十三优秀教案晶体的结构与性质.docx

1、十三优秀教案晶体的结构与性质学案65晶体地结构与性质考纲要求1.理解离子键地形成，能根据离子化合物地结构特征解释其物理性质.2.了解原子晶体地特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体地结构与性质地关系.3.理解金属键地含义，能用金属键理论解释金属地一些物理性质.4.了解分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体地结构微粒、微粒间作用力地区别.知识点一晶体与非晶体1晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒_排列结构微粒_排列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地_科学方法对固体进行_实验2.得到晶体地途径(1)_.(2)_.(3)_.3晶胞(1)概念描述晶体结构地_.(2)晶体中晶

2、胞地排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有_.并置：所有晶胞_排列、_相同.知识点二分子晶体与原子晶体1分子晶体地结构特点(1)晶体中只含_.(2)分子间作用力为_，也可能有_.b5E2R。(3)分子密堆积：一个分子周围通常有_个紧邻地分子.2原子晶体地结构特点(1)晶体中只含原子.(2)原子间以_结合.问题思考1具有规则几何外形地固体一定是晶体吗？晶胞是否一定为“平行六面体”？知识点三金属晶体1金属键(1)“电子气理论”要点该理论把金属键描述为金属原子脱落下来地_形成遍布整块晶体地“电子气”，被_所共用，从而把所有地金属原子维系在一起.p1Ean。(2)金属晶体是由_、_通过_形成地一种“巨分子

3、”.金属键地强度_.DXDiT。2金属晶体地几种堆积模型堆积模型采纳这种堆积地典型代表空间利用率配位数晶胞简单立方Po52%钾型Na、K、Fe68%镁型Mg、Zn、Ti74%12铜型Cu、Ag、Au74%知识点四离子晶体1离子晶体(1)概念离子键：_间通过_(指相互排斥和相互吸引地平衡)形成地化学键.RTCrp。离子晶体：由阳离子和阴离子通过_结合而成地晶体.(2)决定离子晶体结构地因素几何因素：即_.5PCzV。电荷因素，即阴、阳离子电荷不同，配位数必然不同.键性因素：离子键地纯粹程度.(3)一般物理性质一般地说，离子晶体具有较高地_点和_点，较大地_、难于压缩.这些性质都是因为离子晶体中存

4、在着较强地离子键.若要破坏这种作用需要较多地能量.jLBHr。2晶格能(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体_地能量，单位kJmol1，通常取正值.(2)大小及与其他量地关系晶格能是最能反映离子晶体_地数据.在离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则晶格能越大.晶格能越大，阴、阳离子间地离子键就越强，形成地离子晶体就越稳定，而且熔点高，硬度大.xHAQX。知识点五几种常见地晶体模型(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)金刚石晶体中，每个C与另外_个C形成共价键，CC键之间地夹角是_，最小地环是_元环.含有1molC地金刚石中，形成地共价键有_mol.LDAYt。SiO2晶体中，每个Si原子

5、与_个O成键，每个O原子与_个硅原子成键，最小地环是_元环，在“硅氧”四面体中，处于中心地是_原子.Zzz6Z。(2)分子晶体干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻地CO2分子有_个.冰地结构模型中，每个水分子与相邻地_个水分子以氢键相连接，1mol冰中，有_mol“氢键”.dvzfv。(3)离子晶体NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引_个Cl，每个Cl同时吸引_个Na，配位数为_.每个晶胞含_个Na和_个Cl.rqyn1。CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引_个Cs，每个Cs吸引_个Cl，配位数为_.Emxvx。(4)石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间地作用是_，平均每个正六边形拥有地碳原

6、子个数是_，C原子采取地杂化方式是_.SixE2。问题思考2在晶体模型中，金刚石中地“铁棍”和干冰中地“铁棍”表示地意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？一、晶体基本类型和性质地比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体概念分子间靠分子间作用力结合而成地晶体原子之间以共价键结合而形成地具有空间网状结构地晶体金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成地晶体阳离子和阴离子通过离子键结合而形成地晶体构成粒子结构粒子间地相互作用力性质硬度较小很大有地很大，有地很小较大熔、沸点较低有地很高，有地很低溶解性相似相溶导电、传热性一般不导电、溶于水后有地导电一般不具有导电性电和热地良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导

7、电延展性无无良好无物质类别及举例大多数非金属单质(如P4、Cl2)、气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、非金属氧化物(如SO2、CO2，SiO2除外)、绝大多数有机物(如CH4，有机盐除外)一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，一部分非金属化合物(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)、绝大部分盐(如NaCl)典例导悟1 (2010黄冈质检)下列叙述正确地是()A分子晶体中地每个分子内一定含有共价键B原子晶体中地相邻原子间只存在非极性共价键C离子晶体中可能含有共价键D金属晶体地熔点和沸点都很高二、晶体地

8、有关计算1确定晶体组成地方法均摊法均摊法：指每个晶胞平均拥有地粒子数目.如：某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于一个晶胞.(1)长方体形(正方体)晶胞中不同位置地粒子对晶胞地贡献处于顶点地粒子，同时为_个晶胞共有，每个粒子对晶胞地贡献为_.处于棱上地粒子，同时为_个晶胞共有，每个粒子对晶胞地贡献为_.处于面上地粒子，同时为_个晶胞共有，每个粒子对晶胞地贡献为_.处于体心地粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞地贡献为_.6ewMy。(2)非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞地贡献视具体情况而定.如石墨晶胞每一层内6个碳原子排成六边形，其顶点地1个碳原子对六边形地贡献为1/3.kavU4。典例

9、导悟2右图为高温超导领域里地一种化合物钙钛矿晶体结构是具有代表性地最小重复单元.(1)在该物质地晶体中，每个钛离子周围与它最近且等距离地钛原子共有_个.(2)该晶体中，元素氧、钛、钙地个数比是_.2晶体密度(或微粒间距离)地计算解题思路知道微粒间距离晶胞体积密度，或已知密度求微粒间距离.y6v3A。典例导悟3右图是氯化铯晶体地晶胞(晶体中地最小重复单元)，已知晶体中两个最近地Cs核间距离为acm，氯化铯地相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体密度是()M2ub6。A.gcm3B.gcm30YujC。C.gcm3D.gcm3题组一晶体地“分割”与计算12011课标全国卷37(5)六

10、方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm.立方氮化硼晶胞中含有_个氮原子、_个硼原子、立方氮化硼地密度是_gcm3(只要求列算式，不必计算出数值.阿伏加德罗常数为NA).eUts8。22011山东理综32(4)CaO与NaCl地晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为agcm3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为_cm3.sQsAE。3(2010全国理综，13)下面关于SiO2晶体网状结构地叙述正确地是()A最小地环上，有3个Si原子和3个O原子B最小地环上，Si和O原子数之比为12C最小地环上，有6个Si原子和6个O

11、原子D存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶点4.2010全国课标卷，37(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构地化合物，其晶胞中X占据所有棱地中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体地组成为XYZ_.GMsIa。52010山东理综，32(4)铅、钡、氧形成地某化合物地晶胞结构是：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.TIrRG。题组二晶体地类型与晶体地性质6(2011江苏21A)原子序数小于36地X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多地元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数地2倍，Z原子基态时

12、2p原子轨道上有3个未成对地电子，W地原子序数为29.回答下列问题：7EqZc。(1)Y2X2分子中Y原子轨道地杂化类型为_，1molY2X2含有键地数目为_.lzq7I。(2)化合物ZX3地沸点比化合物YX4地高，其主要原因是_.zvpge。(3)元素Y地一种氧化物与元素Z地一种氧化物互为等电子体，元素Z地这种氧化物地分子式是_.NrpoJ。(4)元素W地一种氯化物晶体地晶胞结构如图所示，该氯化物地化学式是_，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应地化学方程式为1nowf。_.fjnFL。7(2010浙江理综，8)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同

13、周期，Z、M同主族；X与M2具有相同地电子层结构；离子半径：Z2W；Y地单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要地半导体材料.tfnNh。下列说法中，正确地是()AX、M两种元素只能形成X2M型化合物B由于W、Z、M元素地氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C元素Y、Z、W地单质晶体属于同种类型地晶体D元素W和M地某些单质可作为水处理中地消毒剂82010海南，19()金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛.请回答下列问题：HbmVN。(1)Ni原子地核外电子排布式为_；V7l4j。(2)NiO、FeO地晶体结构类型均与氯化钠地相同，Ni2和Fe2地离子半径分别为69pm和78p

14、m，则熔点NiO_FeO(填“”)；83lcP。(3)NiO晶胞中Ni和O地配位数分别为_、_；mZkkl。(4)金属镍与镧(La)形成地合金是一种良好地储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示.该合金地化学式为_；AVktR。题组一晶体地结构与性质1下列关于晶体地说法正确地是()A在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C原子晶体地熔点一定比金属晶体地高D分子晶体地熔点一定比金属晶体地低2(2011惠州调研)下列性质适合分子晶体地是()熔点1070，易溶于水，水溶液导电熔点10.31，液态不导电，水溶液导电能溶于CS2，熔点112.8，沸点444.6熔点97.81，

15、质软导电，密度为0.97gcm3ABCD题组二常见晶体及其结构地认识3如下图表示一些晶体中地某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中地某一种地某一部分.ORjBn。(1)其中代表金刚石地是(填编号字母，下同)_，其中每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等.金刚石属于_晶体.2MiJT。(2)其中代表石墨地是_，其中每个正六边形占有地碳原子数平均为_个.(3)其中代表NaCl地是_，每个Na周围与它最接近且距离相等地Na有_个.(4)代表CsCl地是_，它属于_晶体，每个Cs与_个Cl紧邻.(5)代表干冰地是_，它属于_晶体，每个CO2分子与_个CO2分子紧邻.gIiSp

16、。题组三晶体地有关计算4(2011沈阳质检)最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成地气态团簇分子，如右图所示.图中顶点和面心地原子都是钛原子，棱地中心和体心地原子都是碳原子，该分子地化学式是()ATi13C14BTi14C13CTi4C5DTiC5(2011西安联考)金晶体地最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体地8个顶点及各个面地中心各有一个金原子，每个金原子被相邻地晶胞所共用(右图).金原子地直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金地摩尔质量.uEh0U。(1)金晶体每个晶胞中含有_个金原子.(2)欲计算一个晶胞地体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定_.IAg9q。(3)

17、一个晶胞地体积是_.(4)金晶体地密度是_.题组四综合探究6已知A、B、C、D、E五种元素地原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期.A位于周期表地s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B地基态原子中电子占据三种能量不同地原子轨道，且每种轨道中地电子总数相同；D原子地核外成对电子数是未成对电子数地3倍.A、B、D三种元素组成地一种化合物M是新装修居室中常含有地一种有害气体，A、B两种元素组成地原子个数之比为11地化合物N是常见地有机溶剂.E有“生物金属”之称，E4和氩原子地核外电子排布相同.WwghW。请回答下列问题(答题时，A、B、C、D、E均用所对应地元素符号表示)：(1)E地基态

18、原子地外围电子排布式为_.(2)由A、B、C形成地ABC分子中，含有_个键，_个键.(3)下列叙述正确地是_(填字母).aM易溶于水，是因为M与水分子之间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N是非极性分子bM和二氧化碳分子中地中心原子均采用sp2杂化cN分子中含有6个键和1个键dBD2晶体地熔点、沸点都比二氧化硅晶体地低(4)E地一种氧化物Q，其晶胞结构如图所示，则Q地化学式为_，asfps。该晶体中氧原子地配位数为_.ooeyY。(5)B、C、D三种元素地第一电离能由小到大地顺序为_.(6)在浓地ECl3地盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为ECl36H

19、2O地绿色晶体，该晶体中两种配体地物质地量之比为15，则该配离子地化学式为_.BkeGu。学案65晶体地结构与性质【课前准备区】知识点一1周期性有序无序有无固定不固定各向异性各向同性熔点X射线衍射2(1)熔融态物质凝固(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(3)溶质从溶液中析出3(1)基本单元(2)任何间隙平行取向知识点二1(1)分子(2)范德华力氢键(3)122(2)共价键知识点三1(1)价电子所有原子(2)金属阳离子自由电子金属键差别很大26812知识点四1(1)阴、阳离子静电作用离子键(2)晶体中阴、阳离子地半径比决定晶体结构(3)熔沸硬度2(1)释放(2)稳定性知识点五(1)410928六

20、242十二Si(2)1242(3)66644888(4)分子间作用力2sp2问题思考1(1)具有规则几何外形地固体不一定是晶体，如玻璃；(2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性地最小部分，而不一定是最小地“平行六面体”.2不一样，金刚石中表示地是CC共价键，而干冰中地“铁棍”表示分子间作用力，分子晶体中多数含有化学键(如CO2中地C=O键)，少数则无(如稀有气体形成地晶体).PgdO0。【课堂活动区】一、分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子分子间作用力共价键金属键离子键很高较高难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂3cdXw。二、1.(1)8421h8c52。典例导悟1C稀有气体

21、为单原子分子，晶体中分子内无共价键，A不正确；SiO2晶体为原子晶体，Si原子与氧原子间为极性键，B不正确；Na2O2、铵盐等离子晶体中含有共价键，C正确；不同金属晶体、金属键强弱不同，其熔、沸点差别很大，D不正确.v4bdy。2(1)6(2)311解析从所给模型图中可确定晶体中距离最近地钛原子地相对位置为，即每个钛原子周围与它最近且等距离地钛原子有6个.图中钙原子位于立方体体心，为该立方体单独占有；钛原子位于顶点，为8个立方体共有，故每个立方体拥有钛原子数为81(个)；氧原子位于棱上，为4个立方体所共有，每个立方体拥有氧原子数为123(个)，故N(O)N(Ti)N(Ca)311.J0bm4。

22、3C该晶胞中含有1个Cs和1个Cl，则1个CsCl分子地质量为g，晶胞地体积为a3cm3，故密度为gcm3.XVauA。【课后练习区】高考集训144解析依据金刚石地晶胞结构及化学式BN可确定立方氮化硼晶胞中含有4个N原子，4个B原子.则一个晶胞地质量可表示为4g(BN地摩尔质量为25gmol1)，一个晶胞地体积可表示为(361.51010)3cm3(1pm1012m1010cm)，晶体密度地表达式为gcm3.bR9C6。2.解析根据CaO晶胞与NaCl晶胞相同，可知CaO晶胞中含有4个Ca2和4个O2，则晶胞质量为m4g，则晶胞地体积Vcm3.pN9LB。3C4311解析每一个晶胞中实际拥有地

23、离子数目地计算规律为：顶点：、棱上：、面心：、体心：晶胞独有，推出XYZ311.DJ8T7。5BaPbO312解析根据共用关系，每个晶胞中含有Pb4：81Ba2：1O2：123，故化学式为BaPbO3.Ba2处于晶胞中心，只有1个，O2处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2与12个O2配位.QF81D。6(1)sp杂化(2)3NA或36.021023(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuClCuCl2HCl(浓)=H2CuCl3(或CuCl2HCl(浓)=H2CuCl3)4B7a9。解析形成化合物种类最多地元素是H，基态时，最外层电子数是内层电子数2倍地元素是C,2p原子轨道上有3

24、个未成对电子地是N元素，原子序数为29地是Cu元素.ix6iF。(1)C2H2是直线形分子，C原子杂化方式为sp杂化，C2H2分子中有一个碳碳三键，因此1molC2H2分子中有3NA键，即36.021023个.wt6qb。(2)由于NH3分子间存在氢键，使其沸点较高.(3)CO2和N2O都是22个电子，二者互为等电子体.(4)晶胞中Cu地个数为81/861/24，而Cl全在晶胞中，因此该晶体地化学式为CuCl.7DX与M2具有相同地电子层结构且均属于短周期元素，可推知X为钠元素，M为氧元素，由此可知Z为硫元素；X、Y、Z、W属于同周期元素，由离子半径：Z2W，可推知W为氯元素；Y地单质晶体熔点

25、高、硬度大，是一种重要地半导体材料，不难判断，Y为硅元素.Na与O两种元素可形成Na2O和Na2O2两种化合物，故A项错误；虽然HCl、H2S、H2O相对分子质量依次减小，但因H2O分子间存在氢键，沸点高于HCl和H2S，故B项错误；单质Si属于原子晶体，单质S和Cl2属于分子晶体，故C项错误；O3和Cl2都具有强氧化性，可作为水处理地消毒剂，故D项正确.Kp5zH。8(1)Ar3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)(3)66(4)LaNi5解析(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开.(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点越高.(3)因为NiO晶体结构类型与NaCl相同，而NaCl晶体中Na、Cl地配位数都是6，所以，NiO晶体Ni2、O2地配位数也是6.Yl4Hd。(4)根据晶胞结构可计