四川省大英县育才中学高三化学 晶体结构和性质复习课件

一、晶体常识一、晶体常识 晶体结构和性质晶体结构和性质考纲解读：考纲解读：了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的构了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的构成微粒、微粒间作用力的区别。理解金属键的含义，能用金属键成微粒、微粒间作用力的区别。理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。理论解释金属的一些物理性质。外观上：外观上：经过结晶过程而形成的有规则经过结晶过程而形成的有规则 几何外形的固体。几何外形的固体。1、固体、固体非晶体非晶体晶体晶体内部：内部：微粒在空间上按一定规律周期性微粒在空间上按一定规律周期性 重复排列构成的固体。重复排列构成的固体。2、晶胞：描述晶体结构的基本单元、晶胞：描述晶体结构的基本单元晶胞中原子占有率（均摊法）晶胞中原子占有率（均摊法）讨论：讨论：（13山东）山东） （2）利用）利用“卤化硼法卤化硼法”课合成含课合成含B和和N两种元素的功能陶瓷，两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的原子的个数为个数为_，该功能陶瓷的化学式为，该功能陶瓷的化学式为_。 类型类型离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体构成微粒构成微粒微粒间作用微粒间作用典型实例典型实例熔沸点熔沸点硬度硬度导电性导电性溶解性溶解性阴、阳离子阴、阳离子分子分子原子原子金属阳离子金属阳离子和自由电子和自由电子离子键离子键分子间作用力分子间作用力共价键共价键金属键金属键NaCl、CsCl干冰、干冰、I2、 S8、P4金刚石、金刚石、Si、SiC、SiO2Na、Mg、Al、Fe 较高较高低低高高大多较高大多较高较大较大固体不导电，固体不导电，融化或溶于融化或溶于水能导电水能导电部分易溶于部分易溶于极性溶剂极性溶剂较小较小不良不良相似相溶相似相溶大大不良不良难溶于常见难溶于常见溶剂溶剂大多较大大多较大良好导电、良好导电、导热性及导热性及延展性延展性难溶，少数难溶，少数与水反应与水反应二、几种晶体性质比较二、几种晶体性质比较讨论讨论1： （13上海）下列变化需克服相同类型作用力的是（上海）下列变化需克服相同类型作用力的是（ ） A.碘和干冰的升华碘和干冰的升华 B.硅和硅和C60的熔化的熔化 C.氯化氢和氯化钾的溶解氯化氢和氯化钾的溶解 D.溴和汞的气化溴和汞的气化讨论讨论2：(11四川四川)下列推论正确的（下列推论正确的（ ）A. SiH4的沸点高于的沸点高于CH4，可推测，可推测PH3的沸点高于的沸点高于NH3B. NH4+为正四面体结构，可推测出为正四面体结构，可推测出PH4+ 也为正四面体结构也为正四面体结构C. CO2晶体是分子晶体，可推测晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体晶体也是分子晶体D. C2H6是碳链为直线型的非极性分子，可推测是碳链为直线型的非极性分子，可推测C3H8也是碳链也是碳链 为直线型的非极性分子为直线型的非极性分子讨论讨论3：X、Y、Z三元素依原子序数递增。已知三元素依原子序数递增。已知X是原子半径是原子半径最小的元素；最小的元素；Y最外层电子数是次外层电子数的两倍；最外层电子数是次外层电子数的两倍；Z原子原子次外层电子数是最外层电子数的次外层电子数是最外层电子数的1/3。X、Y、Z三元素能两两三元素能两两形成化合物形成化合物YX4、YZ2、X2Z。这三种化合物的沸点由低到高。这三种化合物的沸点由低到高的顺序是（的顺序是（ ）A. YX4YZ2X2Z B.YZ2YX4X2Z C.X2ZYZ2YX4 D.YX4X2ZYZ2三、各种常见的晶体三、各种常见的晶体1、原子晶体：、原子晶体：金刚石、晶体硅、锗、金刚石、晶体硅、锗、SiC 、SiO2 、Si3N4 、BN注意：注意：原子晶体中不存在单个分子，它的化学式代表晶体中原子晶体中不存在单个分子，它的化学式代表晶体中各构成粒子的个数比，而不代表真实的分子组成。各构成粒子的个数比，而不代表真实的分子组成。考纲解读：考纲解读：了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。子晶体的结构与性质的关系。干冰、冰、白磷、干冰、冰、白磷、C60。2、分子晶体：、分子晶体：NaCl、CsCl、CaF、ZnS3、离子晶体：、离子晶体：F-Ca2+Zn2+、S2-的配位数：的配位数：均为均为4均为均为4 每个每个ZnS晶胞中含阴、阳离子：晶胞中含阴、阳离子：48Ca2+的配位数：的配位数： 每个每个CaF2晶胞中含阴、阳离子：晶胞中含阴、阳离子：Ca2+为为4、F-为为8F- 的配位数：的配位数：4、金属晶体：、金属晶体：金属单质、合金金属单质、合金堆积类型代表物质层类型晶胞相切原子配位数 空间利用率简单立方体心立方六方最密面心最密Po(Po(钋钋) )非密置非密置层层棱上棱上2 2球球6 6K K Na Na FeFe非密置非密置层层体对角体对角线线3 3球球8 8Mg Mg Zn Zn TiTi密置层密置层三棱柱三棱柱的中心的中心1212Cu Cu Ag Ag AuAu密置层密置层面对角面对角线线3 3球球121252%68%74%74%常见金属晶体的原子堆积模型常见金属晶体的原子堆积模型性质：性质：熔点高（高于金刚石），熔点高（高于金刚石），硬度小，硬度小，可导电可导电 。5、混合型晶体、混合型晶体- 石墨晶体石墨晶体石墨晶体是石墨晶体是 结构：结构：层内层内C原子以原子以 结合成平面网状结构，结合成平面网状结构，层间以层间以 结合。结合。每个每个C与与3个个C形成形成CC键，构成正六边形，键，构成正六边形，键长相等，键角相等键长相等，键角相等(均为均为120)；C原子个数与原子个数与CC键数之比为：键数之比为： 。每个正六边形平均只占有每个正六边形平均只占有6(13)=2个个C共价键、金属键、范德华力共价键、金属键、范德华力讨论讨论1 1：如图为高温超导领域里的一种化合物如图为高温超导领域里的一种化合物钙钛矿晶体钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。（1 1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最近的且等距离）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最近的且等距离的钛离子共有的钛离子共有_个，每个钛离子周围与它最近的且等距离的个，每个钛离子周围与它最近的且等距离的氧离子有氧离子有_个。个。（2 2）钙钛矿晶体的化学式为）钙钛矿晶体的化学式为_。CaTiO3612讨论讨论2：（13全国）前四周期原子序数依次增大的元素全国）前四周期原子序数依次增大的元素A，B，C，D中，中，A和和B的价电子层中未成对电子均只有的价电子层中未成对电子均只有1个，并且个，并且A和和B+的的电子相差为电子相差为8；与；与B位于同一周期的位于同一周期的C和和D，它们价电子层中的未，它们价电子层中的未成对电子数分别为成对电子数分别为4和和2，且原子序数相差为，且原子序数相差为2。（1）D2+的价层电子排布图为的价层电子排布图为_。（2）四种元素中第一电离最小的是）四种元素中第一电离最小的是_，电负性，电负性最大的是最大的是_。（3）A、B和和D组成的一个化合物的晶胞如图。组成的一个化合物的晶胞如图。该化合物的化学式为该化合物的化学式为_；D的配位数的配位数为为_；列式计算该晶体的密度列式计算该晶体的密度_gcm-3。（4）A、B+和和C3+三种离子组成的化合物三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有其中化学键的类型有_；该化合物中存在一个；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为复杂离子，该离子的化学式为_，配位体是，配位体是_。讨论讨论3：（07山东）请完成下列各题：山东）请完成下列各题：（1）第）第A、A族元素组成的化合物族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。31Ga的原子结构示意图为的原子结构示意图为_ 。在。在GaN晶体中，每个晶体中，每个Ga原原子与子与_个个N原子相连，与同一个原子相连，与同一个Ga原子相连的原子相连的N原子构成原子构成的空间构型为的空间构型为_ 。在四大晶体类型中，。在四大晶体类型中，GaN属于属于_晶体。晶体。（2）在极性分子）在极性分子NCl3中，中，N原子的化合价为原子的化合价为-3价，价，Cl原子的化原子的化合价为合价为+1价，请推测价，请推测NCl3水解的主要产物是水解的主要产物是_ （填化学式）。（填化学式）。讨论：讨论：（13四川）四川）X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数为前四周期元素且原子序数依次增大。依次增大。X的单质与氢气可化合生成气体的单质与氢气可化合生成气体G，其水溶液，其水溶液pH7；Y的单质是一种黄色晶体；的单质是一种黄色晶体；R基态原子基态原子3d轨道的电子数是轨道的电子数是4s轨道轨道电子数的电子数的3倍。倍。Y、Z分别与钠元素可形成化合物分别与钠元素可形成化合物Q和和J, J的水溶液的水溶液与与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀I；Z与氢元素与氢元素形成的化合物与形成的化合物与G反应生成反应生成M。 请回答下列问题：请回答下列问题： （1）M固体的晶体类型是固体的晶体类型是 。 （2）Y基态原子的核外电子排布式是基态原子的核外电子排布式是 ；G分子中分子中X原子原子的杂化轨道类型是的杂化轨道类型是 。 （3）I的悬浊液中加入的悬浊液中加入Q的溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，的溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，其原因是其原因是 。 （4）R的一种含氧酸根的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性，在其钠盐溶液中具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的离子方程式是离子方程式是 。