《2019版高考化學(xué) 第38講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2019版高考化學(xué) 第38講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件.ppt（44頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第38講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課標(biāo)版 化學(xué) 題組一晶體的常識(shí)1.晶體與非晶體教 材 研 讀 晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征原子在三維空間里呈周期性 有 序排列原子排列相對(duì) 無(wú) 序性質(zhì)特征自范性 有 無(wú) 熔點(diǎn) 固定 不固定 異同表現(xiàn)各向異性無(wú)各向異性 區(qū)別方法熔點(diǎn)法有固定熔點(diǎn)無(wú)固定熔點(diǎn)X射線(xiàn)對(duì)固體進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn) 特別提示具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,如玻璃。2.晶胞(1)概念:描述晶體結(jié)構(gòu)的 基本單元 。(2)晶體中晶胞的排列無(wú)隙并置。a.無(wú)隙:相鄰晶胞之間沒(méi)有 任何間隙 ;b.并置:所有晶胞 平行 排列, 取向 相同。 晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子 分子 原子 金屬陽(yáng)離子、 自由電

2、子 陰、陽(yáng)離子 粒子間的相互作用力 范德華力 (某些含氫鍵) 共價(jià)鍵 金屬鍵 離子鍵 硬度較小很大有的很大,有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高,有的很低較高題組二常見(jiàn)晶體類(lèi)型的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.四種晶體類(lèi)型比較 溶解性相似相溶難溶于任何溶劑難溶于常見(jiàn)溶劑大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電,溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電,水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電物質(zhì)類(lèi)別及舉例部分非金屬單質(zhì)、非金屬氫化物、酸、部分非金屬氧化物、絕大多數(shù)有機(jī)物(有機(jī)鹽除外)部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、晶體硼),部分非金屬化合物(如SiC、SiO 2)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如

3、K2O、Na2O)、強(qiáng)堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl) 2.晶格能(1)定義氣態(tài)離子形成1摩離子晶體釋放的能量,通常取正值,單位: kJmol-1 。(2)影響因素a.離子所帶電荷數(shù):離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能越 大 。b.離子的半徑:離子的半徑越 小 ,晶格能越大。(3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系晶格能越大,形成的離子晶體越 穩(wěn)定 ,且熔點(diǎn)越 高 ,硬度越 大 。 1.判斷下列說(shuō)法是否正確。(1)固態(tài)物質(zhì)一定是晶體。( )(2)冰和固體碘晶體中相互作用力相同。( )(3)晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性的排列。( )(4)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體。( )(5)晶體與非晶體的本質(zhì)

4、區(qū)別:是否有自范性。( )(6)晶體有一定的熔沸點(diǎn)。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)題組一晶體的常識(shí) 2.區(qū)別晶體與非晶體的最科學(xué)的方法是( )A.觀(guān)察自范性 B.觀(guān)察各向異性C.測(cè)定固定熔點(diǎn)D.進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)答案 D晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)別是組成物質(zhì)的粒子在微觀(guān)空間是否有序排列。 3.下圖是甲、乙、丙三種晶體的晶胞,則甲中x與y的個(gè)數(shù)比是 ,乙中a與b的個(gè)數(shù)比是 ,丙中一個(gè)晶胞中有 個(gè)c離子和 個(gè)d離子。 答案2 11 144解析甲中N(x) N(y)=1 (4)=2 1;乙中N(a) N(b)=1 (8)=1 1;丙中N(c)=12+1=4,N(d)=8+

5、6=4。18 1814 18 12 4.下列分子晶體中,關(guān)于熔、沸點(diǎn)高低的敘述中,正確的是( )A.Cl2I2 B.SiCl4PH3D.C(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3答案 CA、B項(xiàng)屬于無(wú)氫鍵存在的分子結(jié)構(gòu)相似的情況,相對(duì)分子質(zhì)量大的熔、沸點(diǎn)高;D項(xiàng)屬于相對(duì)分子質(zhì)量相同,但分子結(jié)構(gòu)不同的情況,支鏈少的熔、沸點(diǎn)高。題組二常見(jiàn)晶體類(lèi)型的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 5.NaF、NaI和MgO均為離子晶體,有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:請(qǐng)判斷,這三種化合物熔點(diǎn)由高到低的順序是( )A.B.C.D. 答案 BNaF、NaI、MgO均為離子晶體,它們的熔點(diǎn)高低由離子鍵強(qiáng)弱決定,而離子鍵的強(qiáng)弱與離子半徑和離子所帶電荷數(shù)有關(guān)

6、,MgO中鍵長(zhǎng)最短,離子所帶電荷數(shù)最多,故離子鍵最強(qiáng),熔點(diǎn)最高。物質(zhì)NaFNaIMgO離子所帶電荷數(shù)1 1 2鍵長(zhǎng)(10-10m) 2.31 3.18 2.10 6.現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)( )數(shù)據(jù):據(jù)此回答下列問(wèn)題:(1)A組屬于 晶體,其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是 。A組B組C組D組金剛石:3 550 Li:181 HF:-83 NaCl:801 硅晶體:1 410 Na:98 HCl:-115 KCl:776 硼晶體:2 300 K:64 HBr:-89 RbCl:718 二氧化硅:1 723 Rb:39 HI:-51 CsCl:645 (2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是 (填序號(hào))。有金屬光

7、澤導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于 。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是 (填序號(hào))。硬度小水溶液能導(dǎo)電固體能導(dǎo)電熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aClKClRbClCsCl,其原因?yàn)?。 (2)(3)HF分子間能形成氫鍵,其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)(5)D組晶體都為離子晶體,r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Cs+),在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點(diǎn)就越高解析 (1)A組物質(zhì)熔點(diǎn)很高,屬原子晶體,是由原子通過(guò)共價(jià)鍵形成的;(2)B組物質(zhì)屬于金屬晶體,具有四條共性;(3)HF中含有分子間氫鍵,

8、故其熔點(diǎn)反常;(4)D組物質(zhì)屬于離子晶體,具有兩條性質(zhì);(5)D組物質(zhì)屬于離子晶體,物質(zhì)的熔點(diǎn)與晶格能有關(guān)。答案 (1)原子共價(jià)鍵 重難一晶體的結(jié)構(gòu)分析與晶胞的計(jì)算典例1 (2014河北衡水四調(diào),31)決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)下圖是石墨的結(jié)構(gòu),其晶體中存在的作用力有 (填序號(hào)) 。重 難 突 破 (2)下面關(guān)于晶體的說(shuō)法不正確的是 。A.晶體熔點(diǎn)由低到高:CF4CCl4CBr4碳化硅晶體硅C.熔點(diǎn)由高到低:NaMgAlD.晶格能由大到小:NaFNaClNaBrNaI(3)CaF 2結(jié)構(gòu)如圖所示,Cu形成晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,圖為H3BO3晶體結(jié)構(gòu)圖(層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)

9、的H3BO3分子通過(guò)氫鍵結(jié)合)。 A.鍵B.鍵C.氫鍵D.配位鍵E.分子間作用力F.金屬鍵G.離子鍵 圖所示的晶體中與Ca2+最近且等距離的Ca2+數(shù)為 ,圖中未標(biāo)號(hào)的Cu原子形成晶體后周?chē)罹o鄰的Cu原子數(shù)為 ; H3BO3晶體中B原子雜化方式為 ;CNO-的構(gòu)型為 ;三種晶體中熔點(diǎn)高低順序?yàn)?(填化學(xué)式);H3BO3晶體受熱熔化時(shí),克服的微粒之間的相互作用力為 。(4)碳的某種單質(zhì)的晶胞如下圖所示,一個(gè)晶胞中有 個(gè)碳原子;若該晶體的密度為 g/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體中最近的兩個(gè)碳原子之間的距離為 cm。(用代數(shù)式表示) 考查內(nèi)容有關(guān)晶胞的計(jì)算。解題關(guān)鍵解答本題的關(guān)鍵是理解

10、各個(gè)晶胞的結(jié)構(gòu)。一般的方法是:解析 (1)石墨晶體是一種特殊晶體,層與層之間存在范德華力(也可看成分子間作用力),層內(nèi)存在共價(jià)鍵,每個(gè)C原子的一個(gè)未參與雜化的p軌道上都有自由電子,可以形成“電子氣”,即所謂的金屬鍵;在石墨晶體中,同層的每一個(gè)碳原子以sp 2雜化軌道與相鄰的三個(gè)碳原子以鍵結(jié)合,六個(gè)碳原 子在同一個(gè)平面上形成了正六邊形的環(huán),伸展成片層結(jié)構(gòu),這里CC鍵的鍵長(zhǎng)皆為142 pm,這正好屬于原子晶體的鍵長(zhǎng)范圍,因此對(duì)于同一層來(lái)說(shuō),它是原子晶體。在同一平面上的碳原子還各剩下一個(gè)p軌道,其中有一個(gè)2p電子。這些p軌道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2雜化軌道構(gòu)成的平面,形成了大鍵,因此石墨晶

11、體中,既存在鍵又存在鍵。(2)組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大熔點(diǎn)越高,故晶體熔點(diǎn):CF 4CCl4CBr4碳化硅晶體硅,B正確;金屬晶體,半徑越小,金屬鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,故熔點(diǎn):NaMgNaClNaBrNaI,D正確。 (3)在立方體的8個(gè)頂點(diǎn)上和6個(gè)面心上各有1個(gè)Ca2+,故頂點(diǎn)上的Ca2+與面心上的Ca2+最近且等距離,故由圖可以看出晶體中與Ca2+最近且等距離的Ca2+數(shù)為=12;圖中未標(biāo)號(hào)的Cu原子形成晶體后周?chē)罹o鄰的Cu原子數(shù)為3+6+3=12。H3BO3分子中,硼原子最外層只有3個(gè)電子,B原子與3個(gè)羥基相連,與氧原子形成3對(duì)共用電子對(duì),即形成3個(gè)鍵,無(wú)孤電子對(duì),雜化軌

12、道數(shù)為3,故B原子采取sp 2雜化; CNO-與CO2互為等電子體,CO2為直線(xiàn)形結(jié)構(gòu),故CNO-也為直線(xiàn)形結(jié)構(gòu)。CaF2為離子晶體,Cu為金屬晶體,H3BO3為分子晶體,故三種晶體中熔點(diǎn)高低的順序?yàn)镃aF2CuH3BO3。(4)晶胞內(nèi)部有4個(gè)C原子,面心上有6個(gè)C原子,頂點(diǎn)有8個(gè)C原子,故一個(gè)晶胞中含有的碳原子數(shù)為4+6+8=8;由于該晶胞中有8個(gè)碳原子,故1個(gè)晶3 82 12 18 胞的質(zhì)量為 g,再根據(jù)=,知晶胞的體積為V= cm3,因此晶胞的邊長(zhǎng)為 cm,故立方體的體對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度為 cm,2個(gè)碳原子之間的最短距離是體對(duì)角線(xiàn)的,即 cm。答案 (1)ABEF(2)C(3)1212sp 2

13、雜化直線(xiàn)形CaF2CuH3BO3分子間作用力(4)8 A8 12N mV A8 12N3 A96N 3 3 A96N14 34 3 A96N34 3 A96N 1-1A、B、C、D、E、F為前四周期元素且原子序數(shù)依次增大,其中A含有3個(gè)能級(jí),且每個(gè)能級(jí)所含的電子數(shù)相同;C的最外層有6個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子;D是短周期元素中電負(fù)性最小的元素;E的最高價(jià)氧化物的水化物酸性最強(qiáng);F除最外層原子軌道處于半充滿(mǎn)狀態(tài),其余能層均充滿(mǎn)電子。G元素與D元素同主族,且相差3個(gè)周期。(1)元素A、B、C的第一電離能由小到大的順序是 (用元素符號(hào)表示)。(2)E的最高價(jià)含氧酸中E的雜化方式為 。(3)F原子的外圍電子

14、排布式為 ,F的晶體中原子的堆積方式是下圖中的 (填“甲”“乙”或“丙”)。 (4)DE、GE兩種晶體,都屬于離子晶體,但配位數(shù)不同,其原因是 。 (5)已知DE晶體的晶胞如圖所示。若將DE晶胞中的所有E離子去掉,并將D離子全部換為A原子,再在其中的4個(gè)“小立方體”中心各放置一個(gè)A原子,且這4個(gè)“小立方體”相鄰。位于“小立方體”中的A原子與最近的4個(gè)A原子以單鍵相連,由此表示A的一種晶體的晶胞(已知AA鍵的鍵長(zhǎng)為a cm, NA表示阿伏加德羅常數(shù)),則該晶胞中含有 個(gè)A原子,該晶體的密度是 g/cm3。 答案 (1)CON (2)sp3雜化 (3)3d104s1丙(4)正、負(fù)離子的半徑比不同(

15、5)8 解析A、B、C、D、E、F為前四周期元素且原子序數(shù)依次增大,其中A含有3個(gè)能級(jí),且每個(gè)能級(jí)所含的電子數(shù)相同,因此A的原子序數(shù)是6,即A是碳元素;C的最外層有6個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,則C是第A族元素;D是短3 A12( 1 cos109 28)a N 周期元素中電負(fù)性最小的元素,說(shuō)明D的金屬性最強(qiáng),則D是鈉元素;C的原子序數(shù)小于鈉,所以C是氧元素;B的原子序數(shù)介于A和C之間,則B是氮元素;E的最高價(jià)氧化物的水化物酸性最強(qiáng),因此E是氯元素;F除最外層原子軌道處于半充滿(mǎn)狀態(tài),其余能層均充滿(mǎn)電子,則F的原子序數(shù)是2+8+18+1=29,所以F是銅元素;G元素與D元素同主族,且相差3個(gè)周期,所以

16、G是第六周期的Cs元素。(1)元素A、B、C的第一電離能由小到大的順序是CO金剛石石英砂B.CsClKClNaClC.SiO2CO2HgD.H2ONH3H2考查內(nèi)容晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較。 解題關(guān)鍵解答本題的關(guān)鍵是掌握各種晶體熔、沸點(diǎn)高低比較的依據(jù)和規(guī)律。 解析三種晶體都為原子晶體,原子晶體熔、沸點(diǎn)的高低與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān),一般來(lái)說(shuō),半徑越小形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短,鍵能就越大,晶體的熔、沸點(diǎn)也就越高,熔、沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)榻饎偸⑸肮?故A錯(cuò)誤;三種晶體都為離子晶體,離子的半徑越小,則離子鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高,正確順序應(yīng)為NaClKClCsCl,故B錯(cuò)誤;三種晶體中,SiO 2為原子晶體,熔

17、、沸點(diǎn)最高,CO2為分子晶體,CO2熔、沸點(diǎn)最低,正確順序?yàn)镾iO2HgCO2,故C錯(cuò)誤;D正確。答案 D 3-1 (2014四川雅安模擬)下列化合物,按其晶體的熔點(diǎn)由高到低排列正確的是( )A.SiO2 CaCl2 CBr4CF4B.SiO2CsCl CF4CBr4C.CsCl SiO2 CBr4CF4D.CF 4CBr4CsClSiO2答案 A解析SiO2為原子晶體,CsCl、CaCl2為離子晶體,CBr4、CF4為分子晶體,一般熔點(diǎn):原子晶體離子晶體分子晶體,分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量大的熔點(diǎn)高,則熔點(diǎn):SiO2CaCl2CBr4CF4。 晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較方法1.不同晶體一般規(guī)律:原子晶體離子晶體分子晶體(金屬晶體較復(fù)雜)2.同種晶體 (3)石墨晶體硬度很小,但熔、沸點(diǎn)很高,其熔點(diǎn)要高于金剛石。特別提示 (1)金屬晶體熔、沸點(diǎn)差異很大,有些金屬晶體熔點(diǎn)低于分子晶體。(2)有些離子晶體的熔點(diǎn)要高于原子晶體。