2018-2019学年高中化学 第三章 晶体结构与性质本章整合课件 新人教版选修3

本章整合,专题1,专题2,专题3,专题1 晶体类型的判断 1.依据组成晶体的粒子和粒子间的相互作用判断 组成离子晶体的粒子是阴、阳离子,粒子间的相互作用是离子键;组成原子晶体的粒子是原子,粒子间的相互作用是共价键;组成分子晶体的粒子是分子,粒子间的相互作用为分子间作用力;组成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子,粒子间的相互作用是金属键。,专题1,专题2,专题3,2.依据物质的分类判断 金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类都是离子晶体;大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)都是分子晶体;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;金属单质与合金都是金属晶体。,专题1,专题2,专题3,3.依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高,常在数百摄氏度至一千摄氏度之间;原子晶体的熔点更高,常在一千摄氏度至几千摄氏度之间;分子晶体的熔点低,常在数百摄氏度以下甚至很低温度;金属晶体多数的熔点高,但也有相当低的。 4.依据导电性判断 离子晶体水溶液及熔融时能导电;原子晶体一般为非导体;分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和部分非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子也能导电;金属晶体是电的良导体。 5.依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或较硬、脆;原子晶体硬度大;分子晶体硬度小且较脆;金属晶体多数硬度大,但也有较低的,且具有延展性。,专题1,专题2,专题3,【例题1】 (1)分析下列物质的物理性质,判断其晶体类型: A.碳化铝,黄色晶体,熔点2 200 ,熔融态不导电 ; B.溴化铝,无色晶体,熔点98 ,熔融态不导电 ; C.五氟化钒,无色晶体,熔点19.5 ,易溶于乙醇、氯仿、丙酮中 ; D.溴化钾,无色晶体,熔融或溶于水中都能导电 。 (2)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为 。,专题1,专题2,专题3,答案：(1)原子晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体 (2)21 解析：(1)将晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合是判断晶体类型的重要依据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高,两者最大的差异是熔融态的导电性不同。原子晶体熔融态不导电,离子晶体熔融态或水溶液中都能导电。原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般原子晶体和分子晶体熔融态都不能导电。另外,易溶于一些有机溶剂往往也是分子晶体的特征之一。,专题1,专题2,专题3,专题2 晶体熔、沸点比较 1.由晶体结构来确定 首先,分析物质所属的晶体类型;其次,抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的因素展开分析。 (1)一般规律,熔、沸点:原子晶体离子晶体分子晶体。 如熔点SiO2NaClCO2(干冰),但也有特殊,如熔点MgOSiO2。 (2)同属原子晶体,一般键长越短,键能越大,共价键越牢固,晶体的熔、沸点越高。 如熔点:金刚石金刚砂晶体硅。 原因:rC-CrC-SirSi-Si。,专题1,专题2,专题3,(3)同类型的离子晶体,离子电荷数越多,阴、阳离子核间距越小,则离子键越牢固,晶体的熔、沸点一般越高。 如熔点:MgONaCl。 (4)分子晶体:分子间范德华力越强,熔、沸点越高。 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,晶体熔、沸点越高。 如熔、沸点:F2Cl2Br2I2。,专题1,专题2,专题3,若相对分子质量相同,如互为同分异构体,一般是支链越多,熔、沸点越低;特殊情况下分子越对称,则熔点越高。如: 因而应注意,并非外界条件对物质熔、沸点的影响总是一致的。熔点常与晶体中粒子排布对称性有关。,专题1,专题2,专题3,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。 氢键的生成对化合物性质有显著影响,一般分子间形成氢键时,可使化合物的熔、沸点显著升高。在极性溶剂中,若溶质分子和溶剂分子间形成氢键,则可使溶解度增大。如NH3极易溶于水就与此有关。在小分子醇和羧酸、无机酸、结晶水合物、氨合物等中也均有氢键。 (5)金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属键越强,熔、沸点越高。 如熔点:NaMgAl。,专题1,专题2,专题3,2.根据物质在相同条件下的状态不同 一般熔、沸点:固液气。 如果常温下为气态或液态的物质,其晶体应属分子晶体(Hg除外)。如稀有气体,虽然构成物质的粒子为原子,但应看作单原子分子。因为相互间的作用力是范德华力,而非共价键,故其晶体为分子晶体。,专题1,专题2,专题3,【例题2】 下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是( ) A.CH4SiH4GeH4SnH4 B.KClNaClMgCl2MgO C.RbKNaLi D.石墨金刚石SiO2 答案：D,专题1,专题2,专题3,解析：晶体熔点的高低取决于该晶体的结构和粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体,其熔点高低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,分子间作用力越大,熔点越高,故A项各物质熔点逐渐升高;B项物质均为离子晶体,离子晶体熔点高低取决于晶格能的大小,一般来说,离子的半径越小,电荷数越多,晶格能就越大,熔点越高,故B项各物质熔点也逐渐升高;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,而金属键的强弱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LiRb的顺序增大,价电子数相同,故熔点应是Li最高,Rb最低;D项,石墨是混合晶体,金刚石和SiO2均为原子晶体,原子晶体的熔点取决于共价键的键能,而共价键的键能与键长成反比,石墨中CC键键长比金刚石中CC键的键长更短些,所以石墨熔点比金刚石略高,金刚石熔点又比SiO2高。,专题1,专题2,专题3,专题3 晶胞的相关计算 (1)晶胞密度的计算。 面心立方最密堆积,金属原子的直径为面对角线的一半。,专题1,专题2,专题3,专题1,专题2,专题3,专题1,专题2,专题3,(2)计算晶胞空间利用率。 计算每个晶胞含有几个原子。 找出原子半径r与晶胞边长a的关系。,专题1,专题2,专题3,专题1,专题2,专题3,(2)(2016全国丙,节选)GaAs的熔点为1 238 ,密度为 g·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为 ,Ga与As以 键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1和MAs g·mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。,专题1,专题2,专题3,专题1,专题2,专题3,