1、第第3 3節晶體結構與性質節晶體結構與性質-2-考綱要求:1.了解晶體的類型,了解不同類型晶體中結構微粒、微粒間作用力的區別。2.理解離子鍵的形成,能根據離子化合物的結構特征解釋其物理性質。3.了解晶格能的概念,了解晶格能對離子晶體性質的影響。4.了解分子晶體結構與性質的關系。5.了解原子晶體的特征,能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結構與性質的關系。6.理解金屬鍵的含義,能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質。了解金屬晶體常見的堆積方式。7.了解晶胞的概念,能根據晶胞確定晶體的組成并進行相關的計算。-3-考點一考點二基礎梳理考點突破晶體常識與四種晶體的比較1.晶體(1)晶體與非晶體。-4-考點

2、一考點二基礎梳理考點突破(2)得到晶體的途徑。熔融態物質凝固。氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華)。溶質從溶液中析出。-5-考點一考點二基礎梳理考點突破2.四種晶體的比較 -6-考點一考點二基礎梳理考點突破-7-考點一考點二基礎梳理考點突破自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)凡是有規則外形的固體一定是晶體 ( )(2)晶體與非晶體的本質區別:是否有自范性 ( )(3)熔融態物質凝固就得到晶體 ( )(4)晶體有一定的熔、沸點 ( )(5)區分晶體和非晶體最可靠的科學方法:是否具有固定的熔沸點 ( )(6)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子 ( )(7)原子晶體的熔點一定

3、比金屬晶體的高 ( )(8)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低 ( )(9)離子晶體中一定不含有共價鍵 ( )(10)分子晶體或原子晶體中一定不含離子鍵 ( )-8-考點一考點二基礎梳理考點突破1.晶體類型的5種判斷方法(1)依據構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷。離子晶體的構成微粒是陰、陽離子,微粒間的作用是離子鍵。原子晶體的構成微粒是原子,微粒間的作用是共價鍵。分子晶體的構成微粒是分子,微粒間的作用為分子間作用力。金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子,微粒間的作用是金屬鍵。-9-考點一考點二基礎梳理考點突破(2)依據物質的分類判斷。金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KO

4、H等)和絕大多數的鹽類是離子晶體。大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數有機物(除有機鹽外)是分子晶體。常見的單質類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等,常見的化合類原子晶體有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質是金屬晶體。(3)依據晶體的熔點判斷。離子晶體的熔點較高。原子晶體的熔點很高。分子晶體的熔點低。金屬晶體多數熔點較高,但有少數熔點相當低。-10-考點一考點二基礎梳理考點突破(4)依據導電性判斷。離子晶體溶于水及熔融狀態時能導電。原子晶體一般為非導體。分子晶體為非導體,而分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶

5、于水,使分子內的化學鍵斷裂形成自由移動的離子,也能導電。金屬晶體是電的良導體。(5)依據硬度和機械性能判斷。離子晶體硬度較大、硬而脆。原子晶體硬度大。分子晶體硬度小且較脆。金屬晶體多數硬度大,但也有硬度較小的,且具有延展性。-11-考點一考點二基礎梳理考點突破2.晶體熔、沸點的比較(1)不同類型晶體熔、沸點的比較。不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規律:原子晶體離子晶體分子晶體。金屬晶體的熔、沸點差別很大,如鎢、鉑等熔、沸點很高,汞、銫等熔、沸點很低。-12-考點一考點二基礎梳理考點突破(2)同種晶體類型熔、沸點的比較。原子晶體:(比較共價鍵強弱)原子半徑越小鍵長越短鍵能越大共價鍵越強熔、沸點越

6、高。如熔點:金剛石碳化硅晶體硅離子晶體:(比較離子鍵強弱或晶格能大小)a.一般地說,陰、陽離子所帶電荷數越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越大,其離子晶體的熔、沸點就越高,如熔點:MgONaClCsCl。b.衡量離子晶體穩定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的離子晶體越穩定,熔點越高,硬度越大。-13-考點一考點二基礎梳理考點突破分子晶體:(比較分子間作用力大小)a.分子間作用力越大,物質的熔、沸點越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常地高。如沸點H2OH2TeH2SeH2S。b.組成和結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,熔、沸點越高,如SnH4GeH4SiH4CH4。c.組成和結構不相

7、似的物質(相對分子質量接近),分子的極性越大,其熔、沸點越高,如CON2,CH3OHCH3CH3。d.同分異構體,支鏈越多,熔、沸點越低。-14-考點一考點二基礎梳理考點突破金屬晶體:金屬離子半徑越小,離子所帶電荷數越多,其金屬鍵越強,金屬熔、沸點就越高,如熔、沸點:NaMgKClRbClMgO晶體為離子晶體,離子所帶電荷越多,半徑越小,晶格能越大,熔點越高-18-考點一考點二基礎梳理考點突破解析:(1)A組由非金屬元素組成,熔點最高,屬于原子晶體,熔化時需破壞共價鍵。由共價鍵形成的原子晶體中,原子半徑小的鍵長短,鍵能大,晶體熔、沸點高,硬度大。(2)B組都是金屬,存在金屬鍵,具有金屬晶體的性

8、質,可以用“電子氣理論”解釋相關的性質。(3)C組鹵化氫晶體屬于分子晶體,HF熔點高是由于分子之間形成氫鍵。(4)D組是離子化合物,熔點較高,具有離子晶體的性質。(5)晶格能大小與離子電荷數和離子半徑有關,電荷數越多,半徑越小,晶格能越大,熔點越高。-19-考點一考點二基礎梳理考點突破誤區警示(1)分子晶體熔、沸點的比較要特別注意氫鍵的存在。(2)離子晶體的熔點不一定都低于原子晶體,如MgO是離子晶體,熔點是2 800 ;而SiO2是原子晶體,熔點是1 732 。-20-考點一考點二基礎梳理考點突破跟蹤訓練跟蹤訓練1.磷是人體含量較多的元素之一,磷的化合物在藥物生產和農藥制造等方面用途非常廣泛

9、。回答下列問題:(1)基態磷原子的核外電子排布式為。 (2)P4S3可用于制造火柴,其分子結構如圖1所示。第一電離能:磷(填“”或“”,下同)硫;電負性:磷硫。P4S3分子中硫原子的雜化軌道類型為。 每個P4S3分子中含孤電子對的數目為。 -21-考點一考點二基礎梳理考點突破(3)N、P、As、Sb均是第A族的元素。上述元素的氫化物的沸點關系如圖2所示,沸點:PH3NH3,其原因是;沸點:PH3AsH3硫;硫的非金屬性比磷強,故電負性:磷硫;P4S3分子中硫原子與2個P原子相連,每個硫原子還有2個孤電子對,采用sp3雜化;每個P原子有1個孤電子對,每個S原子有2個孤電子對,每個P4S3分子中含

10、孤電子對的數目為14+23=10;(3)氨分子間存在氫鍵,導致沸點:PH3NH3;隨相對分子質量不斷增大,分子間作用力不斷增強,因此沸點:PH3AsH3”或“”“因為HNO3分子中含有2個非羥基氧原子,比H3PO4中多1個(3)P,最高價氧化物對應的水化物的酸性為HNO3H3PO4,從結構的角度分析,因為HNO3分子中含有2個非羥基氧原子,比H3PO4中多1個,故酸性為HNO3H3PO4;(3)磷青銅中錫、磷兩元素電負性的大小為SnPFe-62-213 45解析 (1)P原子核外有15個電子,分三層排布,即有三個能層,所以電子占據的最高能層符號為M;最外層價電子排布為3s23p3,則磷元素位于

11、周期表的p區;3s能級有1個軌道,3p能級有3個軌道,3d能級有5個軌道,所以M能層具有的原子軌道數為9。(2)同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢,但Mg的3s能級全充滿,3p能級全空,相對較穩定;第一電離能高于同周期相鄰元素;P原子3p能級是半充滿穩定狀態,能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能位于鋁到磷元素之間的有Mg、Si、S三種元素。-63-213 45 (3)P4分子為正四面體構型,鍵角為60,P4分子中每個P原子與相鄰的3個P原子形成3個鍵,每個P原子含有1對孤電子對,雜化軌道數目為4,故P原子采取sp3雜化;因為P4分子中每個P原子與相鄰的3個P原子形成3個鍵

12、,則平均1 mol P原子形成1.5 mol 鍵,所以3.1 g白磷中鍵的數目為0.15NA;相似相溶原理是指極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑;非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑。P4和CS2都是非極性分子,H2O是極性分子,根據相似相溶的原理,P4易溶于CS2,難溶于水。-64-213 45(4)Fe原子核外有26個電子,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能級的2個電子和3d能級的1個電子形成Fe3+,Fe3+電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。同周期元素從左到右,元素的電負性逐漸增大,故電負性:SP,同主族元素從上

13、到下電負性逐漸減小,則電負性:OS,所以電負性OP;Fe為金屬元素,則電負性由大到小的順序是OPFe。-65-431 253.鍺(Ge)是典型的半導體元素,在電子、材料等領域應用廣泛。(1)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點,分析其變化規律及原因。 -66-431 25(2)晶胞有兩個基本要素:原子坐標參數,表示晶胞內部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標參數A為(0,0,0); 。則D原子的坐標參數為。 晶胞參數,描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數a=565.76 pm,其密度為 gcm-3(列出計算式即可)。-67-431 25答案:(1)GeCl4、GeBr4、GeI

14、4的熔、沸點依次增高。原因是分子結構相似,相對分子質量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強-68-431 254.砷化鎵(GaAs)是優良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}:(1)GaF3的熔點高于1 000 ,GaCl3的熔點為77.9 ,其原因是。 (2)GaAs的熔點為1 238 ,密度為 gcm-3,其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為,Ga與As以鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGa gmol-1和MAs gmol-1,原子半徑分別為rGa pm和rAs pm,設阿伏加德羅常數的值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。 -69-431 25-70-531 245.(2018全國)鋅在工業中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}:(1)Zn原子核外電子排布式為。 (2)ZnF2具有較高的熔點(872 ),其化學鍵類型是;ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,原因是 。 (3)中華本草等中醫典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療