《（新课标）2017年高考化学一轮复习 考点28 晶体结构与性质（第43课时）晶体结构与性质课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（新课标）2017年高考化学一轮复习 考点28 晶体结构与性质（第43课时）晶体结构与性质课件（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第43课时 晶体结构与性质,课标版 化学,一、晶体常识 1.晶体与非晶体,有,无,有,无,固定,不固定,2.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。 a.无隙:相邻晶胞之间没有任何 。 b.并置:所有晶胞都是平行排列的, 相同。 自测1 判断下列说法是否正确。 (1)固态物质一定是晶体。 ( ) (2)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。 ( ) (3)晶体内部的微粒按一定规律周期性排列。 ( ) (4)凡有规则外形的固体一定是晶体。 ( ) (5)晶体与非晶体的本质区别:是否有自范性。 ( ) (6)晶体有一定的熔沸点。 ( ),基本单元,空隙,取向,答案 (1)
2、(2) (3) (4) (5) (6) 自测2 下图为离子晶体空间构型示意图( 表示阳离子, 表示阴离子),以M 表示阳离子,以N表示阴离子,写出各离子晶体的组成表达式:A 、B 、C 。答案 MN MN3 MN2,解析 在A中,含M、N的个数相等,故组成为MN;在B中,含M: 4+1= (个),含N: 4+2+4 = (个),故组成为MN3;在C中,含M: 4= (个),含N为1 个,故组成为MN2。,二、常见晶体类型的结构与性质 1.四种晶体类型比较,分子,原子,金属阳离子、,自由电子,阴、阳离子,范德华力,共价键,金属键,离子键,续表,2.晶格能 (1)定义 气态离子形成1摩离子晶体释放
3、的能量,通常取正值,单位: 。 (2)影响因素 a.离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越 。 b.离子的半径:离子的半径越 ,晶格能越大。 (3)与离子晶体性质的关系 晶格能越大,形成的离子晶体越 ,且熔点越 ,硬度越 。,kJmol-1,大,小,稳定,高,大,自测3 判断下列说法是否正确。 (1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。 ( ) (2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。 ( ) (3)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。 ( ) (4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。 ( ) (5)离子晶体一定都含有金属元素。 ( ) (6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶
4、体。 ( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6),自测4 下列晶体分类中正确的一组是 ( ),答案 C A项,Ar属于分子晶体,故A错误;B项,石墨属于混合晶体,H2SO4 属于分子晶体,故B错误;C正确;D项,玻璃不属于晶体,故D错误。,自测5 下列各物质的晶体中,晶体类型相同的是 ( ) A.CCl4与H2O B.SiO2和CO2 C.NaCl与金刚石 D.MgCl2与Na答案 A SiO2是原子晶体,CO2为分子晶体,二者晶体类型不同,故B错误; NaCl是离子晶体,金刚石是原子晶体,二者晶体类型不同,故C错误;MgCl2是 离子晶体,Na是金属晶体,二者晶体类型不同,故
5、D错误。,考点一 晶体的基本类型,续表,续表,典例1 决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。 (1)下图是石墨的结构,其晶体中存在的作用力有 (填序号) 。,A.键 B.键 C.氢键 D.配位键 E.分子间作用力 F.金属键 G.离子键 (2)下面关于晶体的说法不正确的是 。 A.晶体熔点由低到高:CF4碳化硅晶体硅 C.熔点由高到低:NaMgAl D.晶格能由大到小:NaFNaClNaBrNaI (3)CaF2结构如图所示,Cu形成晶体的结构如图所示,图为H3BO3晶体 结构图(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)。,图所示的晶体中与Ca2+最近且等距离的Ca2+数为 ,
6、图中未标号 的Cu原子形成晶体后周围最紧邻的Cu原子数为 ; H3BO3晶体中B原子杂化方式为 ;CNO-的构型为 ; 三种晶体的熔点高低顺序为 (填化学式);H3BO3晶体受热 熔化时,克服的微粒之间的相互作用力为 。答案 (1)ABEF (2)C (3)12 12 sp2杂化 直线形 CaF2CuH3BO3 分子间作用力解析 (1)石墨晶体是一种特殊晶体,层与层之间存在范德华力(也可看成,分子间作用力),层内存在共价键,每个C原子的一个未参与杂化的p轨道上 都有自由电子,可以形成“电子气”,即所谓的金属键;在石墨晶体中,同层 的每一个碳原子以sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以键结合,六个碳
7、原 子在同一个平面上形成了正六边形的环,伸展成片层结构,这里CC键的 键长皆为142 pm,这正好属于原子晶体的键长范围,因此对于同一层来说, 它是原子晶体。在同一平面上的碳原子还各剩下一个p轨道,其中有一个2 p电子。这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面, 形成了大键,因此石墨晶体中,既存在键又存在键。,(2)组成和结构相似的分子晶体的相对分子质量越大,熔点越高,故晶体熔 点:CF4碳化硅晶体硅,B正确;对于金属晶体,原子半径越 小,价电子数越多,金属键越强,熔点越高,故熔点:Na NaClNaBrNaI,D正确。 (3)在立方体的8个顶点上和6个面心上各有1个Ca
8、2+,故顶点上的Ca2+与晶 胞中顶点所在的三个面的面心上的Ca2+最近且等距离,故由图可以看出 晶体中与Ca2+最近且等距离的Ca2+数为 =12;图中未标号的Cu原子形,成晶体后周围最紧邻的Cu原子数为3+6+3=12。H3BO3分子中,硼原子最 外层只有3个电子,B原子与3个羟基相连,与氧原子形成3对共用电子对,即 形成3个键,无孤电子对,杂化轨道数为3,故B原子采取sp2杂化; CNO-与CO2 互为等电子体,CO2为直线形结构,故CNO-也为直线形结构。CaF2为离子 晶体,Cu为金属晶体,H3BO3为分子晶体,三种晶体的熔点高低顺序为CaF2 CuH3BO3。,1-1 A、B、C、
9、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大,其中A含 有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;C的最外层有6个运动状态不同 的电子;D是短周期元素中电负性最小的元素;在这六种元素中E的最高价 氧化物的水化物酸性最强;F除最外层原子轨道处于半充满状态外,其余能 层均充满电子。G元素与D元素同主族,且相差3个周期。,(1)元素A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是 (用元素符号表示)。 (2)E的最高价含氧酸中E的杂化方式为 。 (3)F原子的外围电子排布式为 ,F的晶体中原子的堆积方式是下图 中的 (填“甲”“乙”或“丙”)。,(4)DE、GE两种晶体都属于离子晶体,但配位数不同,其原因是 。答
10、案 (1)CON (2)sp3杂化 (3)3d104s1 丙 (4)正、负离子的半径比不同解析 A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大,其中A,含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同,因此A的原子序数是6,即A是 碳元素;C的最外层有6个运动状态不同的电子,则C是第A族元素;D是短 周期元素中电负性最小的元素,说明D的金属性最强,则D是钠元素;C的原 子序数小于钠,所以C是氧元素;B的原子序数介于A和C之间,则B是氮元素; 在这六种元素中E的最高价氧化物的水化物酸性最强,因此E是氯元素;F除,最外层原子轨道处于半充满状态外,其余能层均充满电子,则F的原子序数 是2+8+18+
11、1=29,所以F是铜元素;G元素与D元素同主族,且相差3个周期,所 以G是第六周期的Cs元素。 (1)元素A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是CON。 (3)根据核外电子的排布规律可知,铜原子的外围电子排布式为3d104s1。铜 形成的晶体是面心立方最密堆积,因此选丙。 (4)NaCl、CsCl的阴、阳离子的个数之比都是11,都属于AB型离子晶体, 但由于晶体中正、负离子的半径比不同,因此二者的配位数不同。,考点二 晶体结构中的有关计算1.长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数目的计算方法,2.非长方体(正方体)晶胞中粒子数目的计算方法 非长方体(正方体)晶胞中粒子数目的计算要根据具体情况分
12、析晶胞中的粒 子在晶胞中的位置以及为几个晶胞所共有,然后运用均摊法具体计算。如 石墨晶体中每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形 所共有,每个六边形拥有该粒子的1/3,则每个六元环占有的C原子数为61/ 3=2,如下图:,3.根据晶体晶胞的结构特点和有关数据,求算晶体的密度 对于立方晶胞,可建立如下求算途径: 晶胞 = (a表示晶胞边长,表示密度,NA表示阿伏加德罗常数,n表示1个晶 胞所含基本粒子或特定组合的个数,M表示摩尔质量),典例2 (1)Fe单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式,信息如下:,则方式与方式中Fe原子配位数之比为 ,晶体 密度之比为 。 (2)已知Ca
13、F2晶体的密度为 g/cm3,NA为阿伏加德罗常数 的值,棱上相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的相 对分子质量可以表示为 。,答案 (1) 32 2b3a3 (2),解析 (1)方式中Fe原子配位数为12,方式中Fe原子配位数为8,故配 位数之比为128=32;中密度为 ,中密度为 ,故密度之 比为2b3a3。(2)该晶胞中含有钙离子个数= 8+6 =4,含有氟离子个数 为8,晶胞体积V=a3,CaF2密度= ,则CaF2的相对分子质量M= 。,2-1 (2015河南洛阳统考,24)已知元素X、Y、Z、R为前四周期元素,且原 子序数依次增大。X原子核外电子有6种不同的运动状态,
14、s轨道电子数是p 轨道电子数的两倍;Z原子L电子层上有2对成对电子;R+核外有3个电子层 且各层均处于全满状态。请回答下列问题:,(1)R基态原子的外围电子排布式为 ,其基态原子有 种能量不同的电子。 (2)元素X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为(用元素符号表示) 。 (3)与XYZ-互为等电子体微粒的化学式为 (写出一种即可),XYZ- 的中心原子的杂化方式为 杂化。 (4) 与NH3形成的配离子中,提供孤对电子的原子是 。,(5)已知Z、R能形成两种化合物,其晶胞如图所示,甲的化学式为 ,乙的化学式为 ;高温时,甲易转化为乙的原因为 。若甲晶体中一个晶胞的边长为a pm,则甲晶体的 密
15、度为 g/cm3(写出含a的表达式,用NA表示阿伏加德罗常数的 值)。答案 (1)3 4s1 7,(2)CON (3)CO2、N2O、SCN-等(写出任意一种即可) sp (4)N (5)CuO Cu2O Cu2O中Cu+的3d能级为全充满状态,较稳定 解析 X原子核外电子有6种不同的运动状态,则X原子核外有6个电子,故 X是C;Z原子的L电子层上有2对成对电子,应为2p4,故Z为O;根 据X、Y、Z、R的原子序数依次增大知Y是N;R+核外有3个电子层且各层 均处于全满状态,分别有2、8、18个电子,故R是Cu。 (1)Cu的基态原子的外围电子排布式为3d104s1,核外电子分布在1s、2s、 2p、3s、3p、3d、4s 7个能级,因此其基态原子有7种能量不同的电子。,
