人教版化学选修单元小结第章晶体结构与性质PPT课件

1、.,1,晶体结构和性质 本章小结,.,2,.,3,.,4,.,5,.,6,.,7,总结：晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。下表内容是本章的重点之一。对一些常见物质，要会判断其晶体类型。,.,8,比较四种晶体类型,.,9,.,10,【例1】(2011海南化学，19).铜(Cu)是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题： (1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方

2、程式为_； (2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_； (3)SO42的立体构型是_，其中S原子的杂化轨道类型是_；,.,11,(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为_；一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心、Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_；该晶体中，原子之间的作用力是_； (5)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_。,.,12,.

3、,13,.,14,.,15,【例2】(2011江苏化学，21A)A.原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题： (1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为_，1mol Y2X2含有键的数目为_。 (2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是_。,.,16,(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是_。 (4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示，该氯化物的化学式是_，它可与

4、浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为_。,.,17,解析A：X是形成化合物种类最多的元素C元素或H元素；Y原子基态最外层是内层电子总数2倍，则Y是C元素，其原子结构示意图为，则X一定为H元素。Z原子电子排布式为1s22s22p3，则Z为N元素；W的原子序数为29，则为Cu元素。 (1)Y2X2分子为C2H2。结构式为HCCH，C原子杂化类型为sp杂化。每分子C2H2中键为3个，则1mol C2H2分子中含键为3mol或3NA个。 (2)NH3分子间存在氢键，而CH4分子间只有范德华力，所以NH3分子沸点高于CH4。,.,18,.,19,答案(1)sp杂化3mol

5、或36.021023个 (2)NH3分子间存在氢键 (3)N2O (4)CuClCuCl2HCl=H2CuCl3(或CuCl2HCl=H2CuCl3),.,20,总结：1.由晶体结构来确定 首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素。 一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体 如：SiO2NaClCO2(干冰)，但也有特殊，如熔点：MgOSiO2。,.,21,同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。 如：金刚石金刚砂晶体硅 原因：rCCrCSirSiSi,.,22,分子晶体，分子间范德华力越强，熔、沸点越高。 .分子组成和结构相似的分子晶

6、体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，晶体熔、沸点越高。 如：F2Cl2Br2I2 .若相对分子质量相同，如互为同分异构体，一般支链数越多，熔、沸点越低；特殊情况下分子越对称，则熔点越高。 如：沸点：,.,23,.,24,因而应注意，并非外界条件对物质熔、沸点的影响总是一致的。熔点常与晶体中微粒排布对称性有关。 .若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体强，故熔、沸点特别高。 如：氢化物的沸点如下图所示：,.,25,从上图中看出，H2Te、H2Se、H2S的沸点都依次降低。按此变化趋势，H2O的沸点应为193K左右，但实际上为373K，此种“反常”的升高，就是因为H2O分子间存

7、在氢键。对比同主族氢化物的沸点，从中可清楚看到NH3、HF的沸点高得“反常”，也是因为分子间存在氢键。 HF分子间氢键：,.,26,.,27,氢键的生成对化合物性质有显著影响，一般分子间形成氢键时，可使化合物的熔、沸点显著升高，在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间形成氢键，则可使溶解度增大。如NH3极易溶于水就与此有关。除上述几种物质外，在醇、羧酸、无机酸、水合物、氨合物等中均有氢键。 金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，熔、沸点越高。 如：NaMgAl,.,28,2根据物质在同条件下的状态不同 一般熔、沸点：固液气。 如果常温下即为气态或液态的物质，其晶体应属分子晶体

8、(Hg除外)。如稀有气体，虽然构成物质的微粒为原 子，但应看作为单原子分子。因为相互间的作用力是范德华力，而并非共价键。,.,29,【例3】(2009宁夏理综)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题： (1)X元素原子基态时的电子排布式为_，该元素的符号为_； (2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为_，该元素的名称是_；,.,30,(3)X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为_； (4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金

9、属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是_。 (5)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由_。,.,31,.,32,(3)X与Z形成的化合物为AsH3，其空间构型可类比同主族的氢化物NH3，为三角锥形。 (4)根据电子守恒配平即可。 (5)氢化物的稳定性和元素的非金属性有关，或与共价键的键长有关。键长越短，键能越大，氢化物越稳定。所以NH3PH3AsH3。沸点高低和分子间作用力有关。分子间作用力越大，沸点越高。NH3可以形成分子间氢键，沸点最高，AsH3比PH3的相对分子质量大，所以AsH3沸点高于PH3。,.,33,【答案】(1

10、)1s22s22p63s23p63d104s24p3As,.,34,(3)三角锥形 (4)As2O36Zn6H2SO4=2AsH36ZnSO43H2O (5)稳定性：NH3PH3AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定沸点：NH3AsH3PH3，NH3可以形成分子间氢键，沸点最高；AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3的沸点比PH3高,.,35,.,36,【例4】(2011山西太原高三一模，29).下列说法正确的是_(填字母编号，每小题只有一个正确答案，下同) A离子晶体中一定存在离子键，分子晶体中一定存在共价键 B主族元素形成的单质，从上到下熔沸点逐渐升高 CN2

11、分子中的共价键是由两个键和一个键组成的 D以极性键结合的分子不一定是极性分子,.,37,.下列叙述正确的是_。 A用VSERP理论预测PCl3的立体构型为平面三角形 BSO2和CO2都是含有极性键的非极性分子 C在NH4和Cu(NH3)42中都存在配位键 D铝元素的原子核外共有5种不同运动状态的电子 .Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数逐渐增大。已知Z的原子序数为29，其余均为短周期主族元素。Y原子的价电子排布为msnmpn。R原子核外L层的电子数为奇数，Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题：,.,38,(1)Z2的核外电子排布式是_。如图是Z和X形成晶体的晶胞结构示意图(代

12、表X)，可确定该晶胞中阴离子的个数为_。 (2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为A、B，试比较它们的热稳定性并说明理由：_。,.,39,(3)Q和X形成的一种化合物甲的相对分子质量为44，则甲的空间构型是_，中心原子采取的杂化轨道类型是_，该分子中含有_个键。 (4)R有多种氧化物，其中乙的相对分子质量最小。在一定条件下，2L的乙气体与0.5L的氧气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的R的含氧酸盐的化学式是_。 (5)这五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于_晶体；Q、R、X三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为_(用元素符号作答),

13、.,40,解析He、Ne等单原子形成的分子晶体中只有分子间作用力，没有共价键，A错误；碱金属单质从上到下熔沸点逐渐降低，由于金属键由上而下依次减弱，B错误；N2分子结构式为NN，其中有1个键和2个键，C错误。H2O、SO2等为极性分子，而CO2、SO3等为非极性分子，D正确。,.,41,.,42,.,43,(2)由于非金属性CSi，所以氢化物稳定性CH4SiH4。 (3)C与O形成CO、CO2，分子质量为44的为CO2，其结构为O=C=O，由于C与O以直线相连，则C以sp杂化形式成键。 (4)N的氧化物中分子量最小的为NO，根据题给信息(4NOO2)的混合气体充实质为(2NO2NO2)，2NO

14、2NO24NaOH=4NaNO22H2O，因此产物为NaNO2。 (5)Si与O形成SiO2，为原子晶体，C、N、O的第一电离能数值中，N最大，因为N已达到p电子层的半充满状态，较难失去e。,.,44,答案.D.C .(1)1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9)4 (2)A大于B，因为C的非金属性比Si的非金属性强(其他合理答案也可) (3)直线形sp2 (4)NaNO2 (5)原子CON,.,45,总结：1.,.,46,重点掌握NaCl晶体结构，它具有的特征： 一个Na周围等距且最近的Cl有6个，此6个Cl连线形成的空间几何体为正八面体，Na位于其中心。 一个Na周围等距且最近

15、的Na有12个。 如何计算离子晶体中不同部位的离子对晶胞的贡献？,.,47,2金刚石和石墨的比较,.,48,.,49,注意： 石墨有导电性，是因为层内有自由电子。 碳还有多种同素异形体，如足球烯C60等。,.,50,3二氧化硅和二氧化碳晶体,.,51,【例5】(2011课标全国理综，37)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：,.,52,请回答下列问题： (1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_、_； (2)基态B原子的电子排布式为_；B和N相比，电负性较大的是_，BN中B元素的化合价为_； (3)在BF3分子中

16、，FBF的键角是_；B原子的杂化轨道类型为_，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4的立体构型为_；,.,53,(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为_，层间作用力为_； (5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm。立方氮化硼晶胞中含有_个氮原子、_个硼原子，立方氮化硼的密度是_gcm3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。,.,54,解析(1)根据物质的制备流程图可推知B2O3制备BF3和BN的化学方程式。(2)因为同一周期，随着原子序数的增大，电负性逐渐增大

17、，故B的电负性小于N的电负性，即得电子能力N大于B，所以BN中N元素是3价，B元素是3价。(3)因为BF3中的B原子是sp2杂化，故该分子是平面正三角形分子，故键角为120；BF4的空间构型可类比NH4，也应该是正四面体结构。(4)因为六方氮化硼的结构与石墨类似，故其晶体中也是分层结构，层间是分子间作用力，层内的B原子与N原子间是极性共价键。,.,55,.,56,.,57,【例6】(2011山东潍坊高三一模，32)元素B、C、N和Si单质及其化合物在工农生产中有很重要的应用。 (1)写出基态C原子的电子排布式_。从原子结构的角度分析B、N和O元素的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)

18、。 (2)NH3中N原子的杂化类型是_，饱和氨水中可能形成的分子间氢键有_种。 (3)碳化硅(SiC)俗名金刚砂，其硬度仅次于金刚石，SiC的晶体结构与金刚石相似，SiC晶体属于_晶体，微粒间存在的作用力是_。,.,58,(4)硼和镁的化合物在超导方面有重要应用。右图示意的是某化合物的晶体结构单元；镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底的中心各有一个镁原子；六个硼原子位于棱柱内。则该化合物的晶体结构单元中硼和镁原子的简单整数比为_。,.,59,解析(1)C在第2周期第A族，其核外电子排布式为1s22s22p2；由于N原子最外层的2p能级为半充满状态，不容易失去e，而O最外层为2s22p4，失去1

19、个p电子后形成p亚层半充满状态，所以第一电离能由大到小的顺序为NOB。 (2)NH3为三角锥形结构，其中N原子为sp3杂化，NH3与H2O反应形成的氢键为NH3中H与NH3中N成氢键，H2O中H与H2O中O成氢键，H2O的H与N成氢键，H2O中O与NH3中H成氢键。,.,60,.,61,答案(1)1s22s22p2NOB(或NOB) (2)sp34 (3)原子共价键 (4)21,.,62,【例7】(2011福建理综，30)氮元素可以形成多种化合物。 回答以下问题： (1)基态氮原子的价电子排布式是_。 (2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是_。 (3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。,.,63,NH3分子的空间构型是_；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_。 肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是： N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(g) H1038.7kJmol1 若该反应中有4mol NH键断裂，则形成的键有_mol。,.,64,肼能与硫酸反应生成N2H6