高考化学总复习讲义 第三单元 晶体结构与物质性质 苏教版选修3Word下载.docx
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提示:
1.
(1)√
(2)×
(3)×
(4)×
2.决定二者物理性质的因素:
晶体类型及结构、微粒间的作用力,CO2是分子晶体,其微弱的分子间作用力是决定因素,SiO2是原子晶体,其牢固的化学键是决定因素。
二者的化学性质均由其内部的化学键决定,而C—O与Si—O键都是极性键,所以在化学性质上有较多相似。
1.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________。
(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________。
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
2.下列数据是对应物质的熔点(℃),据此做出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920
801
1291
190
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
-107
2073
-57
1723
A.铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体
B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
从表中各物质的熔点可以看出,Na2O、NaCl、AlF3、Al2O3是离子晶体,SiO2是原子晶体,AlCl3、BCl3、CO2形成的晶体是分子晶体。
B
判断晶体类型的五个角度
(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。
(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。
(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。
(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。
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。
(1)金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔点很高,而汞、镓、铯等熔点却很低。
(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高,如Na的熔点为97.8℃,尿素的熔点为132.7℃。
(3)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高,如MgO的熔点为2852℃,石英的熔点为1710℃。
3.下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A.CH4>
SiH4>
GeH4>
SnH4
B.KCl>
NaCl>
MgCl2>
MgO
C.Rb>
K>
Na>
Li
D.金刚石>
Si>
钠
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;
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。
D
4.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的熔、沸点顺序为HF>
HI>
HBr>
HCl
C.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
C
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.同种晶体类型熔、沸点的比较
(1)原子晶体
―→
如熔点:
金刚石>
碳化硅>
硅。
(2)离子晶体
①一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:
MgO>
CsCl。
②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。
晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。
(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H2O>
H2Te>
H2Se>
H2S。
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SnH4>
CH4。
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CO>
N2,CH3OH>
CH3CH3。
④同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。
(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。
考点二 典型晶体模型
试分析石墨晶体中粒子之间存在的作用力及碳原子采取的杂化方式。
石墨晶体呈层状结构:
同层内每个碳原子与另外三个碳原子形成共价键,键角均为120°
;
层与层之间存在范德华力。
碳原子采取sp2杂化。
1.下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是( )
A.最小的环上,有3个Si原子和3个O原子
B.最小的环上,Si和O原子数之比为1∶2
C.最小的环上,有6个Si原子和6个O原子
D.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角
SiO2的晶体结构与金刚石的晶体结构相似,相当于把金刚石中的碳原子,换成硅原子,然后在两个硅原子中间插入一个氧原子,金刚石的晶体结构中每个最小的环上是6个碳原子,所以SiO2晶体中最小的环上应有6个硅原子和6个氧原子。
2.
(1)将等径圆球在二维空间里进行排列,可形成密置层和非密置层。
在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A属于______层,配位数是________;
B属于________层,配位数是______。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积,得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子的配位数是________,平均每个晶胞所占有的原子数目是________。
(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式。
钋位于元素周期表的第________周期第________族,元素符号是________,最外电子层的电子排布式是________。
(1)非密置 4 密置 6
(2)6 1 (3)六 ⅥA Po 6s26p4
3.铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:
Pb4+处于立方晶胞顶点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心。
该化合物化学式为________,每个Ba2+与______个O2-配位。
根据题意计算晶胞中Pb4+个数为8×
=1,Ba2+个数为1,O2-个数为12×
=3,则该化合物化学式为BaPbO3;
Ba2+在晶胞中心,O2-在晶胞棱边中心,有12个,所以每个Ba2+与12个O2-配位。
BaPbO3 12
1.[2013·
福建理综·
31
(2)]NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:
4NH3+3F2
NF3+3NH4F
①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
②基态铜原子的核外电子排布式为________。
①化学方程式中的物质NH3、F2、NF3属于分子晶体,Cu属于金属晶体,NH4F属于离子晶体;
②铜的原子序数为29,基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
①a、b、d ②1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
2.[2013·
课标全国Ⅱ·
37(3)(4)]前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子数相差为8;
与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。
(1)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为________;
D的配位数为______
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