2022届高考化学一轮复习选修3第3节晶体结构与性质课件新人教版

第3节　晶体结构与性质 考纲要求:1.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。2.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。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。 考点一考点二基础梳理考点突破晶体常识与四种晶体的比较1.晶体(1)晶体与非晶体。 考点一考点二基础梳理考点突破(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。 考点一考点二基础梳理考点突破2.四种晶体的比较 考点一考点二基础梳理考点突破 考点一考点二基础梳理考点突破自主巩固判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)凡是有规则外形的固体一定是晶体(×)(2)晶体与非晶体的本质区别:是否有自范性(√)(3)熔融态物质凝固就得到晶体(×)(4)晶体有一定的熔、沸点(√)(5)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法:是否具有固定的熔沸点(×)(6)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子(×)(7)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高(×)(8)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低(×)(9)离子晶体中一定不含有共价键(×)(10)分子晶体或原子晶体中一定不含离子键(√) 考点一考点二基础梳理考点突破1.晶体类型的5种判断方法(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断。①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子,粒子间的作用是离子键。②原子晶体的构成粒子是原子,粒子间的作用是共价键。③分子晶体的构成粒子是分子,粒子间的作用为分子间作用力。④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子,粒子间的作用是金属键。 考点一考点二基础梳理考点突破(2)依据物质的分类判断。①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。④金属单质是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断。①离子晶体的熔点较高。②原子晶体的熔点很高。③分子晶体的熔点低。④金属晶体多数熔点较高,但有少数熔点相当低。 考点一考点二基础梳理考点突破(4)依据导电性判断。①离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。②原子晶体一般为非导体。③分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。④金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断。①离子晶体硬度较大、硬而脆。②原子晶体硬度大。③分子晶体硬度小且较脆。④金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。 考点一考点二基础梳理考点突破2.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。 考点一考点二基础梳理考点突破(2)同种晶体类型熔、沸点的比较。①原子晶体:(比较共价键强弱)原子半径越小→键长越短→键能越大→共价键越强→熔、沸点越高。如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅②离子晶体:(比较离子键强弱或晶格能大小)a.一般地说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越大,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>NaCl>CsCl。b.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。 考点一考点二基础梳理考点突破③分子晶体:(比较分子间作用力大小)a.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。如沸点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,CH3OH>CH3CH3。d.同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。 考点一考点二基础梳理考点突破④金属晶体:金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:NaRbClMgO晶体为离子晶体,离子所带电荷越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高 考点一考点二基础梳理考点突破解析:(1)A组由非金属元素组成,熔点最高,属于原子晶体,熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体熔、沸点高,硬度大。(2)B组都是金属,存在金属键,具有金属晶体的性质,可以用“电子气理论”解释相关的性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体,HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物,熔点较高,具有离子晶体的性质。(5)晶格能大小与离子电荷数和离子半径有关,电荷数越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高。 考点一考点二基础梳理考点突破误区警示(1)分子晶体熔、沸点的比较要特别注意氢键的存在。(2)离子晶体的熔点不一定都低于原子晶体,如MgO是离子晶体,熔点是2800℃;而SiO2是原子晶体,熔点是1732℃。 考点一考点二基础梳理考点突破跟踪训练1.磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:(1)基态磷原子的核外电子排布式为。(2)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图1所示。①第一电离能:磷(填“>”或“P;Fe为金属元素,则电负性由大到小的顺序是O>P>Fe。 431253.锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。(1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因。 43125(2)晶胞有两个基本要素:①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。②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g·cm-3(列出计算式即可)。 43125答案:(1)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强 431254.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:(1)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是。(2)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为,Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。 43125 531245.(2020全国Ⅲ)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题:(1)H、B、N中,原子半径最大的是。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素的相似。(2)NH3BH3分子中,N—B化学键称为键,其电子对由提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气: 53124(3)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),电负性大小顺序是。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是(写结构简式),其熔点比NH3BH3(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之间,存在,也称“双氢键”。 53124(4)研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度ρ=g·cm-3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。 53124答案(1)BSi(硅)(2)配位Nsp3sp2(3)N>H>BCH3CH3低Hδ+与Hδ-的静电引力 53124解析本题考查了原子半径大小,对角线规则、配位键、电负性、等电子体、物质熔点高低、晶胞密度求算等知识。(1)氢元素为第一周期元素,原子半径最小,B、N同为第二周期元素,可知原子半径B>N,故原子半径最大的为B。B为第二周期第ⅢA族元素,与其处于对角线上的元素应为第三周期第ⅣA族元素,即硅元素。(2)NH3BH3分子中,氮原子上有一对孤电子对,而硼原子中有空轨道,两者之间可形成配位键。NH3BH3分子中B原子的价层电子对数为4,B原子的杂化方式为sp3杂化;根据的结构可知,B原子价层电子对数为3,B原子的杂化方式为sp2杂化。故反应中B原子的杂化方式由sp3变为sp2。 您好，谢谢观看！ 53124(3)NH3BH3分子中,根据与N原子相连的H呈正电性,说明电负性:N>H;再根据与B原子相连的H呈负电性,说明电负性:BH>B。NH3BH3分子的原子总数为8,价电子总数为14,CH3CH3为其等电子体。CH3CH3的熔点比NH3BH3的熔点低,原因是NH3BH3分子间Hδ+与Hδ-之间存在静电引力,而CH3CH3分子间只存在范德华力。(4)根据氨硼烷的2×2×2超晶胞中含有16个氨硼烷分子,则每个氨硼烷晶胞内含2个氨硼烷分子,则氨硼烷晶体的密度为