優(yōu)化探究高考化學總復習 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件（選修3）

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1、第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考綱要求1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。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(jié)構(gòu)與性質(zhì)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(zhì)。4.了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)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(zhì)的影響。 1晶體與非晶體考點一晶體的常識考點一晶體的常識 2.獲得晶體的三條途徑 (1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固。 (2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。 (3)溶質(zhì)從溶液中析出。 3晶胞 (

2、1)晶胞：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)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(gòu)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(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(cè)棱、底面上的棱、面心依次被多少個晶胞共用

3、？ 提示： 1(1)(2)(3)(4)(5) 2不一定，如玻璃屬于玻璃態(tài)物質(zhì)，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(cè)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(gòu)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)的計算晶胞中粒子個數(shù)的計算 2.如圖所示晶體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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

4、去)() A8；BaTi8O12 B8；BaTi4O9 C6；BaTiO3 D3；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(jié)構(gòu)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() AMg2B3 BMgB2 CMg2B DMg3B2答案：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() A3 9 4 B1 4 2 C2 9 4 D3 8 4答案：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(jié)構(gòu)，其中R為2價，G為2價

5、，則Q的化合價為_。答案：答案：3價價 6如圖是金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)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 7ZnS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(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長為540.0 pm，密度為_gcm3(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

6、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_gcm3。 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?；卮鹣铝袉栴}： (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，F(xiàn)e3的電子排布式

7、為_?？捎昧蚯杌洐z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_，1 mol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(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a0.405 nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為_。列式表示Al單質(zhì)的密度_gcm3(不必計算出結(jié)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1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質(zhì)量為x

8、 M g(M為微粒的相對“分子”質(zhì)量)；1個晶胞的質(zhì)量為 a3 g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為 a3 NA g，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(zhì)的影響： 晶格能越大，形成的離子晶體越 ，且熔點越 ，硬度越 。釋放釋放kJmol1越大越大越小越小穩(wěn)定穩(wěn)定高高大大 1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“” (1)在晶體中只要有

9、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() 2CO2和SiO2在物理性質(zhì)上有較大差異，而在化學性質(zhì)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(zhì)的因素：晶體類型及結(jié)構(gòu)、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(zhì)均由其內(nèi)部的化學鍵決定，而CO與S

10、iO鍵都是極性鍵，所以在化學性質(zhì)上有較多相似之處。 1下列物質(zhì)：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(gòu)成的晶體_。 (3)直接由原子構(gòu)成的分子晶體_。 (4)由極性分子構(gòu)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(zhì)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(gòu)成的非極性分子)、過

11、氧化氫和冰醋酸(由極性鍵和非極性鍵構(gòu)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(jié)果見下表：(1)晶體的化學式分別為晶體的化學式分別為A_、B_、C_。(2)晶體的類型分別是晶體的類型分別是A_、B_、C_。(3)晶體中

12、微粒間作用力分別是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(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用判斷 (1)離子晶體的構(gòu)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(gòu)成微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵。 (3)分子晶體的構(gòu)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(gòu)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(zhì)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)

13、大多數(shù)非金屬單質(zhì)(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(zhì)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(zhì)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)汀?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(zhì)(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分

14、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(zhì)，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?qū)觾?nèi)原子之間碳碳共價鍵的鍵長為1.421010m，比金剛石中碳碳共價鍵的鍵長(鍵長為1.541010m)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，

15、熔、沸點比成分金屬低。 3下列物質(zhì)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 BCI4CBr4CCl4CH4 CMgOH2OO2Br2 D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)，Br2O2，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、沸點高低比較晶體熔、沸點高低比較 4根據(jù)下表給出的幾種物質(zhì)的熔點、沸點數(shù)據(jù)，判斷下列有關說法中錯誤的是()A.SiCl4是分子晶體是分子晶體B單質(zhì)單質(zhì)B可能是原子晶體可能是原

16、子晶體CAlCl3加熱能升華加熱能升華DNaCl的鍵的強度比的鍵的強度比KCl的小的小 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(zhì)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() AKClNaClBaOCaO BNaClKClCaOBaO CCaOBaONaClKCl DCaOBaOKClNaCl 解析

17、：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：MgOMgCl2NaClCsCl。 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(zhì)的熔

18、、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。 組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。 組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點越高，如CON2，CH3OHCH3CH3。 同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點越低。 如CH3CH2CH2CH2CH3 (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：NaMgAl。 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

19、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.ABCABCABC BABABABABABCABBAABBADABCCBAABCCBA，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CC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(jié)構(gòu)：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

20、化。 3BA 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(jié)構(gòu)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 2 C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(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個頂角 解析：SiO2的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)相似，相當于把金剛石中的碳原子，換成硅原子，然后在

21、兩個硅原子中間插入一個氧原子，金剛石的晶體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的考查對晶胞結(jié)構(gòu)的考查 3鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)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：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

22、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(jié)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9.00 gcm3，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金屬晶胞中原子半徑的計算 晶體結(jié)構(gòu)中的有關計算 1根據(jù)晶體晶胞的結(jié)構(gòu)

23、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(jié)構(gòu)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(gòu)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(1 413 時)晶體轉(zhuǎn)變成氣態(tài)團簇分子。現(xiàn)有1 mol NaCl晶體，加強熱使其變?yōu)闅鈶B(tài)團簇分子，測得氣體體積為11.2 L(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A cm，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)。