第3讲 晶体结构与性质

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高中化学第3章晶体结构与性质章末复习课课件新人教版选择性必修2

高中化学第3章晶体结构与性质章末复习课课件新人教版选择性必修2
加德罗常数的值为NA,化合物X的密度
ρ=
436×1030
A
g·cm-3(用含NA的代数式表示)。
解析 (1)①基于物质熔点和电负性的化学键类型判断
②基于晶胞图示证据的配位数判断
③基于定义表达式的密度计算
(2)①基于晶胞图示证据的微粒个数判断
②基于定义表达式的密度计算
(3)①基于均摊法的化学式判断和基于守恒的化学方程式书写
O
(填元素符号)。
解析 (1)注意[Fe(NO)(H2O)5]2+中N原子与Fe2+形成配位键即可。
(2)[Ni(NH3)6]2+为配离子,Ni2+与NH3之间形成的是配位键。配体NH3中提
供孤电子对的为N。
(3)[Zn(CN)4]2-中,Zn2+提供空轨道,CN-中的C原子提供孤电子对,形成配位
键,据此可写出该结构。
(4)该配离子中Cu2+提供空轨道,O提供孤电子对,故配位原子为O。
维骨架结构的共价晶体。
(5)Fe(CO)5的熔、沸点较低,符合分子晶体的特点,故其固体为分子晶体。
[对点训练1]
有A、B、C三种晶体,分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种形
成,对这三种晶体进行实验,结果如表所示。
晶体 熔点/℃
硬度
水溶性 导电性
水溶液与Ag+反应
A
801
较大
易溶
水溶液(或熔融)导电
(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
AlF3的晶体结构
(2)(2023·北京卷)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b
nm、c nm,结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为

人教版高中化学选择性必修第2册 第三章 晶体结构与性质本章总结3

人教版高中化学选择性必修第2册 第三章 晶体结构与性质本章总结3

构建·知识网络
总结·专题提升
典练·素养提升
对话·命题专家
化学 选择性必修第2册 配人教版
第三章 晶体结构与性质
晶 体 结 构 与 性 质晶 体晶 体 的 分 类金离属子晶晶体体12345123良定 构微 物实定 构 微好义 成粒 理例义 成 粒的: 晶间 性:: 晶 间延金 体的 质固通 体 的展属 的相 :态过 的 相性原 微互 熔金离 微 互、子 粒作 点属子 粒 作导通 :用 相单键 : 用电过 金力 差质结 阴 :性金 属: 较、合 离 离、属 阳金 大合而 子 子导键 离属 ,金形 和 键热结 子键 硬成 阳性合 和度的 离而 自相晶 子形 由差体成 电较的 子大晶,体有
总结·专题提升
典练·素养提升
对话·命题专家
化学 选择性必修第2册 配人教版
第三章 晶体结构与性质
3.金属晶胞中原子空间利用率的计算 空间利用率=晶球胞体体积积×100%=VV晶球胞×100%,球体积为金属原子的 总体积。 其中球体积(或晶胞的粒子)体积=n×43πr3(r 为金属晶胞中球的原子 半径)。
对话·命题专家
化学 选择性必修第2册 配人教版
第三章 晶体结构与性质
②非长方体晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如图所示的 正三棱柱形晶胞中:
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化学 选择性必修第2册 配人教版
2.晶体密度及微粒间距离的计算
第三章 晶体结构与性质
构建·知识网络



配合物一定含配位键 有配位键不一定是配合物
构 与性 质晶体配位键和配合物配 配合 合物 物的 的形 构成 成硫 银 铁酸 氨 离铜 溶 子溶 液 的液 的 检中 形 验加 成氨水

选修3第3节 晶体结构与性质(共91张PPT)

选修3第3节 晶体结构与性质(共91张PPT)

[特别提醒] (1)原子晶体中只含有共价键,分 子晶体中以共价键结合成分子,而分子之间以 范德华力相结合。 (2)石墨属于混合型晶体,虽然质地很软,但 其熔点比金刚石还高,其结构中的碳碳键比金 刚石中的碳碳键还强。
[固本自测] 2. 下列说法正确的是 ( ) A. 分子晶体中一定存在分子间作用力,不一 定存在共价键 B. 存在共价键的晶体一定是分子晶体 C. 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 D. 元素的非金属性越强,其单质的活泼性一 定越强 答案:A
[特别提醒] (1)具有规则几何外形的固体不一 定是晶体,如玻璃; (2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性 的最小部分,而不一定是最小的“平行六面 体”。

[固本自测] 1. 下列关于晶体与晶胞的说法正确的是( ) A. 晶体有自范性但排列无序 B. 不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C. 晶胞是晶体中的最小的结构重复单元 D. 固体SiO2一定是晶体 答案:C 解析:晶体组成微粒排列有序,A错,不同的 晶体有不同的晶胞,B错,存在无定形SiO2即 非晶体,D错。
分子间作用力 2. 分子间通过 结合形成的晶 体称为分子晶体。 、 、二氧 气态氢化物 非金属单质 化碳等气体以及多数 形成的晶 有机化合物 体大都属于分子晶体。分子晶体的组成微粒 分子 是 ,组成微粒间的相互作用是微弱的 范德华力 ,破坏它只需外界提供较少的能量, 较低 较小 ,硬度 挥发性 故分子晶体的熔点通常 ,有较强 氢键 的 。对组成和结构相似的晶体中又 不含 的物质来说,随着 的增 分子间作用力 相对分子质量 熔、沸点 大, 增强, 四卤化碳 升高。符合 卤素单质 此规律的物质有 、 、碳族元 稀有气体 素的气态氢化物、 等。

高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体新人教版选择性必修2

高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体新人教版选择性必修2
3.二氧化硅晶体中硅原子与和硅原子直接相连的氧原子构成的空 间结构是什么?
提示:二氧化硅晶体中Si原子与其周围相连的4个氧原子形成正四面 体结构。
4.二氧化硅晶体中Si原子与Si—O键数目之比是多少?60 g SiO2晶 体中含Si—O键的数目是多少?
提示:SiO2晶体中Si原子与Si—O键数目之比为1 4;60 g SiO2晶体 中含Si—O键的数目为4NA。
2.碳和硅同主族,它们的氧化物CO2和SiO2,为什么物理性质差异 很大?
提示:CO2的晶体是分子晶体,晶体中CO2分子之间通过范德华力 相结合,每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是共 价晶体,硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成空间网状结构, 晶体中不存在小分子。
3.金刚石、碳化硅、晶体硅均具有相似的结构,下表列出了它们
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第2课时 共价晶体
1.能辨识常见的共价晶体,并能从微观角度分析共价晶体中各构 成微粒之间的作用对共价晶体物理性质的影响。
2.能利用共价晶体的通性推断常见的共价晶体,并能利用均摊法 对晶胞进行分析。
一、共价晶体的概念及性质
1.共价晶体的结构特点及物理性质 (1)概念 相 邻 原 子 间 以 ____共__价__键____ 相 结 合 形 成 共 价 键 三 维 骨 架 结 构 的 晶 体。 (2)构成微粒及微粒间作用力
(4)碳原子的半径为r,则a、r有什么关系?
提示:2r=
3 4a
pm,即
r=
3 8a
pm。
2.依据金刚石的结构判断12 g金刚石晶体中含C—C共价键的数目 是多少?
提示:依据均摊法可知,金刚石中每个碳原子形成4条共价键,其 中碳原子数与C—C共价键数之比是1 2,故12 g金刚石中含有的C—C 数目是2NA。

高考复习选修三第三节晶体结构与性质

高考复习选修三第三节晶体结构与性质

A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空: (1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有 2个电子,其元素符号____________; (2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结 构都与氩相同,B的元素符号为____,C的元素符号为 ________; (3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符 号为________,其基态原子的电子排布式为 __________; (4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只 有一个未成对电子,E的元素符号为________,其基 态原子的电子排布式为 _________________________________。 (5)F元素的原子的最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n= ________;原子中能量最高的是________电子
1 1 解析:N(A)=1,N(B)=12× =3,N(C)=8× =1,则晶体 4 8 中A、B、C的原子个数之比为1∶3∶1,即AB3C.
答案:D
2.(2010· 南京模拟)钡在氧气中燃烧 时得到一种钡的氧化物晶体,结 构如图所示,有关说法不正确的 是 ( )
A.该晶体属于离子晶体
B.晶体的化学式为Ba2O2 C.该晶体晶胞结构与NaCl相似 D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个
晶体详解 (1)8个CO2分子构成立 方体且在6个面心又各
分子
晶体
干冰
占据1个CO2分子
(2)每个CO2分子周围
等距紧邻的CO2分子 有12个
晶体
晶体结构
晶体详解
(1)每个Na+(Cl-)周围等距且紧 邻的Cl-(Na+)有6个.每个Na+
NaCl 离 子 晶 体 CsCl (型 ) (型 )

高中化学人教版第三讲晶体结构与性质知识点总结

高中化学人教版第三讲晶体结构与性质知识点总结

第三讲晶体结构与性质考点1 晶体晶体的结构与性质一、晶体1.晶体与非晶体(1)熔融态物质凝固。

(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。

(3)溶质从溶液中析出。

3.晶胞(1)概念:描述晶体结构的基本单元。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。

②并置:所有晶胞都是平行排列、取向相同。

4.晶格能(1)定义:气态离子形成1摩离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:kJ·mol -1。

(2)影响因素①离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越大。

②离子的半径:离子的半径越小,晶格能越大。

二、四种晶体类型的比较1.不同类型晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。

(2)金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。

2.同种晶体类型熔、沸点的比较(1)原子晶体原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→熔、沸点越高。

如熔点:金刚石>碳化硅>硅。

(2)离子晶体①一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。

②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。

晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。

(3)分子晶体①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。

②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SnH4>GeH4>SiH4>CH4。

③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CO>N2、CH3OH>CH3CH3。

④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。

如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>(4)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:Na<Mg<Al。

3晶体结构与性质知识点讲解

3晶体结构与性质知识点讲解

第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体①晶体:是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。

②非晶体:是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。

2、晶体的特征(1)晶体的基本性质晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。

①自范性:a.晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。

b.“自发”过程的实现,需要一定的条件。

晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。

②均一性:指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。

③各向异性:同一晶体构造中,在不同方向上质点排列一般是不一样的,因此,晶体的性质也随方向的不同而有所差异。

④对称性:晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。

在外形上,常有相等的对称性。

这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复,这就是对称性。

晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。

⑤最小内能:在相同的热力学条件下,晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比较,其内能最小。

⑥稳定性:晶体由于有最小内能,因而结晶状态是一个相对稳定的状态。

⑦有确定的熔点:给晶体加热,当温度升高到某温度便立即熔化。

⑧能使X射线产生衍射:当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时,能产生光的衍射现象。

X射线的波长与晶体结构的周期大小相近,所以晶体是个理想的光栅,它能使X射线产生衍射。

利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要试验方法。

非晶体物质没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。

(2)晶体SiO2与非晶体SiO2的区别①晶体SiO2有规则的几何外形,而非晶体SiO2无规则的几何外形。

②晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序,而非晶体SiO2内部质点排列无序。

③晶体SiO2具有固定的熔沸点,而非晶体SiO2无固定的熔沸点。

④晶体SiO2能使X射线产生衍射,而非晶体SiO2没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。

高中化学第3章晶体结构与性质研究与实践明矾晶体的制备新人教版选择性必修2

高中化学第3章晶体结构与性质研究与实践明矾晶体的制备新人教版选择性必修2

3.制备明矾晶体的实验步骤 (1) 在 玻 璃 杯 中 放 入 比 室 温 高 10 ~ 20 ℃ 的 水 , 并 加 入 明 矾 晶 体 [KAl(SO4)2·12H2O],用筷子搅拌,直到有少量晶体不能再溶解。此时得 到的溶液为饱和溶液。 (2)待溶液自然冷却到比室温略高3~5 ℃时,把溶液倒入洁净的碗 中,用硬纸片盖好,静置一夜。 (3)从碗中选取2~3粒形状完整的小晶体作为晶核。将所选的晶核用 细线轻轻系好。
(2) 晶 体 B 的 主 要 成 分 是 _____K_N__O_3______ , 含 有 的 少 量 杂 质 是 ______N_a_C__l_____,要除去晶体B中的少量杂质的方法是__ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ_重__结__晶____。
(3)用少量热水淋洗晶体也是一种除去晶体中少量杂质的方法,这种 方法适用于晶体___A___(填“A”或“B”)。
有关装置如图,回答下列问题:
(1) 通 入 HCl 的 作 用 是 抑 制 AlCl3 水 解 和 ________增__加___c(_C__l-__),__有___利_ _于__A_lC__l3_·_6_H_2_O__结__晶_______。
(2) 步 骤 Ⅰ 中 抽 滤 时 , 用 玻 璃 纤 维 替 代 滤 纸 的 理 由 是 __溶__液___有___强_ _酸__性__,__会__腐__蚀__滤__纸____,洗涤时,合适的洗涤剂是__饱__和__氯__化__铝__溶__液___。
4.试讨论快速制备明矾晶体的条件。 提示:①溶液一定要用饱和溶液,若溶液不饱和,则结晶速度很 慢。 ②溶剂应用蒸馏水,不能用自来水。因自来水里含其他金属离子及 杂质,会影响晶体的生长速度和形状。 ③冷却热饱和溶液时,应自然冷却。快速冷却虽能够得到晶体,但 属于沉底、细小晶体,得不到大晶体。温度下降越快,晶体越小。 ④溶液一定要纯净。里面若含有杂质,就在溶液中形成多个晶核, 这样不利于大晶体的生长。

高考化学复习 选修3第三讲晶体结构与性质

高考化学复习 选修3第三讲晶体结构与性质

高考化学复习第三讲晶体结构与性质1.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

2.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。

3.了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。

4.了解分子晶体结构与性质的关系。

5.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。

6.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。

了解金属晶体常见的堆积方式。

7.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

2016,卷甲37T(3)(4);2016,卷乙37T(6);2016,卷丙37T(4)(5);2015,卷Ⅰ 37T(4)(5);2015,卷Ⅱ 37T(2)(5);2014,卷Ⅰ 37T(1)(3)(4);2014,卷Ⅱ 37T(4)(5)晶体晶体的结构与性质[学生用书P270][知识梳理]一、晶体1.晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定2.得到晶体的途径(1)熔融态物质凝固。

(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。

(3)溶质从溶液中析出。

3.晶胞(1)概念:描述晶体结构的基本单元。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。

②并置:所有晶胞都是平行排列、取向相同。

4.晶格能(1)定义:气态离子形成1摩离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:kJ·mol-1。

(2)影响因素①离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越大。

②离子的半径:离子的半径越小,晶格能越大。

二、四种晶体类型的比较三、晶体熔、沸点的比较1.不同类型晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。

(2)金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。

2.同种晶体类型熔、沸点的比较(1)原子晶体原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→熔、沸点越高。

第三节 晶体结构与性质

第三节 晶体结构与性质

第十二章 第三节 晶体结构与性质1.了解分子晶体和原子晶体的特征,能描述金刚石、SiO2、CO2等晶体的结构与性质的关系。

2.掌握离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

3.理解金属键的含义,并能解释金属的某些性质。

4.理解四种晶体结构粒子、粒子间作用力的区别及性质差别。

晶体与非晶体2.得到晶体的途径(1) 。

(2) 。

(3) 。

3.晶胞(1)概念描述晶体结构的 。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙:相邻晶胞之间没有 。

②并置:所有晶胞 排列、 相同。

四种晶体的比较基础自查(理一理)温馨提示:(1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高,如MgO的熔点为2 852℃,石英的熔点为1 710℃。

(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高,如Na的熔点为97℃,尿素的熔点为132.7℃。

联动思考(想一想)若某物质中有阳离子,一定有阴离子吗?提示:在金属晶体中,只存在金属离子和自由电子,不存在金属中性原子和阴离子。

在金属晶体中:(1)含金属阳离子的晶体中不一定含阴离子。

(2)含阳离子的晶体中不一定含有离子键。

晶体类型的判断1.依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断离子晶体的粒子是阴、阳离子,粒子间的作用是离子键;原子晶体的粒子是原子,原子间的作用是共价键;分子晶体的粒子是分子,分子间的作用为分子间作用力,即范德华力;金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子,粒子间的作用是金属键。

2.依据物质的性质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、晶体硼等;常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。

金属单质与合金属于金属晶体。

3.依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高,常在几百至一千多度。

第十二章第三讲 晶体结构与性质

第十二章第三讲 晶体结构与性质

考点突破 实验探究 高考演练 课时训练
考点一 晶体常识
题组
晶胞的相关计算
(3)(2012·高考海南卷)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗
常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积, 边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm-3,则铜晶胞的
体积是________cm3、晶胞的质量是________g,阿伏加德罗常数
2.得到晶体的途径 (1)______________________。
熔融态物质凝固
气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华) (2) ____________________________________________ 。
溶质从溶液中析出 。 (3) ______________________
考点突破 实验探究 高考演练 课时训练
g· cm-3
B. g· cm-3 - 3 8NA g· cm D.
Ma3
C.
M
×a3
NA
g· cm-3
Ma3 NA
g· cm-3
考点突破 实验探究 高考演练 课时训练
考点一 晶体常识
解析:选C。 因为该氯化铯晶体的晶胞中只有1个氯化铯,所以
M ×1 N m A = ρ= g·cm-3。 3 V a
考点一 晶体常识
4.晶格能 (1)定义 气态离子形成1摩离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:
kJ·mol-1 __________________
(2)影响因素 ①离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越________ 大 。 ②离子的半径:离子的半径越_____ 小 ,晶格能越大。
考点突破 实验探究 高考演练 课时训练
考点一 晶体常识

高中化学第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体选择性必修第二册第二册化学

高中化学第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体选择性必修第二册第二册化学
但某些分子晶体溶于水 导电,但Si、Ge为半导体
能导电,如HCl
溶解性 相似相溶
难溶于一般溶剂
影响熔点高 分子间作用力的强弱
低的因素
12/11/2021
共价键的强弱
第二十三页,共四十页。
随堂检测
课堂篇素养提升
(1)为什么干冰的熔点比冰低而密度却比冰大? 提示:冰中水分子间除了范德华力外还有氢键作用,而干冰中CO2分子间
只有范德华力,所以冰的熔点比干冰高。由于水分子间形成的氢键具有方 向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体中有较大的空隙,所以相同状
况下冰的密度较小。由于干冰中CO2分子采取密堆积方式形成晶体,所以干
12/11/2021
第二十一页,共四十页。
课堂篇素养提升
探究(tànjiū)1
探究(tànjiū)2
素养(sùyǎng)
脉络
随堂检测
深化拓展
1.分子晶体与共价晶体的比较
晶体类型
定义
构成微粒 微粒间的 作用力
12/11/2021
分子晶体
共价晶体
相邻分子通过分子间作用力结 合形成的晶体
相邻原子间以共价键 结合而形成的三维网 状结构的晶体
探究(tànjiū)1
探究(tànjiū)2
素养(sùyǎng)
脉络
分子晶体与共价晶体的比较
问题探究
随堂检测
课堂篇素养提升
(1)分析金刚石、二氧化硅的晶体结构模型,判断共价晶体的化学式是否可以
代表其分子式?
提示:不能。因为共价晶体是一个三维的空间网状结构,晶体中无小分子存在。
12/11/21
第二十页,共四十页。
很大?
提示:CO2的晶体是分子晶体,晶体中CO2分子之间通过范德华力相结合,每 个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是原子晶体,硅

选修3《物质结构与性质》第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体常识(导学案)

选修3《物质结构与性质》第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体常识(导学案)

第三章晶体结构与性质第一节晶体常识▍课标要求▍1.初步了解晶体知识,知道晶体与非晶体的本质差异。

2.学会识别晶体与非晶体的结构示意图。

3.掌握晶胞的概念以及晶胞中粒子个数的计算方法。

要点一晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体微粒在三维空间里呈排列非晶体微粒排列相对23.晶体的特点4.区分晶体与非晶体(1)测熔点:晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。

(2)最可靠的科学方法是:对固体进行实验。

思考1:(1)晶体为什么有自范性?(2)晶体一定是固体,固体一定是晶体吗?要点二晶胞1.概念描述晶体结构的叫做晶胞。

2.晶体和晶胞的关系一般来说,晶胞都是体,晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。

(1)“无隙”是指相邻晶胞之间。

(2)“并置”是指所有晶胞都是排列的,取向。

(3)所有晶胞的、内部的原子及几何排列是完全相同的。

3.晶胞中粒子个数的计算(以铜晶胞为例)晶胞的顶角是个晶胞共用的,棱上的原子是4个晶胞共用的,面上的原子是个晶胞共用的(如图所示)。

铜晶胞金属铜的一个晶胞所含的原子数有个。

思考2:铜晶胞含有4个铜原子,为什么不是14个?考点一晶体与非晶体的区别1.晶体和非晶体在结构上的差异,导致它们在性质上有所不同。

2.根据固体是否具有自范性、物理性质是否体现各向异性、有无固定熔沸点、外形和内部质点排列是否高度有序,可以判断是晶体还是非晶体。

【例题1】下列叙述正确的是()A.具有规则几何外形的固体一定是晶体B.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C.具有各向异性的固体一定是晶体D.一种物质不是晶体就是非晶体【变式1】不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是()A.石墨和金刚石是同素异形体B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列C.石墨的熔点为3 625 ℃D.在石墨的X-射线衍射图谱上有明锐的谱线判断晶体的“4点”注意事项(1)晶体一般属于纯净物。

(2)微观上,晶体中的微粒在三维空间呈周期性有序排列,表现在外观上晶体往往有规则的几何外形。

第三章 晶体的结构与性质 第2节 第1课时 分子晶体概论

第三章  晶体的结构与性质  第2节  第1课时  分子晶体概论
(5)绝大多数的 有机物 晶体:
乙醇、乙酸、蔗糖等
【思考与交流】
1.一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子? 2.此分子晶体中有哪些作用力?
3.与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子 共有多少个?
干冰晶体结构示意图
每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。 分子的密堆积
分子密堆积
氧(O2)的晶体结构
4.为何干冰的熔点比冰低,密度比冰高?
由于冰中除了范德华力外还有氢键作用,破坏分子间作用力较难,所以熔沸点比干 冰高。
在冰中由于氢键的方向性,导致晶体中有相当大的空隙,所以相同状况下冰的体积 较大,密度比干冰小。
课堂练习
1.下列性质适合于分子晶体的是( BC )
A.熔点1070℃,易溶于水,水溶液导电 B.熔点10.31 ℃,液态不导电、水溶液能导电 C.能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6℃ D.熔点97.81℃,质软、导电、密度0.97 g/cm3
越高。如CO>N2,CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH3 >
CH3CH(CH3)CH3.
【问题探究】
1.水的相对分子质量小于硫化氢的,但为什么水分子的熔点比H2S分子的高? 2.分子晶体是否导电?什么条件下可以导电?
3.冰的密度为何比水小?
0--4℃ 水的密度增大
3.常见的分子晶体:
(1)所有 非金属氢化物 : (2H)2O部、分H2S、非N金H属3、单C质H4、H: X等
卤素(X2)、O2、H2、S8、 P4、 C60 等
(3)部分 非金属氧化物 :
CO2、 SO2、 NO2、P4O6、 P4O10等
(4)几乎所有的 酸 :

03-第三章 晶体结构与性质

03-第三章 晶体结构与性质

第三章晶体结构与性质注意事项1.全卷满分100分。

考试用时90分钟。

2.可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 B 11 C 12 N 14 O 16F 19 Na 23 Si 28 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 Cs 133。

一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。

每小题只有一个选项符合题意)1.下列叙述中,错误的是( )A.液晶具有液体的流动性,在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性B.氧化镁晶体中离子键的百分数为50%,氧化镁晶体是一种过渡晶体C.等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子D.石墨晶体属于混合型晶体2.下列各组物质变化中,所克服的粒子间的作用力属于同种类型的是( )A.碘和干冰的升华B.二氧化硅和生石灰的熔化C.氯化钠和铁的熔化D.乙醇的蒸发和氧化钠的熔化3.金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示,下列说法不正确的是( )A.等质量的金刚石和石墨晶体中含有的碳碳键数目之比为4∶3B.一个C60分子中含有双键的数目是30C.石墨烯结构中,平均每个六元环含有2个碳原子D.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键,石墨烯具有导电性4.泽维尔研究发现,当用激光脉冲照射NaI使Na+和I的核间距为1.0~1.5 nm时,呈离子键;当两核靠近,相距0.28 nm时,呈共价键。

根据泽维尔的研究成果能得出的结论是( )A.NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物B.离子晶体可能含有共价键C.NaI晶体中既有离子键,又有共价键D.共价键和离子键没有绝对的界限5.北京大学的科技工作者在金(Ⅲ)表面进行生长的二维双层冰的边缘结构实现了成像观察,二维冰层的AFM表征细节(图1)及其结构模型(图2)如下,该成果发表在《自然》上。

下列说法正确的是( )图1 图2A.气相水分子、“准液体”水分子和固态水分子属于三种不同的化合物B.固态水分子之间的化学键较强,“准液体”水分子之间的化学键较弱C.由于水分子间的氢键比较牢固,使水分子很稳定,高温下也难分解D.受到能量激发时,“准液体”水分子与下层固态水分子脱离,使冰面变滑6.下列关于氮、磷、砷的单质及其化合物的说法正确的是( )A.1 mol [Co(NH3)6]3+中含有18 mol σ键B.白磷分子(P4)是极性分子,白磷可保存在水中C.肼(N2H4)的沸点为113.5 ℃,说明肼分子间可能存在氢键D.砷化镓的晶胞结构如图所示,镓原子配位数为87.Fe3+形成的某种配离子结构如图所示。

高考化学总复习 专题十 第3讲 晶体结构与性质练习(含解析)-人教版高三全册化学试题

高考化学总复习 专题十 第3讲 晶体结构与性质练习(含解析)-人教版高三全册化学试题

第3讲晶体结构与性质一、单项选择题1.二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究的新领域。

已知二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华),沸点是249 ℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。

下列说法不正确的是( )A.二茂铁属于分子晶体B.在二茂铁结构中,C5H5-与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键C.已知:环戊二烯的结构式为,则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化D.C5H5-中一定含π键答案 B 碳原子提供孤电子对,铁原子提供空轨道,两者形成配位键,B项错误。

2.下列有关晶体的叙述中,不正确...的是( )A.氯化钠和氯化铯晶体中,阳离子的配位数均为6B.金刚石为空间网状结构C.金属钠晶体采用体心立方堆积,每个晶胞含2个原子,配位数为8D.干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子答案 A NaCl和CsCl晶体中,阳离子的配位数分别为6和8,A项错误;金刚石为空间网状结构,B项正确;金属钠的晶体采用体心立方堆积,每个晶胞含(1+8×1)个原子,配位数为8,C项正确;干冰晶体中,每2个CO2分子周围紧邻12个CO2分子,D项正确。

二、非选择题3.(2018淮阴中学高三上检测)金属钛性能优越,被誉为继Fe 、Al 后应用广泛的“第三金属”。

(1)Ti 基态原子的核外电子排布式为 。

(2)钛能与B 、C 、N 、O 等非金属元素形成稳定的化合物。

第一电离能:N (填“>”或“<”)O。

(3)月球上的岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO 3)。

FeTiO 3与80%的硫酸反应可生成TiOSO 4。

S O 42-的空间构型为 形,其中硫原子采取 杂化,写出S O 42-的一种等电子体的化学式: 。

(4)Ti 的氧化物和CaO 相互作用能形成钛酸盐CaTiO 3,CaTiO 3的晶体结构如图所示(Ti 原子位于立方体的顶点)。

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第3讲晶体结构与性质【考纲点击】(1)了解晶体的类型,了解不同类型晶体中构成微粒及微粒间作用力的区别;(2)了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响;(3)了解分子晶体结构与性质的关系;(4)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;(5)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,了解金属晶体常见的堆积方式;(6)了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

1.常见晶体模型晶体晶体结构晶体详解离子晶体NaCl(型)(1)每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有6个,每个Na+周围等距且紧邻的Na+有12个。

(2)每个晶胞中含4个Na+和4个Cl-CsCl(型)(1)每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有8个,每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有6个。

(2)如图为8个晶胞,每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-CaF2(型)在晶体中,每个F-吸引4个Ca2+,每个Ca2+吸引8个F-,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4金属晶体简单立方堆积典型代表Po,空间利用率52%,配位数为6体心立方堆积典型代表Na、K、Fe,空间利用率68%,配位数为8六方最密堆积典型代表Mg、Zn、Ti,空间利用率74%,配位数为12面心立方最密堆积典型代表Cu、Ag、Au,空间利用率74%,配位数为12分子晶体干冰(1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子。

(2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个混合型晶体石墨晶体层与层之间的作用力是分子间作用力,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C采取的杂化方式是sp2杂化原子晶体金刚石(1)每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合,形成正四面体结构。

(2)键角均为109°28′。

(3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内。

(4)每个C参与4条C—C键的形成,C原子数与C—C键数之比为1∶2SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构。

(2)每个正四面体占有1个Si,4个“12O”,n(Si)∶n(O)=1∶2。

(3)最小环上有12个原子,即6个O,6个Si2.物质熔沸点高低比较规律(1)不同类型晶体熔沸点高低的比较一般情况下,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,如:金刚石>NaCl>Cl2;金属晶体>分子晶体,如:Na>Cl2(金属晶体熔沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞等)。

(2)同种类型晶体熔沸点高低的比较①原子晶体:如:金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。

②离子晶体:a.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。

晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。

b.一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,晶格能越大,熔沸点就越高,如:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl。

③金属晶体:金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔沸点就越高,如Al>Mg>Na。

④分子晶体a.分子间作用力越大,物质的熔沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔沸点反常地高。

如H2O>H2Te>H2Se>H2S。

b.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SnH4>GeH4>SiH4>CH4。

c.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CO>N2。

d.在同分异构体中,一般支链越多,熔沸点越低,如正戊烷>异戊烷>新戊烷。

3.晶胞求算晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法(1)(2)晶体密度的计算(3)晶体微粒与M、ρ之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol晶胞中含有x mol微粒,其质量为xM g(M 为微粒的摩尔质量);又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积,a为晶胞边长),则1 mol晶胞的质量为ρa3N A g,因此有xM=ρa3N A。

(4)空间利用率的计算①空间利用率:构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间所占的体积百分比,即V球/V晶胞。

②计算a.确定晶胞中的微粒数 b.计算晶胞体积如简单立方堆积如图所示立方体的棱长为2r,球的半径为r过程:V(球)=43πr3V(晶胞)=(2r)3=8r3空间利用率=V(球)V(晶胞)×100%=43πr38r3≈52%1.(1)[2019·课标全国Ⅰ,35(3)(4)]①一些氧化物的熔点如表所示:氧化物Li2O MgO P4O6SO2熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 -75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因___________________________ _____________________________________________________。

②图(a)是MgCu 2的拉维斯结构,Mg 以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu 。

图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。

可见,Cu 原子之间最短距离x =________pm ,Mg 原子之间最短距离y =________pm 。

设阿伏加德罗常数的值为N A ,则MgCu 2的密度是________g·cm -3(列出计算表达式)。

(2)[2019·课标全国Ⅱ,35(3)(4)]①比较离子半径:F -________O 2-(填“大于”“等于”或“小于”)。

②一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。

晶胞中Sm 和As 原子的投影位置如图2所示。

图中F -和O 2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x 和1-x 代表,则该化合物的化学式表示为________;通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的x 值,完成它们关系表达式:ρ=________g·cm -3。

以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为(12,12,12),则原子2和3的坐标分别为________、________。

(3)[2019·课标全国Ⅲ,35(5)]NH 4H 2PO 4和LiFePO 4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。

焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为________(用n 代表P 原子数)。

解析 (1)①氧化锂、氧化镁是离子晶体,六氧化四磷和二氧化硫是分子晶体,离子键比分子间作用力强。

②观察图(a)和图(b)知,4个铜原子相切并与面对角线平行,有(4x )2=2a 2,x =24a 。

镁原子堆积方式类似金刚石,有y =34a 。

已知1 cm=1010 pm ,晶胞体积为(a ×10-10)3 cm 3,代入密度公式计算即可。

(2)①F -与O 2-电子层结构相同,核电荷数越大,原子核对核外电子的吸引力越大,离子半径越小,故离子半径F -<O 2-。

②由晶胞结构中各原子所在位置可知,该晶胞中Sm 个数为4×12=2,Fe 个数为1+4×14=2,As 个数为4×12=2,O 或F 个数为8×18+2×12=2,即该晶胞中O 和F 的个数之和为2,F -的比例为x ,O 2-的比例为1-x ,故该化合物的化学式为SmFeAsO 1-x F x 。

1个晶胞的质量为2×[150+56+75+16×(1-x )+19x ]N Ag =2[281+16(1-x )+19x ]N A g ,1个晶胞的体积为a 2c pm 3=a 2c ×10-30 cm 3,故密度ρ=2[281+16(1-x )+19x ]a 2cN A ×10-30 g·cm -3。

原子2位于底面面心,其坐标为(12,12,0);原子3位于棱上,其坐标为(0,0,12)。

(3)由三磷酸根离子的结构可知,中间P 原子连接的4个O 原子中,2个O 原子完全属于该P 原子,另外2个O 原子分别属于2个P 原子,故属于该P 原子的O 原子数为2+2×12=3,左、右两边的2个P 原子的O 原子数为3×2+12×2=7,故若这类磷酸根离子中含n 个P 原子,则O 原子个数为3n +1,又O 元素的化合价为-2,P 元素的化合价为+5,故该离子所带电荷为-2×(3n +1)+5n =-n -2,这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(P n O 3n +1)(n +2)-。

答案 (1)①Li 2O 、MgO 为离子晶体,P 4O 6、SO 2为分子晶体。

晶格能MgO >Li 2O 。

分子间作用力(分子量)P 4O 6>SO 2 ②24a 34a 8×24+16×64N A a 3×10-30(2)①小于 ②SmFeAsO 1-x F x2[281+16(1-x )+19x ]a 2cN A ×10-30 (12,12,0) (0,0,12) (3)(P n O 3n +1)(n +2)-2.[2018·课标全国Ⅰ,35(4)(5)](1)Li 2O 是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born -Haber 循环计算得到。

可知,Li原子的第一电离能为________kJ·mol-1,O===O键键能为________kJ·mol -1,Li2O晶格能为________kJ·mol-1。

(2)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。

已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O的密度为________g·cm-3(列出计算式)。

解析(1)锂原子的第一电离能是指1 mol气态锂原子失去1 mol电子变成1 mol气态锂离子所吸收的能量,即为1 040 kJ·mol-12=520 kJ·mol-1。

O===O键键能是指1 mol氧气分子中化学键断裂生成气态氧原子所吸收的能量,即为249 kJ·mol-1×2=498 kJ·mol-1。

晶格能是指气态离子结合生成1 mol晶体所释放的能量或1 mol晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量,则Li2O的晶格能为2 908 kJ·mol-1。

(2)1个氧化锂晶胞含O的个数为8×18+6×12=4,含Li的个数为8,1 cm=107 nm,代入密度公式计算可得Li2O的密度为8×7+4×16N A(0.466 5×10-7)3g·cm-3。

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