2017年高考化学一轮复习-第12章-物质结构与性质-第3讲-晶体结构与性质课件.ppt

第第3 3讲晶体结构与性质讲晶体结构与性质【最新考纲最新考纲】1.理理解解离离子子键键的的形形成成，能能根根据据离离子子化化合合物物的的结结构构特特征解释其物理性质。征解释其物理性质。2.了了解解原原子子晶晶体体的的特特征征，能能描描述述金金刚刚石石、二二氧氧化化硅硅等原子晶体的结构与性质的关系。等原子晶体的结构与性质的关系。3.理理解解金金属属键键的的含含义义，能能用用金金属属键键理理论论解解释释金金属属的的一些物理性质；了解金属晶体常见的堆积方式。一些物理性质；了解金属晶体常见的堆积方式。4.了了解解分分子子晶晶体体与与原原子子晶晶体体、离离子子晶晶体体、金金属属晶晶体体的结构微粒、微粒间作用力的区别。的结构微粒、微粒间作用力的区别。5.能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。6.了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。考点一晶体的组成与性质考点一晶体的组成与性质1晶体晶体(1)晶体与非晶体。晶体与非晶体。(2)得到晶体的途径。得到晶体的途径。熔融态物质凝固。熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接气态物质冷却不经液态直接凝固凝固(凝华凝华)。溶质从溶液中析出。溶质从溶液中析出。(3)晶胞。晶胞。概念：描述晶体结构的概念：描述晶体结构的基本单元基本单元。晶体中晶胞的排列晶体中晶胞的排列无隙并置。无隙并置。a无隙：相邻晶胞之间没有无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙任何间隙。b并置：所有晶胞并置：所有晶胞平行平行排列、排列、取向取向相同。相同。(4)晶格能。晶格能。定定义义：气气态态离离子子形形成成1摩摩离离子子晶晶体体释释放放的的能能量量，通通常取正值，单位：常取正值，单位：kJmol1。影响因素。影响因素。a离离子子所所带带电电荷荷数数：离离子子所所带带电电荷荷数数越越多多，晶晶格格能能越越大大。b离子的半径：离子的半径越离子的半径：离子的半径越小小，晶格能越大。，晶格能越大。与离子晶体性质的关系。与离子晶体性质的关系。晶晶格格能能越越大大，形形成成的的离离子子晶晶体体越越稳稳定定，且且熔熔点点越越高高，硬度越硬度越大大。2.四种晶体类型的比较四种晶体类型的比较3.晶体熔沸点的比较晶体熔沸点的比较(1)不同类型晶体熔、沸点的比较。不同类型晶体熔、沸点的比较。不不同同类类型型晶晶体体的的熔熔、沸沸点点高高低低的的一一般般规规律律：原原子子晶晶体体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体。金金属属晶晶体体的的熔熔、沸沸点点差差别别很很大大，如如钨钨、铂铂等等熔熔、沸沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。点很高，汞、铯等熔、沸点很低。(2)同种晶体类型熔、沸点的比较。同种晶体类型熔、沸点的比较。原子晶体。原子晶体。如熔点：金刚石如熔点：金刚石碳化硅碳化硅硅。硅。离子晶体。离子晶体。a一一般般地地说说，阴阴、阳阳离离子子的的电电荷荷数数越越多多，离离子子半半径径越越小小，则则离离子子间间的的作作用用力力就就越越强强，其其离离子子晶晶体体的的熔熔、沸沸点就越点就越高高，如熔点：，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。b衡衡量量离离子子晶晶体体稳稳定定性性的的物物理理量量是是晶晶格格能能。晶晶格格能能越越大大，形成的离子晶体越，形成的离子晶体越稳定稳定，熔点越，熔点越高高，硬度越，硬度越大大。分子晶体。分子晶体。a分分子子间间作作用用力力越越大大，物物质质的的熔熔、沸沸点点越越高高；具具有有氢氢键键的的分分子子晶晶体体熔熔、沸沸点点反反常常地地高高。如如H2OH2TeH2SeH2S。b组组成成和和结结构构相相似似的的分分子子晶晶体体，相相对对分分子子质质量量越越大大，熔、沸点越熔、沸点越高高，如，如SnH4GeH4SiH4CH4。c组组成成和和结结构构不不相相似似的的物物质质(相相对对分分子子质质量量接接近近)，分分子子的的极极性性越越大大，其其熔熔、沸沸点点越越高高，如如CON2，CH3OHCH3CH3。d同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如如CH3CH2CH2CH2CH3CH3CCH3HCH2CH3CCH3CH3CH3CH3。金属晶体。金属晶体。金金属属离离子子半半径径越越小小，离离子子电电荷荷数数越越多多，其其金金属属键键越越强强，金金属属熔熔、沸沸点点就就越越高高，如如熔熔、沸沸点点：NaMgAl。【典典例例1】(高高考考组组合合题题)(1)(2015新新课课标标卷卷)CO能能与与金金属属Fe形形成成Fe(CO)5，该该化化合合物物熔熔点点为为253 K，沸点为沸点为376 K，其固体属于，其固体属于_晶体。晶体。(2)(2015新新课课标标卷卷)O元元素素和和Na元元素素的的氢氢化化物物所所属属的晶体类型分别是的晶体类型分别是_和和_。解解析析：(1)Fe(CO)5熔熔点点为为253 K，沸沸点点为为376 K，可可知其固体为分子晶体；知其固体为分子晶体；(2)O元元素素和和Na元元素素的的氢氢化化物物对对应应的的氢氢化化物物分分别别是是H2O和和NaH，H2O是分子晶体是分子晶体，而而NaH是离子晶体。是离子晶体。答案：答案：(1)分子分子(2)分子晶体离子晶体分子晶体离子晶体晶体类型判断方法晶体类型判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断。依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断。离子晶体的构成微粒是阴、阳离子离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用微粒间的作用是离子键。是离子键。原子晶体的构成微粒是原子原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价微粒间的作用是共价键。键。分子晶体的构成微粒是分子分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子微粒间的作用为分子间作用力。间作用力。金金属属晶晶体体的的构构成成微微粒粒是是金金属属阳阳离离子子和和自自由由电电子子，微微粒间的作用是金属键。粒间的作用是金属键。(2)依据物质的分类判断。依据物质的分类判断。金金属属氧氧化化物物(如如K2O、Na2O2等等)、强强碱碱(NaOH、KOH等等)和绝大多数的盐类是离子晶体。和绝大多数的盐类是离子晶体。大大多多数数非非金金属属单单质质(除除金金刚刚石石、石石墨墨、晶晶体体硅硅等等)、非非金金属属氢氢化化物物、非非金金属属氧氧化化物物(除除SiO2外外)、几几乎乎所所有有的酸、绝大多数有机物的酸、绝大多数有机物(除有机盐外除有机盐外)是分子晶体。是分子晶体。常常见见的的单单质质类类原原子子晶晶体体有有金金刚刚石石、晶晶体体硅硅、晶晶体体硼硼等等，常常见见的的化化合合物物类类原原子子晶晶体体有有碳碳化化硅硅、二二氧氧化化硅等。硅等。金属单质是金属晶体。金属单质是金属晶体。(3)根根据据各各类类晶晶体体的的特特征征性性质质判判断断：一一般般来来说说，低低熔熔、沸沸点点的的化化合合物物属属于于分分子子晶晶体体；熔熔、沸沸点点较较高高，且且在在水水溶溶液液中中或或熔熔融融状状态态下下能能导导电电的的化化合合物物为为离离子子晶晶体体；熔熔、沸沸点点很很高高，不不导导电电，不不溶溶于于一一般般溶溶剂剂的的物物质质属属原原子子晶晶体体；能能导导电电、传传热热、具具有有延延展展性性的的晶晶体体为为金金属晶体。属晶体。题组一晶体类型的判定题组一晶体类型的判定1下下列列各各组组晶晶体体物物质质中中，化化学学键键类类型型相相同同，晶晶体体类类型也相同的是型也相同的是()SiO2和和SO3晶晶体体硼硼和和HClCO2和和SO2晶晶体硅和金刚石体硅和金刚石晶体氖和晶体氮晶体氖和晶体氮硫黄和碘硫黄和碘A BC D解解析析：本本题题中中属属于于分分子子晶晶体体的的有有SO3、HCl、CO2、SO2、晶晶体体氖氖、晶晶体体氮氮、硫硫黄黄、碘碘。属属于于原原子子晶晶体体的的有有SiO2、晶晶体体硼硼、晶晶体体硅硅、金金刚刚石石。但但晶晶体体氖氖是是由由稀稀有有气气体体分分子子构构成成的的，稀稀有有气气体体分分子子间间不不存在化学键。存在化学键。答案：答案：C2现有几组物质的熔点现有几组物质的熔点()数据：数据：据此回答下列问题：据此回答下列问题：(1)A组属于组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是作用力是_。(2)B组晶体共同的物理性质是组晶体共同的物理性质是_(填序号填序号)。有金属光泽有金属光泽导电性导电性导热性导热性延展性延展性(3)C组中组中HF熔点反常是由于熔点反常是由于_。(4)D组晶体可能具有的性质是组晶体可能具有的性质是_(填序号填序号)。硬度小硬度小 水溶液能导电水溶液能导电固体能导电固体能导电 熔融状态能导电熔融状态能导电(5)D组组 晶晶 体体 的的 熔熔 点点 由由 高高 到到 低低 的的 顺顺 序序 为为NaClKClRbClCsCl，其原因为，其原因为_。解解析析：(1)根根据据A组组熔熔点点很很高高，属属原原子子晶晶体体，是是由由原原子通过共价键形成的。子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体组为金属晶体，具有具有四条共性。四条共性。(3)HF中含有分子间氢键中含有分子间氢键，故其熔点反常。故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体组属于离子晶体，具有具有两条性质。两条性质。(5)D组属于离子晶体组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。其熔点与晶格能有关。答案：答案：(1)原子共价键原子共价键(2)(3)HF分分子子间间能能形形成成氢氢键键，其其熔熔化化时时需需要要消消耗耗的的能能量量更多更多(只要答出只要答出HF分子间能形成氢键即可分子间能形成氢键即可)(4)(5)D组组晶晶体体都都为为离离子子晶晶体体，r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，在在离离子子所所带带电电荷荷数数相相同同的的情情况况下下，半半径径越越小，晶格能越大，熔点就越高小，晶格能越大，熔点就越高【归纳提升归纳提升】晶体组成与结构的晶体组成与结构的4点误区点误区(1)离离子子晶晶体体中中不不一一定定都都含含有有金金属属元元素素，如如NH4Cl是是离离子子晶晶体体；金金属属元元素素和和非非金金属属元元素素组组成成的的晶晶体体不不一一定定是是离离子子晶晶体体，如如AlCl3是是分分子子晶晶体体；含含有有金金属属离离子子的的晶晶体体不不一一定定是是离离子子晶晶体体，如如金金属属晶晶体体中中含含有有金金属属离子。离子。(2)含含阴阴离离子子的的晶晶体体中中一一定定含含有有阳阳离离子子，但但含含阳阳离离子子的晶体中不一定含阴离子的晶体中不一定含阴离子，如金属晶体。如金属晶体。(3)易易误误认认为为金金属属晶晶体体的的熔熔点点比比分分子子晶晶体体的的熔熔点点高高，其其实实不不一一定定，如如Na的的熔熔点点为为97，尿尿素素的的熔点为熔点为132.7。(4)石石墨墨属属于于混混合合型型晶晶体体，不不是是原原子子晶晶体体，其其晶晶体含有范德华力和共价键体含有范德华力和共价键，熔点比金刚石高。熔点比金刚石高。题组二晶体熔沸点高低的比较题组二晶体熔沸点高低的比较3有有A、B、C三三种种晶晶体体，分分别别由由H、C、Na、Cl四四种种元元素素中中的的一一种种或或几几种种组组成成，对对这这三三种种晶晶体体进行实验，结果如表：进行实验，结果如表：(1)晶体的化学式分别为晶体的化学式分别为A_，B_，C_。(2)晶体中微粒间的作用分别为晶体中微粒间的作用分别为A_，B_，C_。解解析析：由由A在在水水溶溶液液中中(或或熔熔融融状状态态)导导电电，可可知知A为为离离子子晶晶体体，即即为为NaCl，其其中中含含离离子子键键；B的的硬硬度度很很大大，不不溶溶于于水水，又又不不导导电电，则则知知B为为原原子子晶晶体体，即即为为金金刚刚石石，其其中中含含共共价价键键；C的的熔熔点点很很低低，可可知知C为为分分子子晶晶体体，即即为为HCl，是是靠靠分分子子间间作作用用力力形形成成的的晶体。晶体。答案：答案：(1)NaClCHCl(2)离子键共价键分子间作用力离子键共价键分子间作用力解解析析：(1)r(Mg2)BaO，熔点熔点MgOBaO。(2)两两种种物物质质都都形形成成离离子子晶晶体体，而而离离子子晶晶体体的的熔熔点点受受离离子子键键强强弱弱的的影影响响，离离子子键键的的强强弱弱与与离离子子半半径径、离离子子所所带带的的电电荷荷多多少少有有关关。两两种种化化合合物物中中，阴阴、阳阳离离子子所所带带电电荷荷数数均均为为1，但但后后者者的的离离子子半半径径大大，离离子子键键较弱较弱，因此前者的熔点高于后者。因此前者的熔点高于后者。答案：答案：(1)高高(2)两两者者均均为为离离子子化化合合物物，且且阴阴、阳阳离离子子的的电电荷荷数数均均为为1，但但后后者者的的离离子子半半径径较较大大，离离子子键键较较弱弱，因此其熔点较低因此其熔点较低【归纳提升归纳提升】熔沸点的比较方法熔沸点的比较方法(1)不不同同类类型型晶晶体体的的熔熔、沸沸点点高高低低的的一一般般规规律律为为：原原子晶体子晶体离子晶体离子晶体金属晶体金属晶体分子晶体。分子晶体。(2)同同种种类类型型晶晶体体，晶晶体体内内粒粒子子间间的的作作用用力力越越大大，熔熔、沸点越高。沸点越高。离离子子晶晶体体：一一般般地地说说，阴阴、阳阳离离子子的的电电荷荷数数越越多多，离离子子半半径径越越小小，离离子子晶晶格格能能越越大大，其其离离子子晶晶体体的的熔熔、沸点就越高沸点就越高，如熔点：如熔点：MgOMgCl2，NaClCsCl。原原子子晶晶体体：原原子子半半径径越越小小、键键长长越越短短、键键能能越越大大，晶晶体体的的熔熔、沸沸点点越越高高，如如熔熔点点：金金刚刚石石碳碳化化硅硅晶晶体硅。体硅。分子晶体。分子晶体。.分分子子间间作作用用力力越越大大，物物质质的的熔熔、沸沸点点越越高高；具具有有氢氢键键的的分分子子晶晶体体，熔熔、沸沸点点反反常常的的高高。如如H2OH2TeH2SeH2S。.组组成成和和结结构构相相似似的的分分子子晶晶体体，相相对对分分子子质质量量越越大大，熔、沸点越高，如，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。.组组成成和和结结构构不不相相似似的的物物质质(相相对对分分子子质质量量接接近近)，分分子子的的极极性性越越大大，其其熔熔、沸沸点点越越高高，如如CON2，CH3OHCH3CH3。.同分异构体同分异构体，支链越多支链越多，熔、沸点越低。熔、沸点越低。(4)金属晶体：一般来说金属晶体：一般来说，金属阳离子半径越小金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多离子所带电荷数越多，其金属键越强其金属键越强，金属熔、金属熔、沸点就越高沸点就越高，如熔、沸点：如熔、沸点：NaMg”“”或或“”)图图甲中甲中1号号C与相邻与相邻C形成的键角。形成的键角。解解析析：(1)石石墨墨烯烯是是层层状状结结构构，每每一一层层上上每每个个碳碳原原子都是以子都是以3个共价键与其他碳原子形成共价键的。个共价键与其他碳原子形成共价键的。(2)图图乙乙中中1号号碳碳形形成成了了4个个共共价价键键，故故其其杂杂化化方方式式为为sp3；图图甲甲中中的的键键角角为为120，而而图图乙乙中中1号号碳碳原原子子与甲烷中的碳原子类似与甲烷中的碳原子类似，其键角接近其键角接近109.5。答案：答案：(1)3(2)sp3题组二有关晶胞的计算题组二有关晶胞的计算3(高高考考经经典典题题)立立方方ZnS晶晶体体结结构构如如图图所所示示，其其晶晶胞胞边边长长为为540.0 pm，密密度度为为_gcm3(列列式式并并计计算算，下下同同)，a位位置置S2离离子子与与b位位置置Zn2离离子之间的距离为子之间的距离为_pm。4(高高考考经经典典题题)前前四四周周期期原原子子序序数数依依次次增增大大的的元元素素A、B、C、D中中，A和和B的的价价电电子子层层中中未未成成对对电电子子均均只只有有1个个，并并且且A和和B的的电电子子相相差差为为8；与与B位位于于同同一一周周期期的的C和和D，它它们们价价电电子子层层中中的的未未成成对对电电子子数数分分别别为为4和和2，且且原原子子序序数数相相差差为为2。A、B和和D三三种种元元素素组成的一个化合物晶胞如图所示：组成的一个化合物晶胞如图所示：(1)该该化化合合物物的的化化学学式式为为_；D的的配配位位数数为为_。(2)列式计算该晶体的密度列式计算该晶体的密度_gcm3。