1、-1-章末整合-2-课前篇素养初探-3-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四四种晶体类型的比较四种晶体类型的比较典例1(1)下列三种晶体的状态变化,克服的微粒间的作用力分别是氯化钾熔化:;二氧化硅熔化:;碘的升华:;三种晶体的熔点由高到低的顺序是。(2)A、B、C、D为四种晶体,性质如下:A.固态时能导电,能溶于盐酸B.能溶于CS2,不溶于水C.固态时不导电,液态时能导电,可溶于水D.固态、液态时均不导电,熔点为3500试判断它们的晶体类型:A.;B.;C.;D.。-4-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四答案:(1)离子键共价键分子间作用力二氧化硅氯化钾碘(2)金属晶体分子晶体离子晶体共
2、价晶体解析:晶体熔化时破坏的是微粒间的作用力,而微粒间作用力的强弱顺序一般为共价晶体离子晶体分子晶体,金属晶体微粒间作用力差别很大。-5-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四规律方法四种晶体类型的比较 项目类型离子晶体 共价晶体 分子晶体金属晶体构成晶体的微粒阴、阳离子原子分子金属阳离子和“自由电子”微粒间作用力离子键共价键分子间作用力(范德华力,有的还存在氢键)金属键作用力强弱(一般地)较强很强弱一般较强,有的较弱确定作用力强弱的一般方法离子所带电荷、离子半径键长(原子半径)相对分子质量(组成结构相似时)离子半径、价电子数-6-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四项目类型离子晶体共价晶体
3、 分子晶体金属晶体熔点较高高低差别较大(汞常温下为液态,钨熔点为3410)硬度略硬而脆大较小差别较大导热和导电性不良导体(熔化后或溶于水导电)不良导体不良导体(部分溶于水发生电离后导电)良导体-7-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四项目类型离子晶体 共价晶体分子晶体金属晶体溶解性(水)多数易溶 一般不溶相似相溶一般不溶于水,少数与水反应构成微粒堆积方式紧密堆积不遵循紧密堆积原理一般是紧密堆积(分子形状、分子极性以及分子之间是否存在氢键等都会影响分子堆积方式)紧密堆积-8-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四变式训练1如图所示表示一些晶体中的某些结构,它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金
4、刚石、石墨结构中的某一种的某一部分:-9-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(1)代表金刚石的是(填编号字母,下同),其中每个碳原子与周围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+有个。(4)代表CsCl的是,它属于晶体,每个Cs+与个Cl-紧邻。(5)代表干冰的是,它属于晶体,每个CO2分子与个CO2分子紧邻。-10-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四答案:(1)D4共价(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子12解析:根据不同物质晶体的结构特点来辨别图示
5、结构所代表的物质。NaCl晶胞是简单的立方结构,每个Na+与6个Cl-紧邻,每个Cl-又与6个Na+紧邻,与Na+距离最近且等距离的Na+数是12。CsCl晶体中Cs+、Cl-分别构成立方结构,且由Cs+组成的立方体中心有1个Cl-,由Cl-组成的立方体中心有一个Cs+,可称为“体心立方”结构,Cl-紧邻8个Cs+,Cs+紧邻8个Cl-。干冰的晶胞也是立方结构,但在立方体每个面的面心都有一个CO2分子,称为“面心立方”。金刚石的基本结构单元是正四面体,每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由碳原子构成的正六边形结构组成,每个碳原子紧邻另外3个碳原子,故每个六边形占有的碳原子数是6=2。-11
6、-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四晶体类型的判断方法晶体类型的判断方法典例2下列晶体分类正确的一组是()选项离子晶体共价晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金刚石玻璃-12-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四答案:C解析:从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是由阴、阳离子通过离子键相互结合而成的离子晶体,H2SO4是分子晶体。Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体,石墨是混合型晶体,水晶(SiO2)与金刚石是典型的共价晶体。硫的化学式用S表示,实际上是S8,气体时为S2,是
7、分子以范德华力结合成的分子晶体。玻璃没有固定的熔点,加热时逐渐软化,为非晶体。-13-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四规律方法“三看”法确定晶体类型(1)看构成微粒或微粒间作用力类型四类晶体的构成微粒和微粒间作用力列表如下:晶体类型离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体构成微粒阴、阳离子 原子分子金属阳离子、自由电子微粒间作用力离子键共价键分子间作用力金属键(2)看物质类别单质:a.金属单质属于金属晶体;b.大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等除外)属于分子晶体。化合物:a.离子化合物一定为离子晶体;b.共价化合物绝大多数为分子晶体,但SiO2、SiC等为共价晶体。-14-课前篇素
8、养初探突破一突破二突破三突破四(3)看物理性质四类晶体的物理性质对比如下:晶体类型 金属晶体离子晶体分子晶体共价晶体熔点一般较高、但差异大较高较低高硬度一般较大,但差异大较大较小大导电性导电固态不导电,熔融态或溶于水时能导电固态不导电,某些溶于水后能导电一般不导电,个别为半导体-15-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四变式训练2(1)判断下列晶体类型。SiI4:熔点为120.5,沸点为271.5,易水解,为。硒:熔点为217,沸点为685,溶于氯仿,为。锑:熔点为630.74,沸点为1750,可导电,为。(2)三氯化铁常温下为固体,熔点为282,沸点为315,在300以上易升华。易溶于水,
9、也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为(填晶体类型)。-16-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四答案:(1)分子晶体分子晶体金属晶体(2)分子晶体解析:(1)SiI4为低熔点化合物,为分子晶体;硒熔、沸点低,易溶于CHCl3,为分子晶体;锑可导电,为金属晶体。(2)FeCl3熔、沸点低,易溶于水,也易溶于乙醚等有机溶剂,应为分子晶体。-17-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四晶体熔、沸点高低的比较方法晶体熔、沸点高低的比较方法典例3(2020四川三台中学实验学校高二月考)下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是()A.二氧化硅碳化硅B.MgOH2OO2Br2C.对羟基苯甲酸邻羟
10、基苯甲酸D.金刚石生铁纯铁钠-18-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四答案:C解析:熔、沸点:二氧化硅H2OBr2O2,故B错误。对羟基苯甲酸能形成分子间氢键、邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键,所以熔、沸点:对羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸,故C正确。共价晶体的熔、沸点一般高于金属晶体,合金的熔点一般比纯金属的低,则熔、沸点:金刚石纯铁生铁钠,故D错误。-19-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四规律方法晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同晶体类型的熔、沸点高低规律一般为:共价晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高(如钨),有的很低(如汞)。(2)同种晶体类型的熔、沸点高低规律共价晶体共价
11、晶体中,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔、沸点越高。例如:金刚石石英晶体硅。离子晶体离子所带电荷越多,离子半径越小,则晶格能越大,晶体熔、沸点越高。例如:MgONaClCsCl。-20-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四金属晶体金属原子的价电子数越多,金属阳离子半径越小,金属键越强,晶体熔、沸点越高。例如:AlMgNa。分子晶体分子间作用力越强,晶体熔、沸点越高。-21-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四变式训练3-1下列晶体中,它们的熔点由低到高的顺序排列正确的是()金刚石氯化钠干冰汞A.B.C.D.答案:D解析:金刚石为共价晶体,氯化钠为离子晶体,二者通常状况下均为固体,
12、熔点:金刚石氯化钠;干冰为分子晶体,汞为金属晶体,通常状况下CO2为气体,汞为液体,故熔点:汞干冰。-22-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四变式训练3-2(2020山东临朐实验中学高二检测)下列物质的熔点高低顺序正确的是()A.金刚石晶体硅碳化硅B.KNaLiC.NaBrNaClNaFD.CI4CBr4CCl4CH4答案:D解析:A项,由于碳原子半径小于硅原子,键长:CC键CSi键碳化硅晶体硅。B项,金属键:LiNaK,故熔点:LiNaK。C项,晶格能:NaFNaClNaBr,故熔点:NaFNaClNaBr。D项,相对分子质量:CI4CBr4CCl4CH4,故熔点:CI4CBr4CCl4
13、CH4。-23-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四关于晶胞结构的分析与计算关于晶胞结构的分析与计算典例4(2020山东泰安第一中学高二检测)(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表,它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示:则它的化学式为。-24-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(2)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);则D原子的坐标参数为。晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为(列出计算式即可)gcm-3。-25-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破
14、四(3)GaAs的熔点为1238,密度为gcm-3,其晶胞结构如下图所示。该晶体的类型为,Ga与As以键结合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmol-1和MAsgmol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。-26-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四答案:(1)LaNi5-27-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四解析:(1)根据晶胞结构图可知,面上的原子为2个晶胞所共有,顶角上的原子为6个晶胞所共有,内部的原子为整个晶胞所有,所以图示晶胞中La原子个数为3,Ni原子个数为15,则镧系合金的化学式为LaNi5。
15、-28-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四-29-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四规律方法1.晶胞计算的类型(1)根据晶胞的结构,计算其构成微粒间的距离。(2)根据晶胞的质量和构成微粒的摩尔质量间的关系,计算微粒个数、微粒间距、等。(3)计算晶体(晶胞)中原子的空间利用率。2.晶胞计算的原理与步骤(1)首先确定晶胞的构成利用切割法计算一个晶胞所含微粒的数目。(2)计算晶体的密度或体积关系式:=(表示晶体的密度,V表示晶胞体积,NA表示阿伏加德罗常数,N表示一个晶胞实际含有的微粒数,M表示微粒的摩尔质量)。-30-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四计算模式:-31-课前篇素养初探突
16、破一突破二突破三突破四变式训练4-1(2020山东青岛第二中学高二检测)金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。它是一种体心立方结构。实际测得金属钨的密度为gcm-3,钨的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,假定钨原子为等直径的刚性球,请回答下列问题:(1)每一个晶胞分摊到个钨原子。(2)晶胞的边长为cm。(3)钨的原子半径为cm(只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。-32-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四解析:(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有,体心的钨原子完全为该晶胞所有,故每一个晶胞分摊到2个钨原子。-33-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四变式训练4-2(1
17、)Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示(黑球表示铜原子,白球表示氯原子),该氯化物的化学式是。若该晶体的密度为gcm-3,以NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的边长a=nm。-34-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(2)用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果:Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如图),已知该晶体的密度为9.00gcm-3,Cu的原子半径为cm(阿伏加德罗常数的值为NA,只要求列式表示)。-35-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(3)一种铜金合金晶胞如图所示(Au原子位于顶点,Cu原子位于面心),则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为,若该晶胞的边长为cpm,则合金的
18、密度为gcm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值为NA)。-36-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四-37-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四-38-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四-39-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四典例5已知金属Fe中原子堆积方式如图1:设铁原子半径为r,则该晶体的空间利用率计算式为:=%。-40-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四-41-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四规律方法关于晶胞结构的分析与计算1.空间利用率:指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。-42-课前篇素养初探突破一突破二突破三突
19、破四3.金属晶胞空间利用率的计算:(1)简单立方堆积立方体的棱长为2r,用小球表示的微粒半径为r。过程:一个晶胞中平均含有1个微粒-43-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(2)体心立方堆积-44-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(3)六方最密堆积-45-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四-46-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(4)面心立方最密堆积-47-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四变式训练5-1已知CaF2晶体晶胞的结构如图所示,Ca2+和F-的半径分别为a、b。请回答下列各题:(1)一个CaF2晶胞中含个F-,个Ca2+。(2)CaF2的空间利用率为(用a、
20、b表示)。-48-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四答案:(1)84-49-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四变式训练5-2(2020山东德州高三第二次模拟)离子液体具有很高的应用价值,其中EMIM+离子由H、C、N三种元素组成,结构如图所示。回答下列问题:-50-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(1)碳原子的价电子轨道表示式为。(2)根据价电子对互斥理论,NH3、中,中心原子价电子对数不同于其他两种粒子的是。NH3比PH3的沸点高,原因是。(3)氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是。-51-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(5)立方相氮化硼属于共价晶体,其晶胞结构如图所示。其中硼原子的配位数为。已知立方相氮化硼的密度为dgcm-3,B原子半径为xpm,N原子半径为ypm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞中原子的空间利用率为(列出化简后的计算式)。-52-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(2)NH3氨分子间存在氢键(3)基态氮原子2p轨道上电子为半充满状态,较稳定-53-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四(3)第A族元素第一电离能比同周期相邻元素都大,是因为其原子最外层p轨道上电子为特殊的半充满状态,能量低、较稳定。-54-课前篇素养初探突破一突破二突破三突破四
