构和性质。【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。3.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。4.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的构成微粒、微粒间作用力的区别。知识梳理·题型构建晶体结构与性质

考点二四种晶体性质比较考点一晶体常识考点三几种常见的晶体模型知识梳理·题型构建考点一I晶体常识1．晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X­射线衍射实验(2)。2.得到晶体的途径(1)。(3)。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)熔融态物质凝固溶质从溶液中析出知识梳理·题型构建晶格能越大,形成的离子晶体越

,且熔点越

,硬度越

。3．晶胞(1)概念描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置相邻晶胞之间没有

。①无隙：所有晶胞

排列、

相同。②并置：4．晶格能(1)定义气态离子形成1摩离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:

。(2)影响因素离子所带电荷数越多，晶格能越

。①离子所带电荷数：离子的半径越

，晶格能越大。②离子的半径：(3)与离子晶体性质的关系任何间隙平行取向kJ·mol－1大小稳定高大知识梳理·题型构建2．(1)立方晶胞中，顶点、棱边、面心依次被多少个晶胞共用？(2)六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被多少个晶胞共用？×××√答案立方晶胞中，顶点、棱边、面心依次被8、4、2个晶胞共用。答案六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共用。深度思考深度思考【递进题组】题组一题组二知识梳理·题型构建1234知识梳理·题型构建题组一晶胞中原子个数的计算42∶11∶1

4题组一题组二1234知识梳理·题型构建MN2MNMN3题组一题组二1234题组一晶胞中原子个数的计算知识梳理·题型构建题组二晶体的密度及微粒间距离的计算XY2或Y2X4题组一题组二1234知识梳理·题型构建0.083g·cm－3s[Ar]3d104s1

5题组一题组二1234题组二晶体的密度及微粒间距离的计算知识梳理·题型构建晶胞计算的思维方法(1)晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。解决这类题，一是要掌握晶体“均摊法”的原理，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。(2)“均摊法”原理特别提醒

在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。知识梳理·题型构建若1个晶胞中含有x个微粒，则1mol晶胞中含有xmol微粒，其质量为xMg(M为微粒的相对“分子”质量)；又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积)，则1mol晶胞的质量为ρa3NAg，因此有xM＝ρa3NA。(3)晶体微粒与M、ρ之间的关系知识梳理·题型构建考点二I四种晶体性质比较知识梳理·题型构建考点二I四种晶体性质比较知识梳理·题型构建深度思考深度思考2．CO2和SiO2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？答案决定二者物理性质的因素：晶体类型及结构、微粒间的作用力，CO2是分子晶体，其微弱的分子间作用力是其决定因素，SiO2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C—O与Si—O键都是极性键。√×××特别提醒知识梳理·题型构建(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97℃，尿素的熔点为132.7℃。(1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1710℃，MgO的熔点为2852℃。3．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。(1)其中只含有离子键的离子晶体是_______________________________；(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_______________；(3)其中既含有离子键，又含有极性共价键和配位键的离子晶体是__________；(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是__________；(5)其中含有极性共价键的非极性分子是________________________；(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是________；(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_____________________。(8)其中含有极性共价键的原子晶体是___________________________________。SiO2、SiCNaCl、Na2S

NaOH、(NH4)2S

(NH4)2SNa2S2CO2、CCl4、C2H2C2H2H2O2

知识梳理·题型构建【递进题组】题组一12题组二3456知识梳理·题型构建题组一晶体类型的判断AHAEHABGDEFF题组一12题组二3456知识梳理·题型构建D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，半径越小，晶格能越大，熔点就越高原子共价键①②③④HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)②④题组一12题组二3456题组一晶体类型的判断知识梳理·题型构建题组一12题组二3456题组一晶体类型的判断知识梳理·题型构建范德华力NaClCHCl离子晶体原子晶体分子晶体离子键共价键题组一12题组二3456题组一晶体类型的判断知识梳理·题型构建题组一12题组二3456题组一晶体类型的判断知识梳理·题型构建晶体类型的5种判断方法1．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键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)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。(4)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。2．依据物质的分类判断(1)金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。(2)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)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。知识梳理·题型构建(3)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。(4)金属单质是金属晶体。(3)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形成自由移动的离子，也能导电。3．依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高。(2)原子晶体熔点高。(3)分子晶体熔点低。(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4．依据导电性判断(1)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。(4)金属晶体是电的良导体。知识梳理·题型构建金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。5．依据硬度和机械性能判断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。注意(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长为1.42×10－10m,比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10－10m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(1)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)。(4)合金的硬度比成分金属大，熔、沸点比成分金属低。(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素,但属于分子晶体,熔、沸点低(熔点190℃)。知识梳理·题型构建题组二晶体熔、沸点的比较C题组一12题组二3456知识梳理·题型构建B题组一12题组二3456题组二晶体熔、沸点的比较知识梳理·题型构建D题组一12题组二3456题组二晶体熔、沸点的比较知识梳理·题型构建分类比较晶体的熔、沸点知识梳理·题型构建知识梳理·题型构建特别提醒知识梳理·题型构建考点三I几种常见的晶体模型1．原子晶体(金刚石和二氧化硅)(1)金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，C—C键之间的夹角是109°28′，最小的环是六元环。含有1molC的金刚石中，形成的共价键有2mol。(2)SiO2晶体中，每个Si原子与4个O成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子。知识梳理·题型构建2．分子晶体(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol“氢键”。考点三I几种常见的晶体模型知识梳理·题型构建3．离子晶体(1)NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6

个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4

个Na＋和4

个Cl－。(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为

8。知识梳理·题型构建4．石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。5．常见金属晶体的原子堆积模型知识梳理·题型构建特别提醒知识梳理·题型构建深度思考深度思考1．在晶体模型中，金刚石中的“棍”和干冰中的“棍”表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？答案不一样，金刚石中表示的是C—C共价键，而干冰中的“棍”表示分子间作用力，分子晶体中多数含有化学键(如CO2中的C==O键),少数则无(如稀有气体形成的晶体)。2．下列排列方式中，A.ABCABCABC

B．ABABABABAB

C．ABBAABBA

D．ABCCBAABCCBA，属于镁型堆积方式的是____________；属于铜型堆积方式的是__________。

B

A【递进题组】12知识梳理·题型构建34题组一题组二5678题组三知识梳理·题型构建题组一依据晶胞判断晶体类型BC解析冰属于分子晶体，干冰、碘也属于分子晶体；B为干冰晶胞，C为碘晶胞。1234题组一题组二5678题组三知识梳理·题型构建B题组二对晶胞结构的考查1234题组一题组二5678题组三知识梳理·题型构建6s26p4非密置4

密置661六ⅥAPo1234题组一题组二5678题组二对晶胞结构的考查题组三知识梳理·题型构建题组三教材习题回扣C1234题组一题组二5678题组三知识梳理·题型构建A1234题组一题组二题组三5678题组三教材习题回扣知识梳理·题型构建C1234题组一题组二5678题组三题组三教材习题回扣知识梳理·题型构建D1234题组一题组二5678题组三题组三教材习题回扣知识梳理·题型构建钠的卤化物均为离子晶体，具有较高的熔点，而硅的卤化物均为分子硅的卤化物都是分子晶体，且结构相似，由于SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的晶体，熔点较低钠的卤化物均为离子晶体，F－、Cl－、Br－、I－的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr、NaI的晶格能依次减小，因而熔点依次降低。相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，因而熔点依次升高1234题组一题组二5678题组三题组三教材习题回扣知识梳理·题型构建规范答题审要求、按规范、正确解答物质结构题考场原题知识梳理·题型构建学生答案失分原因(1)没有看准σ键与π键的数目之比，忽略了第ⅤA族第一电离能的特殊性，均扣2分(2)必须强调NH3分子间存在氢键方可得分，扣2分，没按要求书写扣1分(3)sp2书写不规范扣1分标准答案(4)审清题意，看准要求，规范解答。得失点评(1)判断第一电离能大小顺序时，要注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性。(2)必须严格区分分子内氢键和分子间氢键，不要说分子中氢键。(3)注意符号的规范书写。知识梳理·题型构建探究高考·明确考向12【考题训练】探究高考·明确考向b12探究高考·明确考向12探究高考·明确考向12本讲内容结束请完成练出高分练出高分1234567891011121314练出高分A1234567891011121314练出高分A1234567891011121314练出高分C1234567891