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选修三+第三节+晶体结构与性质(共52张PPT)


3.[双选题]下列物质的熔沸点高低顺序中,正确的是( ) A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B.CI4>CBr4>CCl4>CH4 C.MgO>H2O>O2>N2 D.金刚石>生铁>纯铁>钠
解析:A选项,同属于原子晶体,熔沸点高低主要看共价键的 强弱,显然对键能而言,晶体硅<碳化硅,错误;B选项,同 为组成、结构相似的分子晶体,熔沸点高低要看相对分子质量 大小,正确;C选项,对于不同晶体类型熔沸点高低一般为: 原子晶体>离子晶体>分子晶体,MgO>(H2O、O2、N2), H2O>O2>N2,正确;D选项,生铁为铁合金,熔点要低于纯 铁,错误。 答案:BC
(3)依据晶体的熔点判断: ①离子晶体的熔点较高,常在数百至一千摄氏度以上。 ②原子晶体熔点高,常在一千摄氏度至几千摄氏度。 ③分子晶体熔点低,常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高,但也有相当低的。
(4)依据导电性判断: ①离子晶体水溶液及熔化时能导电。 ②原子晶体一般为非导体。 ③分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主 要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内 的化学键断裂形成自由离子也能导电。 ④金属晶体是电的良导体。
金属氧化物 (如K2O、 Na2O)、强 碱(如KOH、 NaOH)、绝 大部分盐 (如NaCl)
3.晶体中粒子数目的计算方法
1.晶体类型的判断 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断:
①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子,粒子间的作用是离 子键。 ②原子晶体的构成粒子是原子,粒子间的作用是共价键。 ③分子晶体的构成粒子是分子,粒子间的作用力为分子间 作用力。 ④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子,粒子间 的作用是金属键。
(3)离子晶体: 一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离 子键就越强,晶格能也就越大。其离子晶体的熔、沸点 就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
(4)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H2O>H2Te>H2Se> H2S。
金属阳离子 和自由电子 以金属键结 合而形成的
晶体
阳离子和 阴离子通 过离子键 结合而形 成的晶体
类型
原子
分子晶体
比较
晶体
金属晶体 离子晶体
构成
金属阳离子、 阴、阳离
分子 原子
粒子
自由电子


粒子间

分子间的
的相互
共价键 金属键
离子键
作用力
作用力
类型 比较
性 硬度 质 熔、
沸点
分子晶体 较小 较低
晶体
离 子 NaCl 晶 (型) 体
晶体结构
晶体详解 (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12个 (2)每个晶胞中含4
个Na+和4个Cl-
晶体
离 子 CsCl 晶 (型) 体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Cs+周围等距且 紧邻的Cl-有8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-
原子晶体 很大 很高
金属晶体
有的很大, 有的很小 有的很高, 有的很低
离子晶体 较大 较高
类型 比较
溶解
分子晶体 原子晶体 相似 难溶于任
金属晶体 难溶于常
离子晶体 大多易溶于水

相溶
一般不导
导电、

电,溶于
传热

水后有的

导电
延展 无

何溶剂 见溶剂
一般不具 电和热的 有导电性 良导体

良好
等极性溶剂 晶体不导电, 水溶液或熔融 态导电
D.金刚石>Si>钠
[解析] 晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作 用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体,其熔点取 决于分子间作用力的大小,一般来说,结构相似的分子晶体, 相对分子质量越大者分子间作用力也越大,故A项各物质熔 点应为逐渐升高的顺序;B项物质均为离子晶体,离子晶体 熔点高低取决于离子键键能的大小,一般来说,离子的半径 越小,电荷越多,离子键的键能就越强,故B项各物质熔点 也应为升高顺序;
晶体
离 子 CaF2 晶型 体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Ca2+周围等距 且紧邻的F-有8个 (2)每个F-周围等距且 紧邻的Ca2+有4个 (3)每个晶胞中含4个 Ca2+和8个F-
晶体
金属 晶体
体心 立方 堆积
金属 晶体
六方 最密 堆积
晶体结构
晶体详解 典型代表Na、K、 Fe,空间利用率 68%,配位数为8 典型代表Mg、Zn、 Ti,空间利用率74%, 配位数为12
解析:属于原子晶体的化合物是:碳化硅和水晶;属于分子晶 体的有:氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(极性键构成 的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成 的极性分子);属于离子晶体的有:CaO(离子键)、NaOH(既存 在离子键又存在极性共价键)、Na2O2和CaC2(既存在离子键又 存在非极性共价键)。 金属导电过程不发生化学变化,晶体熔化时,分子晶体只需克 服分子间作用力,不破坏化学键,而原子晶体、离子晶体、金 属晶体熔化需破坏化学键。
答案:(1)①⑪ (2)①⑤⑧⑪ (3)⑤ (4)②⑬ ⑨⑩ ④⑤ (5)⑦ ②④⑤⑫⑬ ①⑧⑪
下列变化需克服相同类型作用力的 是
A. 碘和干冰的升华 B. 硅和C60的熔化 C. 氯化氢和氯化钠的溶解 D. 溴和汞的气化
C项物质均为同主族的金属晶体,其熔点高低取决于金属键的 强弱,而金属键能与金属原子半径成反比,与价电子数成正比, 碱金属原子半径依Li~Cs的顺序增大,价电子数相同,故熔点 应是Li最高,Cs最低;D项,原子晶体的熔点取决于共价键的 键能,后者则与键长成反比,金刚石C—C键的键长更短些, 所以金刚石的熔点比硅高。原子晶体的熔点一般比金属晶体的 熔点高。 [答案] D
(2)依据物质的分类判断: ①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等) 和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等),气态 氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物( 除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常 见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质是金属晶体。
(5)依据硬度和机械性能判断: ①离子晶体硬度较大或略硬而脆。 ②原子晶体硬度大。 ③分子晶体硬度小且较脆。 ④金属晶体多数硬度大,但也有较低的,且具有延展性。
2.晶体熔、沸点高低的比较 (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。 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)原子晶体: 由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能 大,晶体的熔、沸点高。如熔点:金刚石>碳化硅>硅。
晶体
原 子 晶 SiO2 体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Si与4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)=1∶2 (3)最小环上有12个原子,即 6个O,6个Si
晶体
分 子干 晶冰 体
晶体结构
晶体详解 (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12个

类型 比较
分子晶体
金属
原子晶体
离子晶体
晶体
一部分非 金属
大多数非金属单质
金属单质 单质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物质类 别
及举例
(氢H化绝C如H2化物大SP4O,4(物多、如4)有、数、CS机Ol酸有非2)2盐、、机(金如除气C物属HO外态(氧C如2)l)、、(硅硼分化S如iC、)非合金,、晶金物刚一S体属(i石部如O2、) 与金NAF青eal、合 (铜、、如)
(3)直接由原子构成的分子晶体_________________________。 (4)由极性分子构成的晶体是__________,含有非极性键的离 子晶体是__________,属于分子晶体的单质是________。 (5)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________,受 热熔化后化学键不发生变化的是__________,受热熔化后需 克服共价键的是____________。
[特别提醒] 上述总结的都是一般规律,具体比较时要具体问题具体
分析,如MgO为离子晶体,其熔点(2 852℃)高于原子晶体 SiO2(1 710℃),分子晶体碘比金属晶体汞的熔点要高。
[例2] 下列各物质中,按熔点由高到底的顺序排列正确
的是
()
A.CH4>SiH4>GeH4>SnH4 B.KCl>NaCl>MgCl2>MgO C.Rb>K>Na>Li
晶体 面心
金属 立方 晶体 最密
堆积
晶体结构
晶体详解 典型代表Cu、 Ag、Au,空间 利用率74%,配 位数为12
2.晶体的基本类型和性质比较
类型 比较
概念
分子晶 原子晶体

金属晶体 离子晶体
分子间 靠分子 间作用 力结合 而形成 的晶体
原子之间以 共价键结合 而形成的具 有空间网状 结构的晶体
4.下列物质:①水晶 ②冰醋酸 ③氧化钙 ④白磷 ⑤晶 体氩 ⑥氢氧化钠 ⑦铝 ⑧金刚石 ⑨过氧化钠 ⑩碳 化钙 ⑪碳化硅 ⑫干冰 ⑬过氧化氢 (1)属于原子晶体的化合物__________________________。 (2)直接由原子构成的晶体__________________________。
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