选修三 物质结构与性质(三)第3章第3章 晶体结构与性质.doc
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1、第 37 页第3章 物质的聚集状态与物质性质第1节 认识晶体【目标聚焦】1了解原子晶体的特征2能列举金属晶体的基本堆积模型。3知道分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体微粒间的作用力。【学海导航】1晶体的三个特性是 2 的晶体称为离子晶体; 称为金属晶体; 称为原子晶体; 称为分子晶体。3因为金属键、离子键、分子间的相互作用没有 ,所以组成金属晶体、离子晶体、分子晶体的微粒服从 原理。4金属晶体的结构形式可归结为等径圆球的密堆积。其中,每一层都是最紧密堆积,也就是没个等径球与周围 相接触。而层与层之间的堆积时有多种方式。一种是“ABAB”重复方式,叫 型的最密堆积,一种是“ABCABC” 重复
2、方式,叫 型的最密堆积。5晶胞是晶体结构中最小的 ,是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的 。6在晶胞中,平行六面体的顶点上的微粒为 个晶胞共有;在面心上的微粒为 个晶胞共有;在棱的中心上的微粒为 个晶胞共有。【思维点拨】【例题1】关于晶体的下列说法正确的是A在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C离子晶体的熔点一定比金属晶体的高D分子晶体的熔点一定比金属晶体的低【解答】A正确。B不正确,在金属晶体中含金属阳离子而不含阴离子。C不正确,金属钨的熔点比所有的离子晶体高。D不正确,单质汞在常温下为液态,而分子晶体碘、硫在常温下为固态。【答案】A【例题2】某离子
3、晶体晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于立方体的中心。试分析:(1)在一个晶胞中有 个X, 个Y,所以该晶体的化学式为_ _。 (2)晶体中距离最近的2个X与一个Y所形成的夹角XYX角度为_(填角的度数)【解答】(1)Y的个数为1,X的个数为41/8=1/2,所以XY=12,化学式是XY2(2)X与Y之间的连线构成了正四面体,类似甲烷(CH4)的结构,所求的XYX等于甲烷中的键角,即109.5。【答案】(1)1;1/2;(2)109.5【知能达标】1下列各对物质中,化学键类型与晶体类型完全相同的是 ( )ANaCl与NaOH BBr2与H2CCCl4与FeCl3 DCO2与SiO22某
4、单质晶体一定不是 ( )A离子晶体 B分子晶体 C原子晶体 D金属晶体3下列叙述正确的是 ( )A任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子B离子晶体中可能含有共价键C离子晶体中只含有离子键不含有共价键D分子晶体中只存在分子作用力,不含有其他化学键4下列有关金属元素特征的叙述中正确的是 ( )A金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性B金属元素在化合物中一定显正价C金属元素在不同化合物中的化合价均不同D金属单质在常温下都是固体5含有离子的晶体 ( )A一定是离子晶体 B可能是分子晶体 C可能是原子晶体 D可能是金属晶体6下列说法一定正确的是 ( )A其水溶液导电的一定是离子晶体B熔融态导电的一定
5、是离子晶体C固态导电的一定是金属晶体D固态不导电熔融态导电的一定是离子晶体7碘的熔、沸点较低,其原因是( )A碘的非金属性较弱 BI2中II键不稳定C碘分子的分子间作用力比较小D碘的氧化性较弱8下列叙述中正确的是( )A分子晶体中一定存在共价键 B离子晶体中一定含金属元素C原子晶体中一定不存在离子键 D离子晶体中不可能存在共价键9干冰气化时发生变化的是( )A分子内共价键 B分子间作用力C分子间的距离D分子内原子间的距离10有关A1型密堆积与A3型密堆积的说法中正确的是 ( )AA1型密堆积是最密堆积,A3型密堆积不是最密堆积。B两者都是最密堆积,其中A1型密堆积是一、三、五各层球心重合,二、
6、四、六各层球心重合;A3型密堆积是四、五、六层分别与一、二、三层球心重合。C原子晶体一般都采用A1型密堆积或A3型密堆积。D只有金属晶体才可能采用A1型密堆积或A3型密堆积。11能与氢氧化钠溶液反应的原子晶体是 ( )A铝 B金刚石C硅 D二氧化硅12.下列说法中错误的是 ( )A分子晶体中范德华力没有方向性与饱与性,所以分子晶体一般都采取密堆积,但要受到分子形状的影响。B离子晶体一般都是非等径球的密堆积C由于共价键的方向性与饱与性,原子晶体堆积的紧密程度大大降低。D配位数就是配位键的数目。13对于A1型密堆积的描述错误的是AA1型密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞。B面心立方晶胞的每个顶点上与
7、每个面的中心上都各有一个金属原子C平均每个面心立方晶胞中有14个金属原子D平均每个面心立方晶胞中有4个金属原子14将H2S、HF、HCl、HI、CH4、NH3、H2O、MgO、SiO2、CO2、SO2、NaCl、NaOH等化合物按以下要求填空:(1)具有强极性键的弱酸是 ,具有强极性键的强酸是 ,具有弱极性键的强酸是 ,具有弱极性键的弱酸是 ,其水溶液有强碱性的是 ,其水溶液有弱碱性的是 。(2)属于离子化合物的是 。(3)属于分子晶体的氧化物是 ,属于原子晶体的氧化物是 。(4)具有正四面体构型的化合物是 ,难溶于水的气态氢化物是 ,难溶于水的氧化物是 。探索提高15.金属铜的晶胞是一个“面
8、心立方体”(注:八个顶点与六个面分别有一个金属原子)。则金属铜平均每个晶胞中有_个金属原子组成的。已知铜的摩尔质量是64gmol1,金属铜的密度是8.93gcm-3。则金属铜的晶胞体积是 。计算过程为:第2节 金属晶体与离子晶体【目标聚焦】1知道离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。2能说明离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。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比较氯化钠、氯化铯等离子晶体的结构特征。5知道金属键的涵义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。6.能列举金属晶体的基本堆积模型。制作典型的离子晶体结构模型。比较氯化钠
9、、氯化铯等离子晶体的结构特征【学海导航】1由于金属键没有 性与 性,所以金属晶体最常见的结构形式是堆积密度 ,原子的配位数 能充分利用空间。但是有些金属晶体的堆积方式不是最密堆积,而是采用象A2密堆积,也叫 堆积。这种堆积方式的晶胞中金属原子的位置是 2金属晶体中金属原子的价电子数越 ,原子半径越 ,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,反之越低。如:NaMgAl。3晶格能是指 4(1)金属能导电的原因是_。(2)离子晶体在固态时不能导电的原因_,但在熔化状态下或水溶液中能导电的原因是_。5离子晶体的熔沸点与离子所带电荷、核间距有关。离子所带电荷越 ,核间距越 ,离子晶体的
10、熔沸点越 。6离子晶体一般易溶于 ,难溶于 溶剂。【思维点拨】【例题1】金属晶体的形成是因为晶体中存在A金属离子间的相互作用B金属原子间的相互作用C金属离子与自由电子间的相互作用D金属原子与自由电子间的相互作用【答案】C【例题2】科学家发现的钇钡铜氧化合物在90K具有超导性,若该化合物晶体的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式可能是AYBa2Cu3O4 B.YBa2Cu2O5CYBa2Cu3O5 D.YBaCu4O4【解答】位于顶点的铜原子 (最上层平面与最下层平面)的共8个,这个晶胞中只分摊到81/8=1个;位于棱线(中间两个平面)的也是8个,这个晶胞分摊到的份额是81/4=2个;所以,每个
11、晶胞单独占有的铜原子数为3个。氧原子共13个,位于晶胞面上(不含棱)的是7个,位于晶胞棱上的是6个,所以,每个晶胞单独含有的氧原子数共为71/2+61/4=5个。所以该晶体每个晶胞中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子与氧原子个数分别为1、2、3、5,化学式为YBa2Cu3O5【答案】C【知能达标】1金属的下列性质中,不能用金属晶体结构加以解释的是 ( )A易导电 B易导热C有延展性 D易锈蚀2金属能导电的原因是 ( )A金属晶体中金属阳离子与自由电子间的作用较弱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
12、加电场作用下可失去电子3.金属晶体具有延展性的原因( )A金属键很微弱B金属键没有饱与性C密堆积层的阳离子容易发生滑动,但不会破坏密堆积的排列方式,也不会破坏金属键D金属阳离子之间存在斥力4下列物物质中,可证明某晶体是离子晶体的是 ( )A易溶于水B晶体不导电,熔化时能导电C熔点较高D晶体不导电,水溶液能导电5离子晶体一般不具有的特征是( )A熔点较高,硬度较大 B易溶于水而难溶于有机溶剂C固体时不能导电 D离子间距离较大,其密度较小6含有共价键的离子晶体是( )AMgCl2 BNaOH CH2S D(NH4)2S7.下列物质容易导电的是 ( )A熔融的氯化钠 B.硝酸钾溶液C硫酸铜晶体 D.
13、无水乙醇8.下列物质中,导电性能最差的是( )A熔融氢氧化钠 B.石墨棒C盐酸溶液 D.固态氯化钠9下列物质的熔沸点依次升高的是( )AK、Na、Mg、AlBLi、Na、Rb、CsCAl、Mg、Na、K DLiF、NaCl、KBr、KI10离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电引力,静电引力大则熔点高,引力小则反之。试根据你学到的电学知识,判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序 ( )AKClNaClBaOCaOB.NaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClD.CaOBaOKClNaCl11下面有关离子晶体的叙述中,不正确的是 ( )A1mol氯
14、化钠中有NA个NaCl分子B氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Cl共有6个C氯化铯晶体中,每个CS+周围紧邻8个ClD平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl12同主族元素所形成的同一类型的化合物,其结构与性质往往相似,化合物PH4I是一种无色晶体,下列对它的描述中不正确的是 ( )A在加热时此化合物可以分解B它是一种离子化合物C这种化合物不能跟强碱发生化学反应D该化合物在一定条件下由PH3,与HI化合而成13离子键的强弱主要决定于离子半径与离子电荷值,一般规律是:离子半径越小,离子电荷值越大,则离子键越强。试分析:Na2O、 Al2O3、MgO三种物质离子键由强至弱的顺序是(填序号)
15、_。14金属钾晶体为体心立方结构,则在单位晶胞中钾原子的个数是 。15BaCl2是无色晶体,熔点963,沸点1560,溶于水,水溶液能导电。它可能属于_晶体。探索提高16萤石(CaF2)晶体属于立方晶系,萤石中每个Ca2+被8个F-所包围,则每个F-周围最近距离的Ca2+数目为 ( )A2 B4 C6 D817纳米材料的表面微粒数占总微粒数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小与形状恰好与氯化钠晶胞的大小与形状(如下图所示)相同,则这种纳米颗粒的表面微粒数点总微粒数的百分数为 ( )A87.5% B92.9%C96.3% D100%18参考上题中NaCl的晶胞结构
16、计算:(1)每个晶胞中平均分_个Na,_个Cl。(2)若某NaCl晶体的质量为5.85g,计算所含NaCl晶胞的物质的量。第3节 原子晶体与分子晶体【目标聚焦】1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。 2知道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。3举例说明分子间作用力对物质的状态等方面的影响。【学海导航】晶体种类离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体组成微粒微粒间的作用力作用力强弱熔沸点硬度导电性固体融熔溶液【思维点拨】【例题1】已知BBr3的熔点是46,KBr的熔点是734,试估计它们各属于哪一类晶体。【解答】BBr3是由非金属元素
17、组成的,属于共价化合物,由于BBr3的熔点为46,熔点很低,所以BBr3在固态时是以分子间作用力而形成的晶体。KBr是由活泼金属与活泼非金属元素组成的化合物,熔点相对较高,所以KBr属于离子晶体。【答案】BBr3是分子晶体,KBr是离子晶体。【例题2】碳化硅的一种晶体(SiC)具有类似金刚石的结构,其中碳原子与硅原子的位置是交替的。下列三种晶体: 金刚石、晶体硅、 碳化硅中,它们的熔点由高到低的顺序是 A B C D 分析:在原子晶体中,原子半径越小、键长越短、键能越大,熔、沸点越高。题目中所给的信息是有关SiC的结构知识,通过加工信息,并比较碳原子与硅原子的半径,应得出SiSi键的键长比Si
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