高考化学一轮总复习 13第3讲 晶体结构与性质课件 新课标.ppt

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1、2021/8/11 星期三1 课课 堂堂 反反 馈馈课课 堂堂 探探 究究考考 点点 突突 破破 课课 时时 作作 业业 单单元元综综合合测试测试2021/8/11 星期三2堂堂课课探探 究究2021/8/11 星期三3解读考纲考点考纲解读晶体结构与性质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。3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。2021/8/11 星期三4基础回扣 一、晶体的常识1晶体与非晶体的区别晶体非晶体微粒结构内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈_内

2、部原子或分子的排列_自范性有(能自发呈现多面体外形)_各向异性有(晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质)_对称性有无熔点_不固定2021/8/11 星期三52.晶胞(1)定 义：在 晶 体 微 观 空 间 里 取 出 一 个_，这个描述晶体_的基本单元叫做晶胞。(2)结构：一般来说，晶胞都是_，晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数个晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的_、_及_是完全相同的。2021/8/11 星期三6二、分子晶体和原子晶体1分子晶体(1)结构特点晶体中只含_。分 子 间 作 用 力 为 _，也 可 能 有_。分子密堆积：一个分子周围通常

3、有_个紧邻的分子。2021/8/11 星期三7(2)典型的分子晶体冰水分子之间的主要作用力是_，也存在_，每个水分子周围只有_个紧邻的水分子。干冰CO2分子之间存在_，每个CO2分子周围有_个紧邻的CO2分子。2021/8/11 星期三82原子晶体(1)结构特点晶体中只含原子。原子间以_结合。_结构。(2)典型的原子晶体金刚石碳原子以_杂化轨道形成共价键，碳碳键之间夹角为_。每个碳原子与相邻的_个碳原子结合。2021/8/11 星期三9三、金属晶体1“电子气理论”要点该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的_形成遍布_的“电子气”，被_所共用，从而把_维系在一起。金 属 晶 体 是 由 _、_通

4、 过_形成的一种“巨分子”。金属键的强度_。2021/8/11 星期三102金属晶体的构成、通性及其解释金属晶体结构微粒作用力名称导电性导热性延展性金属阳离子和自由电子金属键自由电子在电场中作_形成电流电子气中的自由电子在_的作用下与金属原子_而导热当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层就会_，但不会改变其_，而弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间_的作用2021/8/11 星期三11四、金属晶体的原子堆积模型1二维空间模型(1)非密置层，配位数为_。(2)密置层，配位数为_。2三维空间模型(1)简单立方堆积相邻非密置层原子的原子核在同一直线上，配位数为_。只有_采取这种堆积

5、方式。2021/8/11 星期三12(2)钾型将非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形 成 的 _，每 层 都 照 此 堆 积。如_、_、_等是这种堆积方式，配位数为_。(3)镁型和铜型密置层的原子按_型堆积方式堆积。若按_的方式堆积为_型，按_的方式堆积为_型。这两种堆积方式都是金属晶体的_，配位数均为12，空间利用率均为_。2021/8/11 星期三13五、离子晶体1概念(1)离 子 键：_间 通 过 _(指_和_的平衡)形成的化学键。(2)离 子 晶 体：由 _和 _通 过_结合而成的晶体。2021/8/11 星期三142决定离子晶体结构的因素(1)几何因素：_。(2)电荷因素：即正负

6、离子_。(3)键性因素：离子键的_。3一般物理性质一般地说，离子晶体具有较高的_点和_点，较大的_。这些性质都是因为离子晶体中存在着_。若要破坏这种作用需要_。2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17四、1.462.6Po(钋)凹穴中NaKFe8最密ABAB镁ABCABC铜最密堆积74%五、1.(1)阴、阳离子静电作用异性电荷间的吸引力电子与电子、原子核与原子核间的排斥力(2)阴离子阳离子离子键2正负离子的半径比电荷比极化程度3熔沸硬度离子键一定的能量六、1.气态离子所释放kJmol1或Jmol1kJmol12(1)稳定性(2)小多(3)强稳定

7、高大2021/8/11 星期三18点点考考突突 破破2021/8/11 星期三191常见的晶体结构模型2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三212021/8/11 星期三222021/8/11 星期三232常见的几种金属晶体的堆积方式三种典型结构类型体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格配位数81212常见金属的晶体结构(有些金属晶体可能有两种或三种晶格)Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba、Ti、V、Nb、Ta、Cr、W、FeCa、Sr、Cu、Ag、Al、Pb、Ni、Pd、PtBe、Mg、Ca、Sr、Co、Ni、Zn、Cd、Ti2021/8/11 星期三24结构示意图

8、空间利用率68.02%74.05%74.05%堆积形式体心立方最密堆积面心立方最密堆积六方最密堆积2021/8/11 星期三253.典型晶胞结构(1)比较氯化钠与氯化铯晶体氯化钠氯化铯晶体类型离子晶体晶体结构模型配位离子及数目NaCl66CsCl882021/8/11 星期三26(2)比较金刚石和石墨晶体金刚石石墨晶体类型原子晶体混合型晶体结构模型作用力共价键碳原子与碳原子之间是共价键，而层与层之间是分子间作用力性质、用途硬度高、不导电；用于钻戒、装饰品等质软滑腻，电的良导体；用于润滑剂及电极等2021/8/11 星期三27(3)比较二氧化硅和二氧化碳晶体二氧化硅二氧化碳(干冰)晶体类型原子晶

9、体分子晶体结构模型微粒之间作用力共价键二氧化碳和二氧化碳之间是分子间作用力性质、比较硬度高、熔点高，难溶解于一般的溶剂等熔点低，易升华，能够溶解于水等2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30例1下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分：2021/8/11 星期三31(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)_，其中每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于_晶体。(2)代表石墨的是_，每个正六边形占有的碳原子数平均为_个。(3)代表NaCl的是_，每个Na周围与它最接近且距离相等的Na

10、有_个。(4)代表CsCl的是_，它属于_晶体，每个Cs与_个Cl紧邻。2021/8/11 星期三32(5)代表干冰的是_，它属于_晶体，每个CO2分子与_个CO2分子紧邻。解析根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是简单的立方单元，每个Na与6个Cl紧邻，每个Cl又与6个Na紧邻，但观察Na与最近距离且等距离的Na数时要抛开Cl，从空间结构上看是12个Na，即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。CsCl晶体由Cs、Cl分别构成立方结构，但Cs组成立方的中心有1个Cl，Cl组成的立方体中心又镶入一个Cs，可称为“体心立方”结构，Cl紧邻8个Cs，Cs紧邻8个Cl。202

11、1/8/11 星期三33干冰也是立方结构，但在立方体每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”。实际上各面中央的CO2分子也组成立方体结构，彼此相互套入面的中心。所以每个CO2分子三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2，共12个CO2分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个六边形占有1个碳原子的1/3，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是61/32个。答案(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子122021/8/11 星期三34变式训练1下列关于晶体的说法一定正确

12、的是()2021/8/11 星期三35(图中Ca2、O2、Ti4分别位于立方体的体心、面心和顶点)A分子晶体中都存在共价键BCaTiO3晶体中每个Ti4与12个O2相紧邻CSiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高2021/8/11 星期三36答案B解析B中晶胞每个Ti4处在立方体的顶点，所以一个Ti4同时属于8个立方体所共有，在这8个立方体中有12个O2与之相紧邻；A中惰性气体属于分子晶体，但惰性气体是单原子分子，不存在共价键；C中SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键结合。D中金属晶体中的汞在常温下呈液态，它的熔点比常温下呈固态的分子晶体要

13、低。2021/8/11 星期三372已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是()AZXY3BZX2Y6CZX4Y8 DZX8Y12答案A2021/8/11 星期三382021/8/11 星期三391四种典型晶体比较类型比较离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体概念离子间通过离子键结合而形成的晶体通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体分子间以分子间作用力相结合而形成的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体构成晶体微粒阴、阳离子金属阳离子、自由电子分子原子微粒之间的作用力离子键金属阳离子与自由电子间的静电作用分子间作用力共价

14、键2021/8/11 星期三40物理性质熔、沸点较高有的高(如钨)、有的低(如汞)低很高硬度硬而脆有的高(如Cr)、有的低(如Na)低很高导电性熔融或在水溶液中导电良不良绝缘体(半导体)传热性不良良不良不良延展性差良差差溶解性易溶于极性溶剂，难溶于有机溶剂一般不溶于溶剂，钠等可与水、醇类、酸类反应极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂不溶于任何溶剂2021/8/11 星期三41典型实例大部分碱(如NaOH)、盐(如NaCl)、金属氧化物(如Na2O)金属(如钠、铝、铁等)大多数非金属单质(如P4、硫等)、非金属氧化物(如干冰)、酸(如硫酸)、所有非金属氢化物(如甲烷、硫化氢等)金刚

15、石、晶体硅、二氧化硅等2021/8/11 星期三422.判断晶体类型的方法(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用判断。离子晶体的微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键；原子晶体的微粒是原子，微粒间的作用是共价键；分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力；金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。2021/8/11 星期三43(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)

16、是分子晶体；常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等；金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。2021/8/11 星期三44(3)依据晶体的熔点判断。离子晶体的熔点较高，常在数百至1000；原子晶体熔点高，常在1000 至几千摄氏度；分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度；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；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)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。2021/8/11 星期三45(

17、5)依据硬度和机械性能判断。离子晶体硬度较大或较硬、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。2021/8/11 星期三463晶体熔、沸点高低的比较规律(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，而汞、镓、铯等熔、沸点很低。(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径越小的键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高，如熔点：金刚石碳化硅硅。2021/8/11 星期三47(3)离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点越高，如熔点：MgOM

18、gCl2NaClCsCl。(4)分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；分子间具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高，如H2OH2TeH2SeH2S。2021/8/11 星期三48组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CON2，CH3OHCH3CH3。2021/8/11 星期三49(5)金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。合金的熔、沸点一般来说比它各组分纯金属的熔、沸点低。2021/8/11 星

19、期三50例2现有几组物质的熔点数据如下表：A组B组C组D组金刚石：3100 Li：181 HF：83 NaCl：801 硅晶体：1410 Na：98 HCl：114 KCl：776 硼晶体：2300 K：64 HBr：87 RbCl：718 二氧化硅：1723 Rb：39 HI：51 CsCl：645 2021/8/11 星期三51据此回答下列问题：(1)A组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。(2)B组晶体共同的物理性质是_(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C组中HF熔点反常是由于_。(4)D组晶体可能具有的性质是_(填序号)。硬度小 水溶液能导电固体能导电 熔融状态能

20、导电2021/8/11 星期三52解析A组熔点高，而且已知金刚石、硅为原子晶体；B组为金属晶体，所以应该具备金属晶体的性质；C组中HF存在氢键；D组为离子晶体，具备离子晶体的性质。答案(1)原子共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(4)2021/8/11 星期三53变式训练3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答案D2021/8/11 星期三54解析本题考查的知识点是晶体的结构和性质

21、。A项中在NaCl晶体中，每个Na吸引着6个Cl，同时每个Cl吸引着6个Na，而在CsCl晶体中每个离子吸引着8个带相反电荷的离子，故A错，B项中金属晶体内部存在自由电子，并不是在外电场作用下产生的，故B错。C项中分子晶体常温下有的是固体，例如，硫单质、磷单质、碘单质等，D项正确。2021/8/11 星期三554下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是()ASiO2CsClCBr4CF4BSiO2CsClCF4CBr4CCsClSiO2CBr4CF4 DCF4CBr4CsClSiO2答案A2021/8/11 星期三56解析本题考查了晶体的类型和熔沸点的问题：四种物质中只有SiO2为原子晶

22、体，熔沸点最高；而CsCl为离子晶体，熔沸点比SiO2的低；CF4和CBr4均为分子晶体，而分子晶体熔沸点高低与相对分子质量有关，相对分子质量越大熔沸点越高。2021/8/11 星期三575SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其作出如下推测，其中不正确的是()ASiCl4晶体是分子晶体B常温、常压下SiCl4是气体CSiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子DSiCl4熔点高于CCl4答案B2021/8/11 星期三58解析由于CCl4是分子晶体，所以SiCl4也是分子晶体，由于SiCl4的相对分子质量比CCl4的相对分子质量大，分子间作用力也应比CCl4的分子间作用力大，所以SiCl4的熔

23、、沸点应比CCl4高，而CCl4在常温、常压下是液体，所以SiCl4在常温、常压下绝不是气体。2021/8/11 星期三59堂堂课课反反 馈馈2021/8/11 星期三601下列判断正确的是()A酸酐一定是氧化物B晶体中一定存在化学键C碱性氧化物一定是金属氧化物D正四面体分子中键角一定是10928答案C2021/8/11 星期三61解析此题考查了物质的分类、晶体的构造和分子的构型等知识点。酸酐中大多数是氧化物，但是醋酸酐(C4H6O3)就不是氧化物，A错；惰性气体都是单原子分子，其晶体中只存在分子间作用力，不存在化学键，B错；正四面体分子中，白磷分子的键角是60，D错。2021/8/11 星期

24、三622下列晶体均按A1型方式进行最密堆积的是()A干冰、NaCl、金属CuBZnS、金属镁、氮化硼C水晶、金刚石、晶体硅DZnS、NaCl、镁答案A解析本题考查晶体的堆积模型。干冰、NaCl、Cu、ZnS均为面心立方堆积(A1)，Mg为A3型，水晶、金刚石、晶体硅、氮化硼为原子晶体，不遵循紧密堆积原则，故只有A项正确。2021/8/11 星期三633有关非晶体的描述中不正确的是()A非晶体和晶体均呈固态B非晶体内部的微粒是长程无序和短程有序的C非晶体结构无对称性、各向异性和自范性D非晶体合金的硬度和强度一定比晶体合金的小答案D2021/8/11 星期三64解析晶体与非晶体都是固体物质，且晶体

25、长程有序，非晶体长程无序，短程有序。正是由于晶体粒子排列长程有序，所以才有非晶体所不具备的特征，例如对称性、自范性、各向异性，非晶体材料往往表现出一些特性，如某些非晶体合金的硬度和强度大于晶体合金。2021/8/11 星期三654下列说法正确的是()A冰融化时，分子中HO键发生断裂B原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高C分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔、沸点就越高D分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定答案B2021/8/11 星期三66解析A冰为分子晶体，融化时，破坏的是分子间作用力而非共价键，故A、C错，B原子晶体熔化时破坏共价键，所以熔、沸点较高，故B对；D分子间作用力

26、影响晶体的物理性质，而非化学性质，故D错。2021/8/11 星期三675下列说法中正确的是()A金刚石晶体中的最小碳原子环由6个碳原子构成BNa2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为11C1 mol SiO2晶体中含2 mol SiO键D金刚石化学性质稳定，即使在高温下也不会和O2反应答案A2021/8/11 星期三682021/8/11 星期三696(双选)下列有关晶体的叙述，错误的是()A离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时化学键不被破坏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分子晶体中一定存在范德华力和共价

27、键答案BD2021/8/11 星期三70解析离子晶体是通过离子键将阴、阳离子结合在一起的，所以熔化时，离子键遭破坏；而分子晶体是通过范德华力将分子结合在一起的，所以熔化时，分子内部的化学键未发生变化，破坏的只是范德华力，则A正确。白磷晶体属分子晶体，在P4内部存在共价键，而结构粒子(P4)之间是通过范德华力结合的，则B错误。石英晶体是原子晶体，则C正确。分子晶体He等中不存在共价键，所以D错。2021/8/11 星期三717如右图所示晶体结构是一种具有优良的压电、磁电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。晶体内与每个“Ti”紧邻的Ti原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均

28、已略去)()A8；BaTi8O12B8；BaTi4O9C6；BaTiO3 D3；BaTi2O3答案C2021/8/11 星期三722021/8/11 星期三738.最近发现一种由某金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子，如图所示。顶角和面心的原子是M原子，棱的中心和体心的原子是N原子，则它的化学式为()AM4N4BMNCM14N13D条件不够，无法写出化学式答案C2021/8/11 星期三74解析题目指出它是一个“气态团簇分子”，而非像NaCl晶体那样的巨型微粒，故图中的M和N原子个数就是一个分子中含有的原子个数，这样得到它的化学式为M14N13。2021/8/11 星期三759.某离子晶

29、体晶胞结构如右图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体中心。试分析：(1)晶体中每个Y同时吸引着_个X，每个X同时吸引着_个Y，该晶体的化学式为_。(2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有_个。(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角的度数为_。2021/8/11 星期三76(4)设该晶体的摩尔质量为M gmol1，晶体密度为 gcm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为_cm。2021/8/11 星期三77解析(1)同时吸引的原子个数指在某原子(离子)周围距其最近的其他种类的原子(离子)个数，观察题图可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，每个

30、Y同时吸引着4个X；再分析每个X周围的Y数目，每个X同时为八个立方体共用，而每个立方体的体心都有一个Y，所以每个X同时吸引着8个Y，晶体的化学式可用阴、阳离子的个数比来表示，为XY2。(2)晶体中每个X周围与它最近的X之间的距离应为图中立方体的面对角线，与X的位置关系分别为此X的上层、下层和同一层，每层有4个，共12个。2021/8/11 星期三78(3)若将4个X原子连结起来，则构成一个正四面体，Y原子位于正四面体的体心，可类比CH4分子中的键角，则可知该键角的度数为10928。2021/8/11 星期三7910乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。2021/8/11 星期三802021/8/11 星期三812021/8/11 星期三822021/8/11 星期三83温温示示提提馨馨请做：课时作业（请做：课时作业（41）课时作业课时作业堂堂清堂堂清 （点击进入）（点击进入）2021/8/11 星期三84温温示示提提馨馨请做：单元综合测试（十三）请做：单元综合测试（十三）2021/8/11 星期三85