高考化学 第4单元第16讲 从微观结构看物质的多样性课件 苏教版

一、晶体的类型1晶体的概念具有规则几何外形的固体叫晶体。根据构成晶体的微粒种类及微粒之间的相互作用不同，可把晶体分为离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体等。2物质的分类与晶体类型的关系从物质分类上来看：金属氧化物、强碱和绝大多数盐是离子晶体，大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸和大多数有机物是分子晶体，常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等，金属单质和合金是金属晶体。 根据组成微粒区分晶体是从结构上分析，通常还可以根据晶体性质区分，如熔沸点低一般是分子晶体，熔沸点高可能是原子晶体或离子晶体。二、晶体结构的构成各类晶体的构成 原子晶体、离子晶体熔化都要破坏化学键，一般熔沸点较高，且与化学键的强弱有关。分子晶体一般熔沸点较低，在分子晶体中存在氢键的晶体相对高一点。三、晶体的性质1晶体的熔点高低：以第三周期的单质和氧化物的熔点变化来看： 总结：原子晶体的熔点高，离子晶体的熔点较高，分子晶体的熔点低，而金属晶体多数熔点高(如W)，但也有相当低的(如Hg)。2各类晶体导电性一般来说，晶体不导电、熔融状态和水溶液能够导电的晶体，为离子晶体。晶体能导电且随着温度的升高导电性降低的晶体，为金属晶体。水溶液能够导电，而熔融状态下不能够导电的晶体，为分子晶体。原子晶体一般不导电。(1)离子晶体：离子晶体：晶体内微粒间作用力是离子键，比较牢固，晶体里一般只有阴离子和阳离子，没有分子，有较高的熔点和沸点。(2)原子晶体：原子晶体：原子以共价键结合形成空间网状结构，结合力极强，很牢固，熔点极高；原子晶体里没有分子。原子晶体可以为单质，也可是化合物原子晶体中微粒间的作用力为共价键原子晶体熔点的比较其实质为键能的比较，可视作为成键的两原子核间距离的比较即键长的比较原子晶体中不存在单个分子。(3)分子晶体：分子晶体：分子间通过分子间作用力结合，构成微粒为分子，熔、沸点较低或很低，硬度低，也是分子间作用力弱的缘故，分子间作用力又叫范德华力，作用力小。(4)金属晶体：金属晶体：由金属阳离子和自由电子靠金属键结合而成的。四、同素异形体与同分异构体1同素异形现象同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象。这些单质互称为该元素的同素异形体，如：碳元素的同素异形体：金刚石、石墨和富勒烯碳氧元素的同素异形体：氧气和臭氧磷元素的同素异形体：红磷和白磷2同分异构现象化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象。分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。如正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚等。 同分异构体是分子式相同结构不同，所以相对分子质量必相同，但若相对分子质量相同，并不表示分子式就一定相同，不一定是同分异构体。同分异构类型：碳链异构主链碳数不同；位置异构支链(或官能团)位置不同；类别异构官能团不同。 同分异构体的熔沸点比较：支链越多，熔沸点越低。因为支链越多，分子就越不容易靠近，分子间距离越远，分子间作用力也就越小，熔沸点越低。 【典例1】常见的晶体有如下类型：分子晶体离子晶体原子晶体金属晶体，在非金属元素所形成的单质或化合物中，固态时的晶体类型可以是() A B C D 【解析】可能是分子晶体如N2、HCl、Ne；可能是离子晶体如NH4Cl；可能是原子晶体如SiO2、金刚石等 【参考答案】C【点拨】非金属单质可能是分子晶体也可能是原子晶体或是混合型晶体。非金属元素形成的化合物同样可能是分子晶体也可能是原子晶体，甚至是离子晶体。 【迁移训练1】(2010通州中学模拟)2004年7月德俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，这种高聚氮的NN键的键能为160kJ/mol(N2分子中的键能为942kJ/mol)，晶体结构如图所示。下列有关高聚氮的说法不正确的是( )A高聚氮晶体属于原子晶体B高聚氮晶体中每个N原子 和另外3个N原子相连C高聚氮可能成为炸药 D高聚氮转变成氮气是 氧化还原反应 【解析】由图可看出，高聚氮中形成的是空间的立体网状结构，每个氮原子与另三个氮原子以共价键相连，应属于原子晶体，A、B选项正确；C选项中，根据题中所给的键能可知，高聚氮转化为氮气时，会放出大量的热量，因此可制成炸药，C选项正确；D选项中，高聚氮转变成氮气，属于同素异形体之间的转化，属于化学变化，但不是氧化还原反应。 【参考答案】D【典例2】有关晶体的下列说法中正确的是()A晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B原子晶体中共价键越强，熔点越高C冰融化时水分子中共价键发生断裂D氯化钠熔化时离子键未被破坏 【解析】晶体中分子间的作用力越大，说明晶体的熔沸点越高，而分子的稳定性取决于化学键的强弱和体系能量的高低，故A选项错误。冰融化时水分子中部分氢键断裂，共价键不断裂。氯化钠熔化时离子键被破坏。 【参考答案】B【点拨】晶体中的作用力影响晶体的性质，若是分子晶体，影响熔沸点的是分子间作用力与氢键，但影响分子稳定性的是化学键的强度；若是原子晶体、离子晶体、金属晶体，熔沸点与化学键强度有关。 【迁移训练2】下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( ) ASO2和SiO2 BCO2和H2O CNaCl和HCl DCCl4和KCl【解析】判断化学键类型是否相同，主要是看成键两原子是直接通过共价键结合的，还是通过互相得失电子后形成阴、阳离子靠离子键结合的。主要是分析成键两原子通过何种形式才能使双方都达到稳定结构(一般的是最外层达到8个电子)。判断晶体类型是否相同，主要是看构成晶体的“基本微粒”属于分子、离子还是原子，或者是分析晶体中基本微粒间作用力是范德华力、离子键还是共价键，这两个角度实质是一致的。由上述可知化学键的类型和晶体类型两者既有联系也有区别，切勿混为一谈。 如SO2和SiO2，从成键两原子之间结合力分析，都是只能通过共价键结合，化学键类型相同，但从构成晶体类型来看，SO2熔点低，溶于一些溶剂中，硬度小、沸点低等性质说明SO2在晶体中只能是以分子形式存在，基本微粒间的作用力是分子间作用力，所以是分子晶体。SiO2上述性质与SO2截然相反，说明SiO2在晶体中不是以分子的形式存在，基本微粒是原子，微粒间作用力是共价键，所以为原子晶体。同理分析B、C、D选项。【参考答案】B【典例3】右图是已合成的硫氮化合物的一种分子结构，下列说法正确的是()A该物质的分子式为SNB该物质具有很高的熔沸点C该物质的分子中只有共价键D该物质的固体是离子晶体 【解析】根据题意是一种分子结构，说明该物质是分子晶体，熔沸点低，分子内只有共价键，该物质的分子式为S4N4。 【点拨】首先要分析晶体类型，若题中明显有分子的描述，其熔沸点不会很高，晶体也一定是分子晶体。 【参考答案】C【迁移训练3】HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂，已知熔融的HgCl2不导电，而HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，下列关于HgCl2的叙述正确的是( )AHgCl2属于离子化合物BHgCl2属于共价化合物CHgCl2属于非电解质 DHgCl2不能使蛋白质变性 【解析】根据题目所给有关的HgCl2性质资料，熔融的HgCl2不导电，而HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，可知HgCl2为共价化合物，属于分子晶体，属于电解质。HgCl2属于重金属盐，能使蛋白质变性。 B【典例4】(2009安徽)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如下)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是()A石墨烯与石墨互为同位素B0.12 g石墨烯中含6.021022个碳原子C石墨烯是一种有机物 D石墨烯中碳原子间以 共价键结合 【解析】同位素的研究对象是原子，A选项错误；0.12 g石墨烯的物质的量为0.01 mol，所含碳原子个数为0.01NA，B选项错误；有机物一般含有碳、氢元素，C选项错误；由图示可知，石墨烯中碳原子间均为共价键结合，D选项正确。 【点拨】最易混淆的就是同素异形体与同位素的概念。同位素是指同种元素的不同核素的互称，是指原子，而同素异形体是指单质。 【参考答案】D【迁移训练4】(2010修远中学模拟)最近医学界通过用14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则有关14C的正确叙述是( )A与12C60碳原子化学性质不同B与14N含有的中子数相同C是12C60的同素异形体 D与12C、13C互为同位素 【解析】A选项中14C与12C的质子数和核外电子排布相同，所以化学性质也相同；B选项中14C中的中子数为8,14N中的中子数为7；C选项中，同素异形体是相对于单质而言，所以错误；D选项中，根据同位素的概念，12C、13C与14C互为同位素。 【参考答案】D