2020版高考化学总复习 第五章 第5讲 晶体结构与性质课件 新人教版

第5讲晶体结构与性质2017级教学指导意见核心素养1.了解晶体与非晶体的区别，了解晶格能及晶格能对离子晶体性质的影响。2．了解晶体类型，了解不同类型晶体中微粒结构、微粒间作用力的区别，能结合晶体结构(实例)描述分子晶体、离子晶体、金属晶体、原子晶体的性质。3．了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体组成并进行相关计算。4．了解过渡晶体、混合型晶体的存在现象。1.宏观辨识与微观探析：认识晶胞及晶体的类型，能从不同角度分析晶体的组成微粒、结构特点，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2．证据推理与模型认知：能运用典型晶体模型判断晶体的结构特点及组成并进行相关计算。3．变化观念与平衡思想：认识不同晶体类型的特点，能从多角度、动态的分析不同晶体的组成及相应物质的性质。考点一晶体常识和常见四种晶体性质[学在课内]1.晶体（1）晶体与非晶体周期性有序晶体非晶体结构特征结构微粒排列结构微粒排列无序性质特征自范性熔点异同表现二者区别方法间接方法看是否有固定的科学方法对固体进行实验有无固定不固定各向异性各向同性熔点X-射线衍射（2）得到晶体的途径①物质凝固。②物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。③溶质从溶液中。（3）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。b.并置：所有晶胞排列、相同。熔融态气态析出基本单元任何间隙平行取向（4）晶格能①定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，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。kJ·mol－1大小稳定高大[名师点拨]（1）具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。（2）晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六面体”。2.四种晶体类型的比较比较类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子金属阳离子、自由电子粒子间的相互作用力（某些含氢键）硬度有的，有的熔、沸点有的，有的分子原子阴、阳离子范德华力共价键金属键离子键较小很大很大很小较大较低很高很高很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性，个别为半导体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）、绝大多数盐（如NaCl）[考在课外]教材延伸判断正误（1）晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈周期性的有序排列。（）（2）通过X-射线衍射实验的方法不能区分晶体和非晶体。（）（3）凡有规则外形的固体一定是晶体。（）（4）晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。（）（5）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。（）（6）晶胞是晶体中的最小的“平行六面体”。（）√×××××（7）在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。（）（8）在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。（）（9）由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。（）（10）原子晶体一定含有非极性键。（）（11）固态CO2属于分子晶体。（）（12）冰和固体碘晶体中相互作用力相同。（）（13）原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。（）（14）分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。（）（15）F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2。（）√×××√×××√拓展应用在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、（NH4）2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。（1）①其中只含有离子键的离子晶体是；②其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是；③其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是；④其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是；⑤其中含有极性共价键的非极性分子是；⑥其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是；⑦其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是。⑧其中含有极性共价键的原子晶体是。答案①NaCl、Na2S②NaOH、(NH4)2S③(NH4)2S④Na2S2⑤CO2、CCl4、C2H2⑥C2H2⑦H2O2⑧SiO2、SiC（2）氧化镁的晶格能氧化钙（填“大于”或“小于”），由岩浆结晶规则可推测先从岩浆中析出。（3）SiC晶体结构与晶体硅相似，则SiC、SiO2、Si晶体熔沸点由高到低的顺序为。答案大于氧化镁答案SiO2SiCSi思维探究（1）继C60后，科学家又合成了Si60、N60。熔点Si60＞N60＞C60，为什么破坏分子所需要的能量N60＞C60＞Si60。（2）原子晶体熔点一定比离子晶体高吗？答案（1）结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60＞N60＞C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，或成键原子半径越小，断键所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为N60＞C60＞Si60（2）不一定，如石英熔点为1710℃，氧化镁熔点为2852℃，氯化钠熔点为801℃。考点二常见的晶体模型与晶胞计算[学在课内]1.金属键、金属晶体（1）金属键：金属阳离子与自由电子之间的作用。（2）本质——电子气理论该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。（3）金属晶体的物理性质及解释2．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，形成正四面体结构(2)键角均为(3)最小碳环由个C组成且六个原子不在同一个平面内(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4109°28′61∶2原子晶体SiO2(1)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“O”，n(Si)∶n(O)＝(3)最小环上有个原子，即个O，个Si41∶21266分子晶体干冰(1)8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分子周围等距紧邻的CO2分子有个冰每个水分子与相邻的个水分子，以氢键相连接，含1molH2O的冰中，最多可形成mol“氢键”。1242NaCl(型)离子晶体(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有个。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－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－)有个(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－6124488金属晶体简单六方堆积典型代表Po，配位数为，空间利用率52%面心立方最密堆积又称为A1型或铜型，典型代表Cu、Ag、Au，配位数为，空间利用率74%612金属晶体体心立方堆积又称为A2型或钾型，典型代表Na、K、Fe，配位数为，空间利用率68%六方最密堆积又称为A3型或镁型，典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率74%8混合晶体石墨(1)石墨层状晶体中，层与层之间的作用是(2)平均每个正六边形拥有的碳原子个数是，C原子采取的杂化方式是(3)每层中存在σ键和π键，还有金属键(4)C—C的键长比金刚石的C—C键长短，熔点比金刚石的高(5)硬度不大、有滑腻感、能导电范德华力2sp2[考在课外]教材延伸判断正误(1)在石墨晶体中有共价键、金属键和范德华力。()(2)立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用。()(3)阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同。()(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其距离最近的原子有6个。()(5)在NaCl晶体中，每个Na＋周围与其距离最近的Na＋有12个。()√×××√拓展应用(1)判断下列物质的晶胞结构，将对应序号填在线上。A干冰晶体________；B氯化钠晶体________；C金刚石________；D钠________；E冰晶体________；F铜晶体________。②①③④⑤⑥(2)下列是几种常见的晶胞结构，填写晶胞中含有的粒子数A.NaCl(含________个Na＋，________个Cl－)B.干冰(含________个CO2),C.CaF2(含________个Ca2＋________个F－)D.金刚石(含________个C),E.体心立方(含________个原子)F.面心立方(含________个原子)44448824思维探究如图为离子晶体空间构型示意图：(·阳离子，阴离子)以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：A.______________、B.______________、C.______________。MNMN3MN2