选修3-第3节晶体结构与性质(共51张PPT)

服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单掌握2个核心考点高效训练6道题课时限时检测第三节晶体结构与性质服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单[考纲定位]1.了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。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。4.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。5.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。6.能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单考点一[086]晶胞结构及其基本计算掌握2个核心考点考题引领填空1．(2011·江苏高考)已知W的原子序数为29。元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是___。2．(2014·郑州模拟)晶胞结构为右图的晶体中X、Y、Z的个数比为________。【答案】1.CuCl该晶胞中Cl、Cu的个数分别为4,4。2.1∶3∶1该晶胞中X为8×181，Y为6×12＝3，Z为1。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单一、几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)B．干冰(含4个CO2)C．CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)D．金刚石(含12个C)E．体心立方(含2个原子)F．面心立方(含4个原子)服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单二、晶胞的基本计算1．晶胞中所含粒子数的计算方法——均摊法原则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的份额就是1n。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单2．计算方法服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单[注意]①当晶胞为六棱柱时，其顶点上的粒子被6个晶胞共用，每个粒子属于该晶胞的部分为16，而不是18。②审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”，若是分子结构，其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定，且原子个数可以不互质(即原子个数比可以不约简)。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单三、有关晶胞各物理量的关系对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数，n表示1mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示相对分子质量，a3×ρ×NA表示1mol晶胞的质量。如NaCl：a3ρNA＝4M(M＝58.5)服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单(2013·新课标全国卷Ⅱ)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。(已A、B、D分别为F、K、Ni元素)(1)该化合物的化学式为________；D的配位数为________；(2)列式计算该晶体的密度__________g·cm－3。——————[1个示范例]——————服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单【解析】(1)在该化合物中F原子位于棱、面心以及体内，故F原子个数为14×16＋12×4＋2＝8个，K原子位于棱和体内，故K原子个数为14×8＋2＝4个，Ni原子位于8个顶点上和体内，故Ni原子个数为18×8＋1＝2个，K、Ni、F原子的个数比为4∶2∶8＝2∶1∶4，所以化学式为K2NiF4；由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故配位数为6。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单(2)假设以1mol晶胞为标准ρ＝mV＝8×19＋4×39＋2×596.02×1023×4002×1308×10－30g·cm－3≈3.4g·cm－3。【答案】(1)K2NiF46(2)39×4＋59×2＋19×86.02×1023×4002×1308×10－30≈3.4服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单考向预测1根据晶胞结构确定组成或粒子个数比1．(1)(2013·新课标全国卷Ⅰ)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子。————————[2个预测练]————————服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单(2)(2013·山东高考)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单【解析】(1)结合金刚石的晶体结构，单质硅属于原子晶体，每个硅原子和四个硅原子以共价键结合成空间网状结构。晶胞结构为面心立方晶胞，在面心上有6个硅原子，每个硅原子为两个晶胞共有，所以一个晶胞中在面心位置对该晶胞贡献3个硅原子。【答案】(1)共价键3(2)2BN(2)B的原子半径大于N的原子半径，则晶胞结构示意图中○代表B原子，代表N原子，根据晶胞结构，每个晶胞中含有B原子的个数为8×1/8＋1＝2个，含有N原子的个数为4×1/4＋1＝2个，B、N原子的个数比为1∶1，则该功能陶瓷的化学式为BN。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单考向预测2晶胞中ρ、V、M、NA之间的换算2．(2012·新课标全国卷)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如右图所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为______g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－与b位置Zn2＋之间的距离为________pm(列式表示)。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单【解析】1个ZnS晶胞中N(S2－)＝8×18＋6×12＝4(个)，N(Zn2＋)＝4个，故ρ＝mV＝4×65＋32g·mol－16.02×1023mol－1540×10－10cm3≈4.1g·cm－3。仔细观察ZnS的晶胞结构不难发现，S2－位于ZnS晶胞中8个小立方体中互不相邻的4个小立方体的体心，Zn2＋与S2－间的距离就是小立方体对角线的一半，即：12×3×540.0pm2＝1353pm。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单答案】4×65＋32g·mol－16.02×1023mol－1540×10－10cm3≈4.12701－cos109°28′或1352sin109°28′2或1353服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单考点二[087]四种晶体的组成和性质比较考题引领下列说法或图示是否正确？(用“√”或“×”)1.(2013·重庆高考)熔点：MgBr2SiCl4BN()2.(2013·重庆高考)沸点：PH3NH3H2O()3.(2013·山东高考)()4.(2013·山东高考)()服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单考题引领【答案】1.×SiCl4为分子晶体，MgBr2为离子晶体，BN为原子晶体，故SiCl4的熔点最低2.√3.×HF沸点反常高4.×相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单一、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体离子晶体金属晶体微粒间相互作用分子间作用力共价键离子键金属键熔沸点很低很高较高无规律硬度一般很软很硬较硬无规律溶解性相似相溶难溶易溶于极性溶剂难溶(部分与水反应)导电情况晶体和熔融状态下都不导电一般不导电，个别导电，还有半导体晶体不导电，熔融状态下导电晶体导电导热性不良不良不良良服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单二、判断晶体类型的方法与依据1．根据构成粒子及粒子间的作用力类别进行判断。2．根据各类晶体的特征性质判断：一般来说，低熔、沸点的化合物属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质为原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体为金属晶体。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单3．根据类别判断：①金属氧化物、强碱、大部分盐类是离子晶体；②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、大多数有机物(有机盐除外)是分子晶体；③金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、SiO2等是原子晶体；④金属单质固体是金属晶体。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单三、熔沸点的比较1．不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律为：原子晶体离子晶体金属晶体分子晶体。2．同种类型晶体，晶体内粒子间的作用力越大，熔、沸点越高。(1)离子晶体：一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子晶格能越大，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单(2)原子晶体：原子半径越小、键长越短、键能越大，晶体的熔、沸点越高，如熔点：金刚石碳化硅晶体硅。(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、沸点反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。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SnH4GeH4SiH4CH4。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CON2，CH3OHCH3CH3。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单(4)金属晶体：一般来说，金属阳离子半径越小，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：NaMgAl。说明：服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单关键提醒石墨属于混合型晶体，不是原子晶体，其晶体含有范德华力和共价键，熔点比金刚石高。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单————————[1个示范例]————————(高考组合题)(1)(2013·四川卷)NH4Cl固体的晶体类型是________。(2)(2013·福建卷)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2=====CuNF3＋3NH4F上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有______(填序号)。a．离子晶体B．分子晶体c．原子晶体D．金属晶体服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单(3)(2013·浙江卷)NaF的熔点______(填“”、“＝”或“”)BF－4的熔点，其原因是___________________________________________________________。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单【解析】(1)NH4Cl为离子化合物，为离子晶体。(2)铜为金属晶体，NH3和F2及NF3都是分子晶体，NH4F是离子晶体。(3)两种物质都形成离子晶体，而离子晶体的熔点受离子键强弱的影响，离子键的强弱与离子半径、离子所带的电荷多少有关。两种化合物中，阴、阳离子所带电荷数均为1，但后者的离子半径大，离子键较弱，因此前者的熔点高于后者。服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单【答案】(1)离子晶体(2)abd(3)两者均为离子化合物，且阴、阳离子的电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单考向预测1判断晶体类型3．根据下列几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法中，错误的是()注：AlCl3熔点在2.02×105Pa条件下测定。————————[2个预测练]————————物质NaClMgCl2AlCl3SiCl4单质B熔点/℃810710190－682300沸点/℃14651418182.7572500服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单A．SiCl4是分子晶体B．单质B是原子晶体C．AlCl3加热能升华D．MgCl2所含离子键的强度比NaCl大服/务/教/师免/费/馈/赠化学返回菜单【解析】三类不同的晶体由于形成晶体的粒子和粒子间的作用力不同，因而表现出不同的性质。原子晶体具有高的熔、沸点，硬