高三化学复习学案
晶体的类型与性质
1. 复习重点
1.离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体组成粒子,粒子间作用力、熔沸点、硬度、导电性;
2.影响晶体熔点和沸点的因素;
3.分子间作用力及其对物质熔点、沸点等物理性质的影响。 2.难点聚焦
(2)晶体类型及性质比较
晶体类型 组成晶体的粒子 组成晶体粒子间的相互作用 典型实例 晶 体 的 物 理 特 性
(3)化学键与分子间作用力的比较 概念 范围 能量 性质影响
化学键 相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用 分子内或某些晶体内 键能一般为:120~800 kJ·mol1 主要影响分子的化学性质 -离子晶体 阳离子和阴离子 离子键 NaCl 熔点较高、沸点高 不良 固态不导电,熔化或溶于水能导电 不良 略硬而脆 原子晶体 原子 共价键 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC 熔、沸点高 不良 差 不良 高硬度 分子晶体 分子 范德华力(有的还有氢键) 冰(H2O)、干冰(CO2) 熔、沸点低 不良 差 不良 硬度较小 熔点、沸点 导热性 导电性 机械加工 性能 硬度 分子间力 物质的分子间存在的微弱的相互作用 分子间 约几个至数十个kJ·mol1 主要影响物质的物理性质 -
(4)晶体性质的比较:比较晶体的硬度大小、熔沸点高低等物理性质的依据是:
(5)非极性分子和极性分子
分子空间构型对称,正负电荷重心重合的分子叫非极性分子。 分子空间构型不对称,正负电荷重心不重合的分子叫极性分子。 (6)共价键与离子键之间没有绝对的界限
3.例题精讲
[例1](98’全国)下列分子所有原子都满足8电子的结构的是( ) A. 光气(COCl2) C. 二氟化氙
B. 六氟化硫 D. 三氟化硼
O||分析:从光气的结构式Cl?C?Cl可以看出各原子最外层都满足8电子结构,应选A。
硫最外层有6个电子,氟已然形成8个电子,分别形成共价的二氟化物,六氟化物后,最外层必然超过8个电子。
BF3中B原子最外层只有6个电子,可见BF3是一种“缺电子化合物”。
[例2] 下图是NaCl晶体结构的示意图:(1)若用??Na O?Cl,请将位置表示出来;(2)每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有 个。
????
分析:解答此类问题常用的是“分割法”——从晶体中分出最小的结构单元,或将最小的结构单元分成若干个面。
答案:12
x—平面
y—平面
z—平面
[例3] 在金刚石结构中,碳原子与共价键数目之比 。
分析:取一结构单元,1个C原子连4条键,一条键为二个原子所共用,为每个C原子只提供y2,所以C原子与C?C键数目之比:1:4?1?1:2 2答案:1:2
[例4] 如下图,是某晶体最小的结构单元,试写出其化学式。
分析:此题采用延伸法:
1 81棱边上的原子,被4个晶体所共用,对每一个晶体只提供
41面心上的原子,被2个晶体所共用,对每一个晶体只提供
2顶点上的原子,被8个晶体所共用,对每一个晶体只提供体心上的原子,被1个晶体所共用,对每一个晶体只提供1 据此:x:y:z?8?11:12?:1?1:3:1 84化学式为xy3z
[例5] 下图是超导化合物----钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构。请回答: (1)该化合物的化学式为 。
(2)在该化合物晶体中,与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有 个。
(3)设该化合物的式量为M,密度为ag/cm,阿伏加德罗常数为NA,则晶钙离子与钛离子之间的最短距离为 。
解析:(1)这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8,所以,它单独占有的钛原子个数为8×1/8=1个;它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4,所以,它单独占有的氧原子个数为12×1/4=3个;它全部拥有体内的那一个钙原子,所以,该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为:1、3、1;所以,该化合物的化学式为CaTiO3。 (2)钛位于立方体的顶点上,与一个钛离子距离最近的钛离子是与它共棱的。从上面立方晶胞进行堆积的图2和图3可以看出,在X轴或Y轴或Z轴上,与它共棱的离子都是二个,所以,共6个。
(3)这是个综合性较大的习题。设这种立方晶胞的边长是b,那么,钙离子与钛离子之间
3
体中
的距离是体对角线的一半,即
。
下面求b。因为每个立方体的体积为b,而NA个这样的立方体堆积到一起就是1mol晶体,其质量为Mg,其体积为Mg/ag/cm=M/a cm。所以,NA·b=M/a cm,所以,
3
3
3
3
3
,
所以,题中所求距离为
4.实战演练
一、选择题
1.(2002年上海高考题)在下列有关晶体的叙述中错误的是A.离子晶体中,一定存在离子键 B.原子晶体中,只存在共价键 C.金属晶体的熔沸点均很高 D.稀有气体的原子能形成分子晶体
。