2021版高考化学一轮复习第十二章物质结构与性质第三节晶体结构与性质课件新人教版

第三节晶体结构与性质最新考纲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．了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。了解分子晶体结构与性质的关系。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。5．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。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。考点一晶体常识及基本性质/知识·再认再现1．晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的区别比较晶体非晶体结构特征结构粒子__________排列结构粒子____排列有无自范性熔点固定不固定性质特征异同表现________________间接方法测定其是否有固定的____二者区别方法科学方法对固体进行___________实验周期性有序各向异性各向同性熔点X­射线衍射无序理清概念基础需抓牢(2)获得晶体的三条途径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。2．晶胞(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。②并置：所有晶胞_____排列、_____相同。平行取向3．晶格能(1)定义：气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。(2)影响因素①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越___。②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，且熔点越高，硬度越___。大小稳定大4．四种晶体类型的比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成微粒________金属阳离子、自由电子__________粒子间的相互作用力________(某些含氢键)__________________硬度较小很大有的很大，有的很小较大分子原子阴、阳离子范德华力共价键金属键离子键熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂大多易溶于水等极性溶剂导电、导热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)5．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。(2)同种类型晶体熔、沸点的比较①原子晶体原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→熔、沸点越高如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。②离子晶体一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则晶格能越大，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。③分子晶体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，如。④金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。题组·跟进训练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)凡有规则外形的固体一定是晶体()(2)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块()(3)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”()(4)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验()(5)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子()(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体()(7)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高()×××√√√√2．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是()A．形成晶体硅的速率越大越好B．晶体硅没有固定的熔、沸点C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关解析：A选项，晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越大越好；B选项，晶体有固定的熔、沸点；C选项，X射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体；D选项，晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系。答案：C3．下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是()A．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高B．HF、HCl、HBr、HI的沸点顺序为HFHIHBrHClC．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低解析：A、B项中分子晶体熔、沸点高低与分子间作用力有关，含有氢键时会出现反常现象，与分子内共价键键能大小无关。D项离子晶体内存在的是离子键。答案：C4．现有几组物质的熔点(℃)数据：A组B组C组D组金刚石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶体：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶体：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃据此回答下列问题：(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于_________________________。(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl，其原因为_________________________________________________________________________。解析：(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。答案：(1)原子共价键(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高5．微量元素硼和镁对植物的叶的生长和人体骨骼的健康有着十分重要的作用。(1)写出基态B原子的轨道表达式：_____________________。(2)三价B易形成配离子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。[B(OH)4]－的结构式为____________(标出配位键)，其中心原子的杂化方式为____________，写出[BH4]－的两种等电子体：________________________。(3)图1表示多硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为____________(以n表示硼原子的个数)。(4)硼酸晶体是片层结构，图2表示的是其中一层的结构。层间存在的作用力有______________________________；硼酸晶体在冷水中溶解度很小，但在热水中较大，原因是___________________________________________________。(5)三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低，原因是_____________________________________________________________。（3）(4)氢键、范德华力晶体中硼酸分子以氢键结合在一起，难以溶解；加热时，晶体中部分氢键被破坏，溶解度增大(5)三氯化硼为分子晶体，而氯化镁为离子晶体，范德华力比离子键弱考点二常见晶体模型及晶胞计算/基础·自主落实1.典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石①每个碳与相邻__个碳以共价键结合，形成________结构②键角均为_________③最小碳环由__个C组成且六原子不在同一平面内④每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为____4正四面体109°28′61∶2深化提能素养再进阶原子晶体SiO2①每个Si与__个O以共价键结合，形成正四面体结构②每个正四面体占有1个Si,4个“12O”，n(Si)∶n(O)＝_____③最小环上有__个原子，即6个O,6个Si分子晶体干冰①8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子②每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有__个41∶21212NaCl型①每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有__个②每个晶胞中含__个Na＋和__个Cl－离子晶体CsCl型①每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有__个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个②如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－12448简单立方堆积典型代表Po，配位数为__，空间利用率52%面心立方最密堆积典型代表Cu、Ag、Au，配位数为__，空间利用率74%体心立方堆积典型代表Na、K、Fe，配位数为__，空间利用率68%金属晶体六方最密堆积典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为__，空间利用率74%6128122．晶胞组成的计算方法——均摊法(1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1n。(2)方法①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占13。3.晶胞参数及相关计算晶胞参数：晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，此即晶格特征参数，简称晶胞参数。(1)晶胞参数的计算方法(2)晶体密度的计算方法(3)金属晶体空间利用率的计算方法空间利用率＝球体积晶胞体积×100%球体积：金属所含原子的总体积[基础排查]1．下面有关晶体的叙述中，不正确的是()A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Na＋共有6个C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子解析：氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Na＋共12个，每个Na＋周围距离相等且最近的Cl－共有6个。答案：B2．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________。(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数为________。答案：(1)X2Y(2)1∶3∶1(3)8(4)123．(1)硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。(2)在