高三化学复习选修三3-3-第三节-晶体结构与性质市公开课一等奖省赛课获奖课件

第1页考纲定标1.了解原子晶体特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体结构与性质关系2.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体组成粒子及粒子间作用力区分3.了解金属键含义，能用金属键理论解释金属一些物理性质第2页热点定位1．晶体与非晶体区分，晶体中粒子空间堆积方式，晶胞结构特点及其应用2．晶胞中粒子个数及边长等计算3．晶体类型与性质之间关系4．晶体类型与粒子间作用力关系5．四类晶体特征及代表物质第3页选修3第三节析考点提能力第4页第5页1．几个经典晶体模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为109.5°(3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参加4条C—C键形成，C原子数与C—C键之比为1∶2第6页第7页晶体晶体结构晶体详解分子晶体干冰(1)8个CO2分子组成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距紧邻CO2分子有12个第8页晶体晶体结构晶体详解离子晶体NaCl(型)(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻Cl－(Na＋)有6个。每个Na＋周围等距且紧邻Na＋有12个(2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－第9页晶体晶体结构晶体详解离子晶体CsCl(型)(1)每个Cs＋周围等距且紧邻Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻Cs＋(Cl－)有6个(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－第10页晶体晶体结构晶体详解离子晶体CaF2型(1)每个Ca2＋周围等距且紧邻F－有8个(2)每个F－周围等距且紧邻Ca2＋有4个(3)每个晶胞中含4个Ca2＋和8个F－第11页晶体晶体结构晶体详解金属晶体体心立方堆积经典代表Na、K、Fe，空间利用率68%，配位数为8六方最密堆积经典代表Mg、Zn、Ti，空间利用率74%，配位数为12第12页晶体晶体结构晶体详解金属晶体面心立方最密堆积经典代表Cu、Ag、Au，空间利用率74%，配位数为12第13页2．晶体基本类型和性质比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体概念分子间靠分子间作用力结合而形成晶体原子之间以共价键结合而形成含有空间网状结构晶体金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成晶体阳离子和阴离子经过离子键结合而形成晶体第14页类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体结构组成粒子分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间相互作用力分子间作用力共价键金属键离子键第15页类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体性质硬度较小很大有很大，有很小较大熔、沸点较低很高有很高，有很低较高第16页类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体性质溶解性相同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、传热性普通不导电，溶于水后有导电普通不含有导电性电和热良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电延展性无无良好无第17页

类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体物质类别及举例大多数非金属单质(如P4、Cl2)、气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、非金属氧化物(如SO2、CO2)、绝大多数有机物(如CH4，有机盐除外)一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，一部分非金属化合物(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)第18页3．晶体中粒子数目标计算方法第19页[例1]以下列图表示一些晶体中一些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中某一个某一部分。第20页(1)其中代表金刚石是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最靠近且距离相等。金刚石属于________晶体。(2)其中代表石墨是________，其中每个正六边形占有碳原子数平均为________个。(3)其中代表NaCl是________，每个Na＋周围与它最靠近且距离相等Na＋有________个。第21页(4)代表CsCl是________，它属于_______晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。

(5)代表干冰是________，它属于________晶体，每个

CO2分子与________个CO2分子紧邻。第22页[解析]

依据不一样物质晶体结构特点来区分图形所代表物质。NaCl晶体是简单立方单元，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，但观察与Na＋距离最近且等距离Na＋数目时要抛开Cl－，从空间结构上看是12个Na＋，即x、y、z轴面上各有4个Na＋。CsCl晶体由Cs＋、Cl－分别组成立方结构，但Cs＋组成立方中心有1个Cl－，Cl－组成立方中心又镶入1个Cs＋，可称为“体心立方”结构，Cl－紧邻8个Cs＋，Cs＋紧邻8个Cl－。第23页第24页[答案]

(1)D

4原子(2)E

2(3)A

12

(4)C离子8(5)B分子12第25页1.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，

晶体中氧化合价部分为0价，部分为

－2价。如右图所表示为超氧化钾晶体

一个晶胞，则以下说法正确是(

)第26页第27页答案：A第28页2．二氧化硅有晶体和无定形两种形态，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。除石英外，SiO2还有磷石英和方英石等多种变体。方英石结构和金刚石相同，其结构单元如图。下列相关说法正确是

(

)第29页A．方英石晶体中存在着SiO4结构单元B．1molSi形成2molSi—O键C．图所表示结构单元中实际占有18个硅原子D．方英石晶体中，Si—O键之间夹角为90°第30页答案：A第31页1．晶体类型判断(1)依据组成晶体粒子和粒子间作用判断：①离子晶体组成粒子是阴、阳离子，粒子间作用是离

子键。②原子晶体组成粒子是原子，粒子间作用是共价键。③分子晶体组成粒子是分子，粒子间作用力为分子间作用力。④金属晶体组成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间作用是金属键。第32页(2)依据物质分类判断：①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。②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)，气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。③常见原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见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。第33页(3)依据晶体熔点判断：①离子晶体熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。②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。④金属晶体多数熔点高，但也有相当低。第34页(4)依据导电性判断：①离子晶体水溶液及熔化时能导电。②原子晶体普通为非导体。③分子晶体为非导体，而分子晶体中电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内化学键断裂形成自由离子也能导电。④金属晶体是电良导体。第35页(5)依据硬度和机械性能判断：①离子晶体硬度较大或略硬而脆。②原子晶体硬度大。③分子晶体硬度小且较脆。④金属晶体多数硬度大，但也有较低，且含有延展性。第36页2．晶体熔、沸点高低比较(1)不一样类型晶体熔、沸点高低普通规律：原子晶体＞离子

晶体＞分子晶体。

金属晶体熔、沸点差异很大，如钨、铂等熔、沸点很高，

汞、铯等熔、沸点很低。(2)原子晶体：由共价键形成原子晶体中，原子半径小键长短，键能

大，晶体熔、沸点高。如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。第37页(3)离子晶体：普通地说，阴阳离子电荷数越多，离子半径越小，离子键就越强，晶格能也就越大。其离子晶体熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。(4)分子晶体：①分子间作用力越大，物质熔、沸点越高；含有氢键分子晶体熔、沸点反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。第38页②组成和结构相同分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。③组成和结构不相同物质(相对分子质量靠近)，分子极性越大，其熔、沸点越高。如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。第39页第40页(5)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：Na＜Mg＜Al。第41页[尤其提醒]

上述总结都是普通规律，详细比较时要详细问题详细分析，如MgO为离子晶体，其熔点(2852℃)高于原子晶体SiO2(1710℃)，分子晶体碘比金属晶体汞熔点要高。第42页[例2]以下各物质中，按熔点由高到底次序排列正确是

(

)A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4B．KCl>NaCl>MgCl2>MgOC．Rb>K>Na>LiD．金刚石>Si>钠第43页[解析]

晶体熔点高低取决于组成该晶体结构粒子间作用力大小。A项物质均为结构相同分子晶体，其熔点取决于分子间作用力大小，普通来说，结构相同分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐步升高次序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能大小，普通来说，离子半径越小，电荷越多，离子键键能就越强，故B项各物质熔点也应为升高次序；第44页C项物质均为同主族金属晶体，其熔点高低取决于金属键强弱，而金属键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比，碱金属原子半径依Li～Cs次序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；D项，原子晶体熔点取决于共价键键能，后者则与键长成反比，金刚石C—C键键长更短些，所以金刚石熔点比硅高。原子晶体熔点普通比金属晶体熔点高。[答案]

D第45页3．[双选题]以下物质熔沸点高低次序中，正确是(

)A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4C．MgO＞H2O＞O2＞N2D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠第46页解析：A选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共价键强弱，显然对键能而言，晶体硅＜碳化硅，错误；B选项，同为组成、结构相同分子晶体，熔沸点高低要看相对分子质量大小，正确；C选项，对于不一样晶体类型熔沸点高低普通为：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，MgO＞(H2O、O2、N2)，H2O＞O2＞N2，正确；D选项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。答案：BC第47页4．以下物质：①水晶②冰醋酸③氧化钙④白磷⑤晶体氩⑥氢氧化钠⑦铝⑧金刚石⑨过氧化钠⑩碳化钙⑪碳化硅⑫干冰⑬过氧化氢(1)属于原子晶体化合物__________________________。