第4单元16讲 从微观结构看物质的多样性

一、晶体的类型1．晶体的概念具有规则几何外形的固体叫晶体。根据构成晶体的__________及___________________________，可把晶体分为_________、_________、_________、金属晶体等。2．物质的分类与晶体类型的关系从物质分类上来看：金属氧化物、强碱和绝大多数盐是离子晶体，大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸和大多数有机物是分子晶体，常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等，金属单质和合金是金属晶体。微粒之间的相互作用不同离子晶体分子晶体原子晶体微粒种类二、晶体结构的构成各类晶体的构成三、晶体的性质1．晶体的熔点高低：以第三周期的单质和氧化物的熔点变化来看构成微粒作用力晶体类型阴、阳离子离子键(可能还含有共价键)离子晶体阳离子和电子金属键金属晶体原子共价键原子晶体分子分子间的作用力(范德华力和氢键)分子晶体单质NaMgAlSiP4S8Cl2Ar熔点℃97.8651660141044112.8－101－189.2晶型金属晶体原子晶体分子晶体氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7熔点℃9202820202717002416.9－91.5晶型离子晶体原子晶体分子晶体总结：_________晶体的熔点高，_________晶体的熔点较高，_________晶体的熔点低，而_________晶体多数熔点高(如W)，但也有相当低的(如Hg)。2．各类晶体导电性一般来说，晶体不导电、熔融状态和水溶液能够导电的晶体，为_________。晶体能导电且随着温度的升高导电性降低的晶体，为_________。水溶液能够导电，而熔融状态下不能够导电的晶体，为_________。原子晶体一般_________。原子离子分子金属离子晶体金属晶体分子晶体不导电四、同素异形体与同分异构体1．同素异形现象_____________________________________________，这种现象称为同素异形现象。这些单质互称为该元素的同素异形体，如：碳元素的同素异形体：___________________________氧元素的同素异形体：___________________________磷元素的同素异形体：___________________________2．同分异构现象_____________________________________________的现象，称为同分异构现象。____________________________________互称为同分异构体。如正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚等。同一种元素能够形成几种不同的单质金刚石、石墨和富勒烯碳氧气和臭氧红磷和白磷化合物具有相同的分子式，但具有不同结构分子式相同而结构不同的化合物晶体的构成【例1】下列关于金属铯和氯化铯的说法中，正确的是()A．熔化时克服的化学键类型相同B．氯离子和铯离子的L层的电子能量一定相同C．氯化铯是离子化合物，一定不会有单个的CsCl分子存在D．金属铯和氯化铯晶体中均含有铯离子D【解释】熔化金属铯时克服的是金属键，熔化氯化铯时克服的是离子键，A错；不同的原子(离子)每一层电子的能量不相同，B错；在离子晶体气化时有分子存在，C错；金属晶体由阳离子和自由电子构成，离子晶体由阳离子和阴离子构成，D正确【迁移训练1】(2010·全国Ⅰ)下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是()A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角B．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子C．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2D．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子D【解释】二氧化硅是原子晶体，结构为空间网状，存在硅氧四面体结构，硅处于中心，氧处于4个顶角，所以A项错误；在SiO2晶体中，每6个Si和6个O形成一个12元环(最小环)。晶体中存在的作用力【例2】有关晶体的下列说法中正确的是()A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．原子晶体中共价键越强，熔点越高C．冰融化时水分子中共价键发生断裂D．氯化钠熔化时离子键未被破坏【解释】晶体中分子间的作用力越大，说明晶体的熔沸点越高，而分子的稳定性取决于化学键的强弱和体系能量的高低，故A选项错误。冰融化时水分子中部分氢键断裂，共价键不断裂。氯化钠熔化时离子键被破坏。故正确答案是B。B【迁移训练2】实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是()A．二氧化硅和干冰的熔化B．液溴和液汞的气化C．食盐的熔化和冰的融化D．纯碱和烧碱的熔化D【解释】二氧化硅熔化破坏了共价键，干冰的熔化破坏了分子间作用力，液溴气化破坏了分子间作用力，液汞的气化破坏了金属键，食盐熔化破坏了离子键，冰的融化破坏了分子间作用力和氢键，纯碱和烧碱均属离子晶体，熔化破坏了离子键。因此D正确。晶体的性质【例3】某晶体不导电，在熔融状态下可以导电，则该晶体是()A．分子晶体B．原子晶体C．离子晶体D．金属晶体【解释】某晶体不导电，在熔融状态下能导电，说明有离子存在，可以判断为离子晶体。C【迁移训练3】HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂，已知熔融的HgCl2不导电，而HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，下列关于HgCl2的叙述正确的是()A．HgCl2属于离子化合物B．HgCl2属于共价化合物C．HgCl2属于非电解质D．HgCl2不能使蛋白质变性【解释】根据题目所给有关的HgCl2性质资料，熔融的HgCl2不导电，而HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，可知HgCl2为共价化合物，属于分子晶体，属于电解质。HgCl2属于重金属盐，能使蛋白质变性。B同素异形体及同分异构体【例4】最近科学家发现了一种新微粒O4，下列有关该微粒的说法正确的是()A．它的结构与P4相同B．它的摩尔质量为64C．它是O2的一种新的同素异形体D．它是由两个氧分子通过分子间作用力结合而成的【解释】O4结构为正方形，而P4为正四面体，A错；摩尔质量有单位，B错；根据同素异形体的概念可知C对；O4是一种单质，只能通过共价键结合而成，不可能通过分子间作用力结合而成，D错。C【迁移训练4】意大利罗马大学的FuNvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是()A．N4属于N2的同分异构体B．N4与N2互为同素异形体C．N4沸点比P4(白磷)高D．是氮元素的一种同位素B【解释】根据N4分子的结构特点：由4个氮原子构成的氮分子，说明该物质是一种单质，不是化合物，A错。这是一种单质就不可能是氮元素的一种同位素(同位素必须是核素)，D错。应是N2的同素异形体(由同种元素组成的不同性质的单质间互称为同素异形体)，B对。由于N4与P4(白磷)的组成结构相似，可形成分子晶体，因此P4(白磷)沸点比N4高。1.(丽水二模)下列有关晶体的叙述中错误的是()A．离子晶体中，一定存在离子键B．原子晶体中，只存在共价键C．金属晶体的溶沸点均很高D．稀有气体的原子能形成分子晶体【解释】金属晶体的熔、沸点有的较高，如金属钨；有的较低，如金属汞常温下呈液态，故C项的说法是错误的。稀有气体是单原子分子，它们可通过范德华力结合成分子晶体，因此D项是正确的。C2.(衢州二中)下列有关化学键与晶体结构说法正确的是()A．两种元素组成的分子中一定只有极性键B．离子化合物的熔点一定比共价化合物的高C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物D．含有阴离子的化合物一定含有阳离子【解释】两种元素组成的分子中不一定只有极性键，如过氧化氢，离子化合物的熔点也不一定比共价化合物的高，非金属元素组成的化合物如铵盐是离子化合物，含有阴离子的化合物一定含有阳离子，含有阳离子的物质不一定含有阴离子，如金属晶体。D3.下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是()A．O2、I2、HgB．CO、KCl、SiO2C．Na、K、RbD．SiC、NaCl、SO2【解释】A项O2常温下呈气态、I2常温下呈固态、Hg常温下呈液态；B项是正确的，因CO是气体，且是分子晶体，KCl是固体，而且是离子晶体，SiO2是原子晶体，它们的熔点是依次增加的；C项Na、K、Rb的熔点依次降低；D项不正确，因SiC是原子晶体，NaCl是固体，而且是离子晶体，SO2是气体，且是分子晶体，它们的熔点是依次降低的。B4.(重庆八中)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素(稀有气体除外)，其中两种为金属元素。X原子的原子半径是短周期元素中原子半径最大的，Y的单质可与浓NaOH溶液反应，X原子与Z原子最外层电子数之和为7。请回答下列问题：(1)X和W形成的化合物的晶体类型为_____________。(2)Z的氢化物的相对分子质量与H2O2的相对分子质量相等，但其沸点却低于H2O2的沸点，理由是_____________________________________________离子晶体H2O2分子间可以形成氢键，从而导致其沸点升高(3)Y的单质与浓NaOH溶液反应的离子方程式是_____________________________________________。(4)0.1molW的单质与50mL1.5mol/L的FeBr2溶液完全反应，则反应中被氧化的Fe2＋和Br－的物质的量之比是________。【解释】原子半径最大的短周期元素是钠，即X为钠，X原子与Z原子最外层电子数之和为7，则Z为硫，W一定为氯，有两种为金属元素，所以Y为金属元素，Y能与浓NaOH溶液反应，则Y为铝。2Al＋2OH－＋2H2O2AlO＋3H2↑3︰5