高中化学单元课9-正确理解原子晶体、金属晶体和离子晶体的结构和性质(教师版).pdf

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1、正确理解原子晶体、金属晶体和离子晶体的结构和性质教学目标： 学生能够正确理解原子晶体、金属晶体和离子晶体的结构和性质问题层级图目标层级图不会正确理解原子晶体、金属晶体和离子晶体的结构和性质不会正确理解原子晶体的结构和性质不会判断原子晶体及有关概念的理解及应用不会正确理解原子晶体类型的判断及结构特点不会正确理解金属晶体的结构和性质不会正确理解金属键与金属晶体的概念不会正确理解金属晶体的物理特性及金属晶体的原子堆积模型不会正确理解离子晶体的结构和性质不会正确理解正确理解离子键与离子晶体的概念不会正确理解离子晶体的结构及其特征不会正确理解离子晶体的晶格能与其性质的关系正确理解原子晶体、金属晶体和离子

2、晶体的结构和性质正确理解原子晶体的结构和性质判断原子晶体及有关概念的理解及应用正确理解原子晶体类型的判断及结构特点正确理解金属晶体的结构和性质正确理解金属键与金属晶体的概念正确理解金属晶体的物理特性及金属晶体的原子堆积模型正确理解离子晶体的结构和性质正确理解正确理解离子键与离子晶体的概念正确理解离子晶体的结构及其特征正确理解离子晶体的晶格能与其性质的关系正确理解原子晶体、金属晶体和离子晶体的结构和性质一、 正确理解原子晶体的结构和性质（）（1）判断原子晶体及有关概念的理解及应用（）1.原子晶体定义：相邻原子间以相结合而形成的空间网状结构的晶体。2.原子晶体的物理性质：(1) 熔点和沸点。(2)

3、 硬度。(3) 一般不导电。(4) 难溶于一些常见的溶剂。答案：共价键，很高，很大。【过关检测】 （3min）1.有关晶体的下列说法中，正确的是( ) A分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B原子晶体中共价键越强，熔点越高C冰融化时水分子中共价键发生断裂D原子晶体中只存在极性共价键，不可能存在其他类型的化学键2.金刚石是典型的原子晶体，下列关于金刚石的说法中错误的是() A晶体中不存在独立的“分子”B碳原子间以共价键相结合C是自然界中硬度最大的物质D化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应（2）正确理解原子晶体类型的判断及结构特点（）1.原子晶体的判断方法：（1）依据组成晶体的粒子和粒

4、子间的作用力判断：原子晶体的组成粒子是原子，粒子间的作用力是共价键。（2）依据晶体的熔沸点判断：原子晶体的熔沸点很高，常在1 000 以上。（3）依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，耐磨。2.金刚石晶体中每个碳原子以4 个共价键对称地与相邻的4 个碳原子相结合， 形成正四面体结构。晶体中 CCC夹角为 10928，碳原子采取了sp3杂化。最小环上有6 个碳原子。晶体中 C原子个数与C C键数之比为1:(4 12) 1:2 。3.二氧化硅晶体中每个硅原子和4 个氧原子形成4 个共价键；每个氧原子与2 个硅原子相结合。故SiO2晶体中硅原子与氧原子按1：2 的比例组成。最小环上有12 个原子。

5、【过关检测】 （5min）1.根据下列性质判断，属于原子晶体的物质是() A熔点 2700，导电性好，延展性强B无色晶体，熔点3550，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂C无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800，熔化时能导电D熔点 56.6，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电2.氮化碳结构如图，其中 -氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是() A氮化碳属于原子晶体B氮化碳中碳显4 价，氮显 3 价C氮化碳的化学式为C3N4D每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连3.金刚石是由碳原子所形成的正四面体结构向空间无限延伸而得到的具有空

6、间网状结构的原子晶体。 在立方体中， 若一碳原子位于立方体体心，则与它直接相邻的四个碳原子位于该立方体互不相邻的四个顶角上(如图中的小立方体)。请问，图中与小立方体顶角的四个碳原子直接相邻的碳原子数为多少，它们分别位于大立方体的什么位置() A12，大立方体的12 条棱的中点B8，大立方体的8 个顶角C6，大立方体的6 个面的中心D14，大立方体的8 个顶角和6 个面的中心二、 正确理解金属晶体的结构和性质（）（1）正确理解金属键与金属晶体的概念1.金属键定义：金属阳离子与之间的强烈的相互作用叫金属键。成键微粒：、自由电子。金属键的特征：金属键无和。金属键的作用：金属晶体硬度的大小及熔、沸点的

7、高低与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点，硬度。影响金属键的因素：金属键的强弱决定于金属阳离子所带电荷及阳离子半径。一般阳离子所带电荷越多，半径越小，金属键越强，金属单质的熔、沸点越高，硬度越大。如熔点： LiNaKRbCs ；NaMgNaClBaOCaO BNaClKClCaOBaO CCaOBaOKClNaCl DCaOBaONaClKCl 2.1 mol 气态钠离子和 1 mol 气态氯离子结合生成1 mol 氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠的晶格能。下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是 _。ANa(g)Cl(g)=NaCl(s) HBNa(s)12Cl2(g

8、)=NaCl(s) H1CNa(s)=Na(g) H2DNa(g)e=Na(g) H3E.12Cl2(g)=Cl(g) H4FCl(g) e=Cl(g) H5【单元过关检测】 （30min）【补救篇】1.下列有关晶体的叙述中，错误的是() A分子晶体熔化时化学键一般不被破坏B白磷晶体中，结构粒子之间通过共价键结合C石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体D构成分子晶体的结构粒子中可能存在共价键2.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是() A金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性B共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价

9、键有方向性和饱和性C范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大D氢键不是化学键，而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间3.金属镍在电池、 合金、催化剂等方面应用广泛。下列关于金属及金属键的说法正确() A金属键具有方向性与饱和性B金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用C金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子D金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光4.金属晶体堆积密度大，原子配位数大，能充分利用空间的原因是() A金属原子价电子数少B金属晶体中有自由电子C金属原子的原子半径大D金属键没有饱和性和方向性5.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方

10、最密堆积、 面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图(a)、(b)、 (c)分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为() A321 B11 84 C9 84 D21149 3.高温下， 超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0 价，部分为2 价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是() A晶体中只存在离子键B超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有1 个 K和 1 个 O2C晶胞中与每个K距离最近的O2有 6 个D晶体中所有原子之间都是以离子键结合4.根据下列实验事实，能确定某晶体一定是离子晶体的是() A晶体熔点达2 500 B晶体不导

11、电，溶于水导电C晶体不导电，熔融能导电D温度越高，溶解度越大【巩固篇】1.根据下列性质判断，属于原子晶体的物质是() A熔点 2 700 ，导电性好，延展性强B无色晶体，熔点3 550 ，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂C无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ，熔化时能导电D熔点 56.6 ，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电2.下列晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是() ASO2与 SiO2BCO2与 H2O2C金刚石与HCl DCCl4与 SiC 3.在单质的晶体中一定不存在的微粒是() A原子B分子C阴离子D阳离子4.金属能导电的原因是() A金属晶体中的金属阳离子与自由

12、电子间的作用较弱B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D金属晶体在外加电场作用下可失去电子5.金刚砂 (SiC)与金刚石具有相似的晶体结构(如下图 )，在金刚砂的空间立体网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题：(1)金刚砂属于 _晶体。(2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合_个碳原子， 其中键角是 _。(3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有_个硅原子。答案：原子， 4, 109.5， 3 6.某原子晶体 A， 其空间结构中的一部分如图所示。 A 与某物质 B 反应生成 C，其实

13、质是在每个 AA 键中插入一个 B 原子，则 C 的化学式为() AAB BA5B4CAB2DA2B57.结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题：(1)已知下列金属晶体： Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au 其堆积方式为：简单立方堆积的是 _；体心立方堆积的是 _；方最密堆积的是 _；心立方最密堆积的是 _。(2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是_。A由分子间作用力形成，熔点很低B由共价键结合形成网状晶体，熔点很高C固体有良好的导电性、传热性和延展性(3)下列关于金属晶体的叙述正确的是_。A常温下，金属单质都以金属晶体形式存在B金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下

14、，不因形变而消失C钙的熔、沸点高于钾D温度越高，金属的导电性越好答案： (1)PoNa、K、FeMg 、ZnCu、Au (2)C(3)BC 8.有下列几种晶体： A.水晶， B.冰醋酸， C.白磷， D.金刚石， E.晶体氩， F.干冰。(1)属于分子晶体的是_。(2)属于原子晶体的化合物是_。(3)直接由原子构成的晶体是_。(4)受热熔化时无化学键发生变化的是_，需克服共价键的是_。(5)晶体中存在氢键的是_。(6)晶体中不存在化学键的是_。答案： (1)B、C、E、F(2)A(3)A、D、E(4)B、 C、E、FA、D(5)B(6)E 9.比较下列几组晶体熔、沸点的高低顺序(1)金刚石、氯

15、化钠、晶体硅、干冰(2)石英晶体、铝硅合金、冰(3)CaO、KI、 KCl (4)F2、Cl2、Br2、I2答案： (1)金刚石 晶体硅 氯化钠 干冰(2)石英晶体 铝硅合金 冰(3)CaOKClKI (4)I2Br2Cl2F2 【提升篇】1.下图为冰晶体的结构模型，大球代表氧原子， 小球代表氢原子。 下列说法正确的是() A冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体C水分子间通过H O 键形成冰晶体D冰晶体融化时，水分子之间的空隙增大2.下列说法中，正确的是 () A冰融化时，分子中HO 键发生断裂B原子晶体中，共价键越强，熔点越高C分子晶体中，共价键键

16、能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高D分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定3.下列说法正确的是() A124 g 白磷中含有PP 键的个数为4NAB12 g 石墨中含有CC 键的个数为2NAC12 g 金刚石中含有CC 键的个数为2NAD60 g SiO2中含有 SiO 键的个数为2NA4.根据下列几种物质的熔点和沸点数据， 判断下列有关说法中， 错误的是 () NaCl MgCl2AlCl3SiCl4单质 B 熔点 /810 710 190 68 2 300 沸点 /1 465 1 418 182.7 57 2 500 注： AlCl3熔点在 2.02105Pa条件下测定。ASiC

17、l4是分子晶体B单质 B 是原子晶体CAlCl3加热能升华DMgCl2所含离子键的强度比NaCl 大5.金属晶体的原子堆积方式常有以下四种方式，请认真观察模型回答下列问题：(1)四种堆积模型的堆积名称依次是_、_ 、_ 、_。(2)图 1 方式的堆积， 空间利用率为 _， 只有金属 _采用这种堆积方式。(3)图 2 与图 3 两种堆积方式中金属原子的配位数_(填“相同”或“不相同”)，图 2 的空间利用率为_，图 3 的表示符号为_ 。(4)采取图 4 堆积方式的金属通常有_(任写三种金属元素的符号)，每个晶胞中所含有的原子数为_。答案： (1)简单立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积体心立方

18、堆积(2)52%Po(3)相同74%ABCABC ,(4)K、Na、Fe、Li 、Ba、W(任意三种 )2 6.C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)。(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为() A同分异构体B同素异形体C同系物D同位素(2)固态时， C60属于 _晶体 (填“离子”、“原子”或“分子”)，C60分子中含有双键的数目是_个。(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol 硅晶体中含有硅硅单键的数目约是_NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1 个氧原子， 二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是_。(4)

19、石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是_。答案： (1)B(2)分子30(3)26(4)2 7.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中的最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs离子核间距离为acm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度是() A.8MNAa3g cm3B.Ma38NAg cm3C.MNAa3g cm3D.Ma3NAg cm38.镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。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

20、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烟火。燃放时， 烟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：氟化物NaF MgF2SiF4熔点 /K 1266 1534 183 解释表中氟化物熔点差异的原因：_ _ _ 。答案： (1)增强熔融盐的导电性(2)空心球应为O2，实心球应为Mg2；8 号空心球改为实心球(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以发光的形式释放能量(4)离子晶体微粒间的作用力随阳离子半径的减小、电荷的增大而增大，故 MgF2的熔点高于 NaF；SiF4是分子晶体，晶体微粒间的作用力为范德华力，因而熔点较低