高中化学选修三（人教版 课件）-第三章　晶体结构与性质 章末整合提升3 26页

专题一 专题二 专题三 专题一 　 判断晶体类型的方法 1 . 依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断 (1) 离子晶体的构成微粒是阴、阳离子 , 微粒间的作用力是离子键。 (2) 原子晶体的构成微粒是原子 , 微粒间的作用力是共价键。 (3) 分子晶体的构成微粒是分子 , 微粒间的作用力为分子间作用力。 (4) 金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子 , 微粒间的作用力是金属键。 专题一 专题二 专题三 2 . 依据物质的分类判断 (1) 金属氧化物 ( 如 K 2 O 、 Na 2 O 2 等 ) 、强碱 ( 如 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、晶体硼外 ) 、气态氢化物、非金属氧化物 ( 除 SiO 2 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 ( 除液态汞外 ) 与合金是金属晶体。 专题一 专题二 专题三 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。 (2) 原子晶体熔点高 , 常在一千至几千摄氏度。 (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) 离子晶体的水溶液及熔融时能导电。 (2) 原子晶体一般为非导体。 (3) 分子晶体为非导体 , 但有些分子晶体溶于水 , 使分子内的化学键断裂 , 形成自由离子而导电。 (4) 金属晶体是电的良导体。 专题一 专题二 专题三 5 . 依据硬度和机械性能判断 (1) 离子晶体硬度较大或较硬、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 , 但也有较小的 , 且具有延展性。 6 . 判断晶体类型 , 既可以从结构入手 , 也可以从物理性质入手 (1) 由非金属元素组成的二元化合物不是离子晶体 ( 二元以上未必正确 , 如 NH 4 Cl 、 NH 4 NO 3 ) 。 (2) 熔点在一千摄氏度以下无原子晶体。 (3) 固态不导电 , 熔融态导电的是离子晶体。 (4) 熔点低 , 能溶于有机溶剂的晶体是分子晶体。 (5) 金属元素与非金属元素组成的化合物未必都是离子晶体 , 一般用元素电负性差来判断。组成元素电负性差大于 1.7 的一般是离子晶体 , 但不全符合 , 还与元素化合价有关。 专题一 专题二 专题三 【例 1 】 有 A 、 B 、 C 三种晶体 , 分别由 H 、 C 、 Na 、 Cl 四种元素中的一种或几种形成 , 对这三种晶体进行实验 , 结果如下表 : ( 导学号 52700051) (1) 晶体的化学式分别为 :A 　　　 ,B 　　　 ,C 　　　　 。   (2) 晶体的类型分别为 :A 　　　　 ,B 　　　　 ,C 　　　　 。   (3) 晶体中构成粒子间的作用分别为 :A 　　　　　　　　　 ,B 　　　　 ,C 　　　　　　 。   专题一 专题二 专题三 解析 : 由 A 在熔融时导电 , 可知 A 为离子晶体 , 即为 NaCl, 其中含离子键 ;B 的硬度很大 , 不溶于水 , 又不导电 , 则知 B 为原子晶体 , 即为金刚石 , 含有共价键 ;C 的熔点很低 , 可知为分子晶体 , 即为 HCl,HCl 是靠分子间作用力形成的晶体。 答案 : (1)NaCl 　 C 　 HCl (2) 离子晶体　原子晶体　分子晶体 (3) 离子键　共价键　分子间作用力 专题一 专题二 专题三 迁移训练 1 下表给出几种氯化物的熔点和沸点 : 据表中所列数据判断下列叙述与表中相吻合的是 ( 　　 ) A.AlCl 3 在加热条件下能升华 B.SiCl 4 晶体属于原子晶体 C.AlCl 3 晶体是典型的离子晶体 D.MgCl 2 在晶体中有分子存在 专题一 专题二 专题三 解析 : 观察 AlCl 3 的熔点和沸点可看出其沸点要低于熔点 ,AlCl 3 在加热条件下可以升华 ,A 项正确 ; 从表中知 SiCl 4 的熔点是 -70 ℃ , 由此看出其熔点低 , 属于分子晶体 ,B 项错 ;C 项 ,AlCl 3 的熔、沸点不高 , 不属于离子晶体 ,C 项错 ;D 项 ,MgCl 2 的熔、沸点均很高 , 不可能是分子晶体 , 故晶体中不存在单个分子 ,D 项错。 答案 : A 专题一 专题二 专题三 专题二 　 晶体熔、沸点的比较 1 . 不同类型晶体的熔、沸点 ( 一般情况 ) 原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体 ; 金属晶体 ( 除少数外 )> 分子晶体 ; 金属晶体的熔、沸点有的很高 , 如钨 , 有的很低 , 如汞 ( 常温下是液体 ) 。 2 . 同类型晶体的熔、沸点 (1) 原子晶体 : 结构相似 , 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 > 晶体硅。 (2) 分子晶体 : 分子间作用力越强 , 熔、沸点越高。 ① 组成和结构相似的分子晶体 : 一般相对分子质量越大 , 分子间作用力越强 , 熔、沸点越高。如熔点 :I 2 >Br 2 >Cl 2 >F 2 。 ② 相对分子质量相同或相近的物质 : 分子的极性越大 , 熔、沸点越高。如沸点 :CO>N 2 。 专题一 专题二 专题三 ③ 同分异构体之间 : 一般是支链越多 , 熔、沸点越低。如沸点 : 正戊烷 > 异戊烷 > 新戊烷。 ④ 若分子间有氢键 , 则分子间作用力比结构相似的同类晶体大 , 故熔、沸点较高 , 如沸点 :HF>HI>HBr>HCl 。 (3) 金属晶体 : 所带电荷越多 , 金属阳离子半径越小 , 则金属键越强 , 熔、沸点越高。如熔点 :Al>Mg>Na>K 。 (4) 离子晶体 : 离子所带电荷越多 , 离子半径越小 , 离子键越强 , 熔、沸点越高。如熔点 :KF>KCl>KBr>KI 。 综上所述 , 比较物质熔、沸点高低的一般方法步骤是先看晶体类型 , 再比较分子间作用力的强弱。 专题一 专题二 专题三 【例 2 】 下列物质的熔、沸点高低顺序排列正确的是 ( 　　 ) A. 金刚石 > 晶体硅 > 二氧化硅 > 碳化硅 B.CI 4 >CBr 4 >CCl 4 >CF 4 C.MgO>H 2 O>N 2 >O 2 D. 金刚石 > 生铁 > 钠 > 纯铁 专题一 专题二 专题三 解析 : A 项中物质全部为原子晶体 , 判断其熔、沸点高低可比较其原子半径 , 它们的原子半径由大到小的顺序为 Si>C>O, 键长关系为 Si—Si>Si—C>Si—O>C—C, 故熔、沸点 : 金刚石 > 二氧化硅 > 碳化硅 > 晶体硅 ,A 项错误 ;B 项为同种类型的分子晶体 , 可比较其相对分子质量大小 , 相对分子质量越大 , 熔、沸点越高 ,B 项正确 ;C 项中 N 2 与 O 2 为分子晶体 ,O 2 的熔、沸点比 N 2 的高 , 故 C 项错误 ;D 项 , 熔、沸点关系为金刚石 > 纯铁 > 生铁 > 钠 , 合金的熔、沸点一般比组成它的纯金属的熔、沸点低。 答案 : B 专题一 专题二 专题三 迁移训练 2 下列关于晶体的说法正确的是 ( 　　 )( 导学号 52700052) ① 分子晶体中都存在共价键　 ② 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子　 ③ 金刚石、 SiC 、 NaF 、 NaCl 、 H 2 O 、 H 2 S 晶体的熔点依次降低　 ④ 离子晶体中只有离子键没有共价键 , 分子晶体中肯定没有离子键　 ⑤ CaTiO 3 晶体中 ( 晶胞结构如图所示 ) 每个 Ti 4+ 和 12 个 O 2- 相紧邻　 ⑥ SiO 2 晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合　 ⑦ 晶体中分子间作用力越大 , 分子越稳定　 ⑧ 氯化钠熔化时离子键被破坏 CaTiO 3 的晶体结构模型 A. ①②③⑥ B. ①②④ C. ③⑤⑦ D. ③⑤⑧ 专题一 专题二 专题三 解析 : 稀有气体的晶体内不含化学键 ; 金属晶体中含阳离子和自由电子 , 无阴离子 ; 离子晶体内可能有共价键 ;SiO 2 晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合 ; 分子的稳定性由共价键的键能决定 , 与分子间作用力无关。 答案 : D 专题一 专题二 专题三 专题三 　 常见的晶体结构模型 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 【例 3 】 下图表示一个晶胞 , 该晶胞为正方体 , 原子 ( 或分子、离子 ) 位于正方体的顶点和面心。 试回答下列问题 ( 只需回答一种代表物即可 ): ( 导学号 52700053) (1) 若这是一个分子晶体的晶胞 , 其代表物质是 　　　 ;   (2) 若这是一个金属晶体的晶胞 , 其代表物质是 　　　 ;   (3) 若这是一个不完整的金刚石晶胞 , 则晶胞中其他碳原子的数目和位置是 　 ;   (4) 若这是一个不完整的 NaCl 晶胞 , 且顶点和面心的实心球表示 Na + , 则晶胞中 Cl - 位置是 　　　 ;   (5) 若这是一个不完整的 CaF 2 晶胞 , 且已知 CaF 2 中 Ca 2+ 的 F - 配位数为 8, 则图中实心球表示 Ca 2+ 还是 F - ? 答 : 　　　 。   专题一 专题二 专题三 解析 : (1) 这是一个面心立方结构 , 如果是一个分子晶体 , 典型物质就是 CO 2 。 (2) 如果是金属晶胞 , 则为面心立方晶胞 , 金属中的 Cu 、 Ca 、 Au 、 Al 、 Pb 、 Pt 、 Ag 都是此类。 (3) 金刚石完整的图示为 , 由此可以看出 , 其他 4 个碳原子位于 4 个互不相邻小立方体的中心。 (4) 在氯化钠晶体中 , 每个 Na + 的周围与之相邻的 Cl - 有 6 个 , 当实心球代表 Na + 时 ,Cl - 在体心和 12 条棱的中心。 (5)CaF 2 晶体模型 , 是立方面心晶胞 , 钙离子占据立方体的 8 个顶点和 4 个面心 , 而 F - 占据 8 个小立方体的体心 , 故图中的实心球是代表 Ca 2+ 。 专题一 专题二 专题三 答案 : (1) 干冰、碘等 (2) 铜 (3)4, 其他 4 个碳原子位于 4 个互不相邻的小立方体的中心 (4) 体心和 12 条棱边的中心 (5)Ca 2+ 专题一 专题二 专题三 迁移训练 3 下列各物质的晶体中 , 晶体类型相同的是 ( 　　 ) A. 金刚砂 (SiC) 、金刚石和金 B.Si 、 SiO 2 和 Na 2 SiO 3 C. 冰、干冰和冰醋酸 D.NaCl 、 MgCl 2 和 AlCl 3 解析 : 金刚砂 (SiC) 、金刚石、晶体硅和 SiO 2 属于原子晶体 , 金属于金属晶体 ,Na 2 SiO 3 、 NaCl 和 MgCl 2 属于离子晶体 ,AlCl 3 、冰、干冰和冰醋酸均属于分子晶体。 答案 : C