高考化學總復習 第三章 晶體結構與性質課件（選修3）.ppt

《高考化學總復習 第三章 晶體結構與性質課件（選修3）.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考化學總復習 第三章 晶體結構與性質課件（選修3）.ppt（69頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第三章晶體結構與性質 考綱要求1 理解離子鍵的形成 能根據(jù)離子化合物的結構特征解釋其物理性質 2 了解原子晶體的特征 能描述金剛石 二氧化硅等原子晶體的結構與性質的關系 3 理解金屬鍵的含義 能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質 4 了解分子晶體與原子晶體 離子晶體 金屬晶體的結構微粒 微粒間作用力的區(qū)別 5 能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進行相關的計算 6 了解晶格能的概念及其對離子晶體性質的影響 1 晶體與非晶體 考點一晶體的常識 2 獲得晶體的三條途徑 1 熔融態(tài)物質凝固 2 氣態(tài)物質冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固 凝華 3 溶質從溶液中析出 3 晶胞 1 晶胞 晶胞是描述晶體結構的基本單元 2 晶體與晶胞的關系 數(shù)量巨大的晶胞 無隙并置 構成晶體 3 晶胞中粒子數(shù)目的計算 均攤法 如某個粒子為n個晶胞所共有 則該粒子有屬于這個晶胞 1 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 固態(tài)物質一定是晶體 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)律呈周期性的排列 4 凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體 5 固體SiO2一定是晶體 2 具有規(guī)則幾何外形的固體是否一定是晶體 3 立方晶胞中 頂點 棱邊 面心依次被多少個晶胞共用 4 六棱柱晶胞中 頂點 側棱 底面上的棱 面心依次被多少個晶胞共用 提示 1 1 2 3 4 5 2 不一定 如玻璃屬于玻璃態(tài)物質 沒有固定的熔點 3 立方晶胞中 頂點 棱邊 面心依次被8 4 2個晶胞共用 4 六棱柱晶胞中 頂點 側棱 底面上的棱 面心依次被6 3 4 2個晶胞共用 1 下圖為離子晶體空間構型示意圖 陽離子 陰離子 以M代表陽離子 以N表示陰離子 寫出各離子晶體的組成表達式 A B C 答案 MNMN3MN2 晶胞中粒子個數(shù)的計算 2 如圖所示晶體結構是一種具有優(yōu)良的壓電 光電等功能的晶體材料的最小結構單元 晶胞 晶體內(nèi)與每個 Ti 緊鄰的氧原子數(shù)和這種晶體材料的化學式分別是 各元素所帶電荷均已略去 A 8 BaTi8O12B 8 BaTi4O9C 6 BaTiO3D 3 BaTi2O3 答案 C 3 硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導溫度的最高紀錄 右圖所示為該化合物的晶體結構單元 鎂原子間形成正六棱柱 且棱柱的上下底面還各有1個鎂原子 6個硼原子位于棱柱內(nèi) 則該化合物的化學式可表示為 A Mg2B3B MgB2C Mg2BD Mg3B2 答案 B 4 某晶體的一部分如圖所示 這種晶體中A B C三種粒子數(shù)之比是 A 3 9 4B 1 4 2C 2 9 4D 3 8 4 答案 B 5 如圖是由Q R G三種元素組成的一種高溫超導體的晶胞結構 其中R為 2價 G為 2價 則Q的化合價為 答案 3價 6 如圖是金屬原子M和非金屬原子N構成的氣態(tài)團簇分子 則其分子式為 解析 由于M N原子并不存在共用關系 而是形成一個獨立的氣態(tài)團簇分子 其分子式可由原子個數(shù)來確定 而不能用均攤法 答案 M14N13 晶胞組成的計算方法 分割法 7 ZnS在熒光體 光導體材料 涂料 顏料等行業(yè)中應用廣泛 立方ZnS晶體結構如下圖所示 其晶胞邊長為540 0pm 密度為 g cm 3 列式并計算 a位置S2 離子與b位置Zn2 離子之間的距離為 pm 列式表示 計算晶胞中粒子間距及晶胞體積 8 2013年高考新課標全國卷 節(jié)選 前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A B C D中 A和B的價電子層中未成對電子均只有1個 并且A 和B 的電子數(shù)相差為8 與B位于同一周期的C和D 它們價電子層中的未成對電子數(shù)分別為4和2 且原子序數(shù)相差為2 A B和D三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示 1 該化合物的化學式為 D的配位數(shù)為 2 列式計算該晶體的密度 g cm 3 9 2014年高考新課標全國卷 早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準晶顆粒由Al Cu Fe三種金屬元素組成 回答下列問題 1 準晶是一種無平移周期序 但有嚴格準周期位置序的獨特晶體 可通過 方法區(qū)分晶體 準晶體和非晶體 2 基態(tài)Fe原子有 個未成對電子 Fe3 的電子排布式為 可用硫氰化鉀檢驗Fe3 形成的配合物的顏色為 3 新制備的Cu OH 2可將乙醛 CH3CHO 氧化成乙酸 而自身還原成Cu2O 乙醛中碳原子的雜化軌道類型為 1mol乙醛分子中含有的 鍵的數(shù)目為 乙酸的沸點明顯高于乙醛 其主要原因是 Cu2O為半導體材料 在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子 其余氧原子位于面心和頂點 則該晶胞中有 個銅原子 4 Al單質為面心立方晶體 其晶胞參數(shù)a 0 405nm 晶胞中鋁原子的配位數(shù)為 列式表示Al單質的密度 g cm 3 不必計算出結果 晶體微粒與M 之間的關系若1個晶胞中含有x個微粒 則1mol晶胞中含有xmol微粒 其質量為xMg M為微粒的相對 分子 質量 1個晶胞的質量為 a3g a3為晶胞的體積 則1mol晶胞的質量為 a3NAg 因此有xM a3NA 1 四類晶體的比較 考點二四類常見晶體的比較 2 晶格能 離子晶體 1 定義 氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體的能量 單位 2 影響因素 離子所帶電荷數(shù) 離子所帶電荷數(shù)越多 晶格能 離子的半徑 離子的半徑 晶格能越大 對離子晶體性質的影響 晶格能越大 形成的離子晶體越 且熔點越 硬度越 釋放 kJ mol 1 越大 越小 穩(wěn)定 高 大 1 判斷正誤 正確的打 錯誤的打 1 在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子 2 在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子 3 原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高 4 分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低 5 離子晶體一定都含有金屬元素 6 金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體 2 CO2和SiO2在物理性質上有較大差異 而在化學性質上卻有較多相似之處 你知道原因嗎 提示 1 1 2 3 4 5 6 2 決定二者物理性質的因素 晶體類型及結構 微粒間的作用力 CO2是分子晶體 其微弱的分子間作用力是其決定因素 SiO2是原子晶體 其牢固的化學鍵是其決定因素 二者的化學性質均由其內(nèi)部的化學鍵決定 而C O與Si O鍵都是極性鍵 所以在化學性質上有較多相似之處 1 下列物質 水晶 冰醋酸 氧化鈣 白磷 晶體氬 氫氧化鈉 鋁 金剛石 過氧化鈉 碳化鈣 碳化硅 干冰 過氧化氫 1 屬于原子晶體的化合物 2 直接由原子構成的晶體 3 直接由原子構成的分子晶體 4 由極性分子構成的晶體是 含有非極性鍵的離子晶體是 屬于分子晶體的單質是 5 在一定條件下能導電而不發(fā)生化學變化的是 受熱熔化后化學鍵不發(fā)生變化的是 受熱熔化后需克服共價鍵的是 晶體類型的判斷 解析 屬于原子晶體的化合物是 碳化硅和水晶 屬于分子晶體的有 氬 無化學鍵 白磷 非極性分子 干冰 極性鍵構成的非極性分子 過氧化氫和冰醋酸 由極性鍵和非極性鍵構成的極性分子 屬于離子晶體的有 CaO 離子鍵 NaOH 既存在離子鍵又存在極性共價鍵 Na2O2和CaC2 既存在離子鍵又存在非極性共價鍵 金屬導電過程不發(fā)生化學變化 晶體熔化時 分子晶體只需克服分子間作用力 不破壞化學鍵 而原子晶體 離子晶體 金屬晶體熔化需破壞化學鍵 答案 1 2 3 4 5 2 有A B C三種晶體 分別由H C Na Cl四種元素中的一種或幾種組成 對這三種晶體進行實驗 結果見下表 1 晶體的化學式分別為A B C 2 晶體的類型分別是A B C 3 晶體中微粒間作用力分別是A B C 答案 1 NaClCHCl 2 離子晶體原子晶體分子晶體 3 離子鍵共價鍵范德瓦耳斯力 晶體類型的5種判斷方法1 依據(jù)構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷 1 離子晶體的構成微粒是陰 陽離子 微粒間的作用是離子鍵 2 原子晶體的構成微粒是原子 微粒間的作用是共價鍵 3 分子晶體的構成微粒是分子 微粒間的作用為分子間作用力 4 金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子 微粒間的作用是金屬鍵 2 依據(jù)物質的分類判斷 1 金屬氧化物 如K2O Na2O2等 強堿 NaOH KOH等 和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體 2 大多數(shù)非金屬單質 除金剛石 石墨 晶體硅等 非金屬氫化物 非金屬氧化物 除SiO2外 幾乎所有的酸 絕大多數(shù)有機物 除有機鹽外 是分子晶體 3 常見的單質類原子晶體有金剛石 晶體硅 晶體硼等 常見的化合類原子晶體有碳化硅 二氧化硅等 4 金屬單質是金屬晶體 3 依據(jù)晶體的熔點判斷 1 離子晶體的熔點較高 2 原子晶體熔點很高 3 分子晶體熔點低 4 金屬晶體多數(shù)熔點高 但也有少數(shù)熔點相當?shù)?4 依據(jù)導電性判斷 1 離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時能導電 2 原子晶體一般為非導體 3 分子晶體為非導體 而分子晶體中的電解質 主要是酸和強極性非金屬氫化物 溶于水 使分子內(nèi)的化學鍵斷裂形成自由移動的離子 也能導電 4 金屬晶體是電的良導體 5 依據(jù)硬度和機械性能判斷 1 離子晶體硬度較大 硬而脆 2 原子晶體硬度大 3 分子晶體硬度小且較脆 4 金屬晶體多數(shù)硬度大 但也有較低的 且具有延展性 注意 1 常溫下為氣態(tài)或液態(tài)的物質 其晶體應屬于分子晶體 Hg除外 2 石墨屬于混合型晶體 但因層內(nèi)原子之間碳碳共價鍵的鍵長為1 42 10 10m 比金剛石中碳碳共價鍵的鍵長 鍵長為1 54 10 10m 短 所以熔 沸點高于金剛石 3 AlCl3晶體中雖含有金屬元素 但屬于分子晶體 熔 沸點低 熔點190 4 合金的硬度比成分金屬大 熔 沸點比成分金屬低 3 下列物質的熔 沸點高低順序中 正確的是 A 金剛石 晶體硅 二氧化硅 碳化硅B CI4 CBr4 CCl4 CH4C MgO H2O O2 Br2D 金剛石 生鐵 純鐵 鈉解析 對于A選項 同屬于原子晶體 熔沸點高低主要看共價鍵的強弱 顯然對鍵能而言 晶體硅離子晶體 分子晶體 MgO H2O O2 Br2 H2O Br2 O2 Br2 O2 C項錯誤 D選項 生鐵為鐵合金 熔點要低于純鐵 D項錯誤 答案 B 晶體熔 沸點高低比較 4 根據(jù)下表給出的幾種物質的熔點 沸點數(shù)據(jù) 判斷下列有關說法中錯誤的是 A SiCl4是分子晶體B 單質B可能是原子晶體C AlCl3加熱能升華D NaCl的鍵的強度比KCl的小 解析 由表中所給熔 沸點數(shù)據(jù)可知 SiCl4應為分子晶體 A項正確 單質B可能為原子晶體 B項正確 AlCl3的沸點低于熔點 它可升華 C項也正確 NaCl的熔 沸點高于KCl的 表明Na 與Cl 鍵斷裂較K 與Cl 鍵斷裂難 即NaCl的鍵的強度大于KCl的 D項錯誤 答案 D 5 離子晶體熔點的高低取決于晶體中晶格能的大小 判斷KCl NaCl CaO BaO四種晶體熔點的高低順序是 A KCl NaCl BaO CaOB NaCl KCl CaO BaOC CaO BaO NaCl KClD CaO BaO KCl NaCl解析 離子晶體中 晶格能越大 晶體熔 沸點越高 離子所帶電荷數(shù)越多 半徑越小 晶格能越大 答案 C 分類比較晶體的熔 沸點1 不同類型晶體熔 沸點的比較 1 不同類型晶體的熔 沸點高低一般規(guī)律 原子晶體 離子晶體 分子晶體 2 金屬晶體的熔 沸點差別很大 如鎢 鉑等熔 沸點很高 汞 銫等熔 沸點很低 2 離子晶體 一般地說 陰陽離子的電荷數(shù)越多 離子半徑越小 則離子間的作用力就越強 其離子晶體的熔 沸點就越高 如熔點 MgO MgCl2 NaCl CsCl 衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能 晶格能越大 形成的離子晶體越穩(wěn)定 熔點越高 硬度越大 3 分子晶體 分子間作用力越大 物質的熔 沸點越高 具有氫鍵的分子晶體熔 沸點反常的高 如H2O H2Te H2Se H2S 組成和結構相似的分子晶體 相對分子質量越大 熔 沸點越高 如SnH4 GeH4 SiH4 CH4 組成和結構不相似的物質 相對分子質量接近 分子的極性越大 其熔 沸點越高 如CO N2 CH3OH CH3CH3 同分異構體 支鏈越多 熔 沸點越低 如CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 4 金屬晶體 金屬離子半徑越小 離子電荷數(shù)越多 其金屬鍵越強 金屬熔 沸點就越高 如熔 沸點 Na Mg Al 1 常見原子晶體 分子晶體 離子晶體的模型 考點三典型的晶體模型 2 常見金屬晶體的原子堆積模型 1 在晶體球棍模型中 金剛石中的 棍 和干冰中的 棍 表示的意義一樣嗎 分子晶體中有化學鍵嗎 2 試分析石墨晶體中粒子之間存在的作用力及碳原子采取的雜化方式 3 下列排列方式中 A ABCABCABCB ABABABABABC ABBAABBAD ABCCBAABCCBA 屬于鎂型堆積方式的是 屬于銅型堆積方式的是 提示 1 不一樣 金剛石中表示的是C C共價鍵 而干冰中的 棍 表示分子間作用力 分子晶體中多數(shù)含有化學鍵 如CO2中的CO鍵 少數(shù)則無 如稀有氣體形成的晶體 2 石墨晶體呈層狀結構 同層內(nèi)每個碳原子與另外三個碳原子形成共價鍵 鍵角均為120 層與層之間存在范德瓦耳斯力 碳原子采取sp2雜化 3 BA 1 下列是鈉 碘 金剛石 干冰 氯化鈉晶體的晶胞示意圖 未按順序排序 與冰的晶體類型相同的是 請用相應的編號填寫 依據(jù)常見晶體的晶胞判斷晶體類型 解析 冰屬于分子晶體 干冰 碘也屬于分子晶體 B為干冰晶胞 C為碘晶胞 答案 BC 2 下面關于SiO2晶體網(wǎng)狀結構的敘述正確的是 A 最小的環(huán)上 有3個Si原子和3個O原子B 最小的環(huán)上 Si和O原子數(shù)之比為1 2C 最小的環(huán)上 有6個Si原子和6個O原子D 存在四面體結構單元 O處于中心 Si處于4個頂角解析 SiO2的晶體結構與金剛石的晶體結構相似 相當于把金剛石中的碳原子 換成硅原子 然后在兩個硅原子中間插入一個氧原子 金剛石的晶體結構中每個最小的環(huán)上是6個碳原子 所以SiO2晶體中最小的環(huán)上應有6個硅原子和6個氧原子 答案 C 對晶胞結構的考查 3 鉛 鋇 氧形成的某化合物的晶胞結構是 Pb4 處于立方晶胞頂點 Ba2 處于晶胞中心 O2 處于晶胞棱邊中心 該化合物化學式為 每個Ba2 與 個O2 配位 答案 BaPbO312 4 1 將等徑圓球在二維空間里進行排列 可形成密置層和非密置層 在圖1所示的半徑相等的圓球的排列中 A屬于 層 配位數(shù)是 B屬于 層 配位數(shù)是 2 將非密置層一層一層地在三維空間里堆積 得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞 它被稱為簡單立方堆積 在這種晶體中 金屬原子的配位數(shù)是 平均每個晶胞所占有的原子數(shù)目是 3 有資料表明 只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的堆積方式 釙位于元素周期表的第 周期第 族 元素符號是 最外電子層的電子排布式是 答案 1 非密置4密置6 2 61 3 六 APo6s26p4 5 用晶體的X射線衍射法對Cu的測定得到以下結果 Cu的晶胞為面心立方最密堆積 如右圖 已知該晶體的密度為9 00g cm 3 晶胞中該原子的配位數(shù)為 Cu的原子半徑為 cm 阿伏加德羅常數(shù)為NA 要求列式計算 金屬晶胞中原子半徑的計算 晶體結構中的有關計算1 根據(jù)晶體晶胞的結構特點確定晶體的化學式晶胞中粒子數(shù)目的計算 2 根據(jù)晶體晶胞的結構特點和有關數(shù)據(jù) 求算晶體的密度或晶體晶胞的體積對于立方晶胞 可建立如下求算途徑 典例晶胞是晶體中最小的重復單位 數(shù)目巨大的晶胞無隙并置構成晶體 NaCl晶體是一個正六面體 如圖一 我們把陰 陽離子看成不等徑的圓球 并彼此相切 已知a為常數(shù) 請計算下列問題 1 每個晶胞平均分攤 個Na 個Cl 2 NaCl晶體中陰 陽離子的最短距離為 用a表示 3 NaCl晶體為 巨分子 在高溫下 1413 時 晶體轉變成氣態(tài)團簇分子 現(xiàn)有1molNaCl晶體 加強熱使其變?yōu)闅鈶B(tài)團簇分子 測得氣體體積為11 2L 已折算為標準狀況 則此時氯化鈉氣體的分子式為 即時訓練金晶體是面心立方體 立方體的每個面上有5個金原子緊密堆砌 如圖 金原子半徑為Acm 求 1 金晶體中最小的一個立方體含有 個金原子 2 金的密度為 g cm3 帶A計算式表示