2014-2015化学新人教版选修3 人教版化学选修三物质结构与性质 第三单元　晶体结构与性质.ppt

1、第三单元 晶体结构与性质1了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。2了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。3了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。4理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。5能列举金属晶体的基本堆积模型。一、化学键、电解质与晶体的关系1化学键与晶体结构2晶体类型与电解质的关系二、晶体类型的判断方法1依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格质点是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的晶格质点是分子，质点

2、间的作用为分子间作用力，即范德华力；金属晶体的晶格质点是金属阳离子和自由电子，质点间的作用是金属键。2依据物质的分类判断金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、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。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨等；常见的原子晶体。化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(常温除汞外)与合金是金属晶体。3依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余度。原子晶体熔点高，常在1 000度至几千度。分

3、子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度，金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4依据导电性判断离子晶体水溶液及熔化时能导电。原子晶体一般为非导体，石墨能导电。分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。金属晶体是电的良导体。5依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或略硬而脆。原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。三、晶体熔沸点高低比较的规律1不同类型晶体的熔、沸点高低规律：原子晶体离子晶体分子晶体；金属晶体(除少数外)分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低

4、，如汞、镓、铯等。2由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的，键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如：金刚石石英碳化硅硅。3离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。4分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如熔、沸点：O2N2，HIHBrHCl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CON2，在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；芳香烃及其衍生物的同分异构体，其熔、沸点高低顺序

5、是“邻位间位对位”化合物。四、常见的几种晶体结构1晶体里的微粒数描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。物质晶型基本单位微粒数氯化钠NaCl离子立方体每个Na周围与它最接近等距的Na有12个CsCl离子立方体每个Cs(或Cl)的等距离Cs(或Cl)有6个金刚石C原子正四面体最小环上有6个碳原子石墨C混合正六边形平均每个六边形占有2个碳原子石英SiO2原子硅氧四面体最小环有12个原子干冰CO2分子面心立方体等距相邻12个CO2分子 (2008年高考海南卷)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如下图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是()AZXY3BZX2Y6CZX4Y8 DZX8Y1

6、2【导航】解答该题时要注意根据晶胞结构想象出整个晶体中，每个原子被几个晶胞共用，然后利用均推法进行计算。【答案】A同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：A组物质 NaClKClCsCl熔点(K)1 074 1 049 918B组物质 Na Mg Al熔点(K)317 923 933晶体熔、沸点的高低，决定于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组是_晶体，晶体微粒之间通过_相连。B组晶体属_晶体，价电子数由少到多的顺序是_，粒子半径由大到小的顺序是_。由库仑定律F_可知，金属键强度由小到大的顺序为_。(2008年高考广东卷)镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因

7、子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有_。(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中错误：_。(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火，燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：_。(4)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：解释表中氟化物熔点差异的原因：_。a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有_键的特性。粒子间的相

8、互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中粒子间相互作用力的差异_。【导航】解答该题时要应用化学键和晶体结构知识来分析构成晶体粒子间的作用以及比较晶体熔沸点的高低。【解析】(1)NaCl、KCl或CaCl2均为离子化合物，熔融时电离出离子，使离子浓度增大，增强熔融盐的导电能力。(2)根据NaCl晶胞，推知MgO晶体中Mg2应处于立方体的棱中心及体心，因此应将晶体中改为黑色。(3)原子核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。燃烧时，电子获得能量，从离核近的轨道跃迁到离核远的轨道。跃迁到新轨道的电子处于一种不稳定的状态，它随时会跃回原来轨道，并向外界释放能量(光能)。(4)不同晶体

9、类型沸点：离子晶体分子晶体；对于不同离子晶体，可根据离子半径大小及离子电荷多少，比较离子键强弱，从而判断晶体沸点高低。(5)碳碳键能够旋转，表明其具有键的特性。中含有氧原子和氢原子，易与X分子中的H原子、N原子形成氢键；而X与Cu()结合时，粒子间能形成配位共位键。【答案】(1)增强熔融盐的导电性(2)将改为黑色(3)原子核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。燃烧时，电子获得能量，从内侧轨道跃迁到外侧的另一轨道。跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态，它随即就会跳回原来轨道，并向外界释放能量(光能)(4)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，离子键比分子间作用力强得多，

10、所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高。又因为Mg2的半径小于Na，Mg2所带正电荷数大于Na，MgF2的离子键比NaF的离子键强，所以MgF2的熔点高于NaF(5)a中微粒间作用为氢键，b中微粒间作用为配位共价键1下列叙述正确的是()A固态物质一定是晶体B冰和固体碘晶体中相互作用力相同C晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列D凡有规则外形的固体一定是晶体【解析】固态物质分为晶体和非晶体，二者的根本区别是晶体有三大特征：有规则的几何外形、有各向异性、有固定的熔点。B中冰中除范德华力外还含有氢键，而碘中只有范德华力。所以，A、B、D都错误，只有C正确。【答案】C2下列物质的熔沸点高低顺序正确的是

11、()A金刚石晶体硅碳化硅BCCl4CBr4CCl4CH4CMgOH2OO2N2H2D金刚石生铁纯铁钠【解析】对于A选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅碳化硅，A错；B选项同为组成结构相似的分子，熔沸点高低看相对分子质量大小，B对；C选项，对于不同类型晶体的熔沸点一般为原子晶体离子晶体分子晶体，C对；D选项，生铁为合金，熔点低于纯铁。【答案】BC3下列叙述正确的是()A分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C离子晶体中可能含有共价键D金属晶体的熔点和沸点都很高【解析】单原子分子内不存在共价键，如He、Ar等，A项错误；

12、某些原子晶体，如二氧化硅晶体中原子间存在极性共价键，B项错误；离子晶体中一定含有离子键，还可能含共价键，如NaOH是由Na和OH结合而成的离子晶体，OH中含OH共价键，C项正确；金属晶体的熔、沸点一般较高，但也有部分金属的熔、沸点较低，如常温下汞为液态，D项错误。【答案】C4(2008年四川理综)下列说法中正确的是()A离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子B金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动C分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态D原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合【解析】离子晶体的结构不同，每个离子周围吸引的带相反电荷的离子的数目不同，A错误

13、；金属是由金属阳离子和自由电子构成的，但自由电子并不是在外加电场的作用下才产生的，B错误；分子晶体在常温下也有呈固态的，C错误；组成原子晶体的元素是非金属元素，非金属元素间以共价键结合，D正确。【答案】D5(2008年山东高考题)氮是地球上极为丰富的元素。(1)Li3N晶体中氮以N3的形式存在，基态N3的电子排布式为_。(2)NN的键能为942 kJmol1，NN单键的键能为247 kJmol1，计算说明N2中的_键比_键稳定(填“”或“”)。(3)(CH3)3NH和AlCl4可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100，其挥发性一般比有机溶剂_(填“大”或“小”)，可用做_(填代

14、号)。A助燃剂 B“绿色”溶剂C复合材料D绝热材料(4)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成的晶体结构如右图所示。X的元素符号是_，与同一个N3-相连的X+有_个。【解析】(1)N3-核外有10个电子，其电子排布式为1s22s22p6。(2)NN中含1个NN(键)，另两个键为键，根据键能大小确定稳定性键键。(3)离子液体挥发需克服离子键，有机溶剂挥发需克服分子间作用力，而离子键分子间作用力，故离子液体较有机溶剂的挥发性小。(4)X核外有28个电子，其核内质子数为29，为铜元素(Cu)，在晶体Cu3N中大球为N3，小球为Cu，取以1个N3为中心作反向延长线可知与N3相连的C

15、u共6个。【答案】(1)1s22s22p6(2)(3)小 B(4)Cu66(2009年山东临沂高三质检)人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测是钛(Ti)，它被誉为“未来世纪的金属”。试回答下列问题：(1)Ti元素在元素周期表中的位置是第_周期第_族；其基态原子的价电子排布为_。(2)在Ti的化合物中，可以呈现2、3、4三种化合价，其中以4价的Ti最为稳定。偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如下图所示，它的化学式是_；已知Ti3可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl36H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：a分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；b分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；c沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为_，绿色晶体中含有的化学键类型是_。【答案】(1)四 B3d24s2(2)BaTiO3TiCl(H2O)5Cl2H2O 共价键、配位键、离子键课时作业点击进入链接