高中化學 第三章 晶體結構與性質 章末歸納整合課件 新人教版選修3

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1、請分別用一句話表達下列關鍵詞：請分別用一句話表達下列關鍵詞：晶體晶體晶胞晶胞分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體金屬晶體金屬晶體離子晶體離子晶體晶晶格能格能提示提示晶體：內部微粒晶體：內部微粒(原子、離子和分子原子、離子和分子)在三維空間按一定在三維空間按一定規(guī)律做周期性有序排列構成的固體物質，叫晶體。規(guī)律做周期性有序排列構成的固體物質，叫晶體。晶胞：描述晶體結構的基本單元；一般都是平行六面體。晶胞：描述晶體結構的基本單元；一般都是平行六面體。分子晶體：由分子構成，相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。分子晶體：由分子構成，相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。原子晶體：原子間都以共價鍵相結合，是三維的空間網(wǎng)

2、狀結構。原子晶體：原子間都以共價鍵相結合，是三維的空間網(wǎng)狀結構。章章 末末 歸歸 納納 整整 合合金屬晶體：通過金屬陽離子與自由電子之間的較強作用形金屬晶體：通過金屬陽離子與自由電子之間的較強作用形成的單質晶體，叫做金屬晶體。成的單質晶體，叫做金屬晶體。離子晶體：由陽離子和陰離子通過離子鍵結合而成的晶體。離子晶體：由陽離子和陰離子通過離子鍵結合而成的晶體。晶格能：氣態(tài)離子形成晶格能：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體釋放的能量，通常取摩離子晶體釋放的能量，通常取正值。正值。一、氯化鈉、氯化銫晶體一、氯化鈉、氯化銫晶體離子晶體離子晶體 由于離子鍵無飽和性與方向性，所以離子晶體中無單由于離子鍵無飽和性與方向

3、性，所以離子晶體中無單 個分子存在。陰陽離子在晶體中按一定的規(guī)則排列，個分子存在。陰陽離子在晶體中按一定的規(guī)則排列， 使整個晶體不顯電性且能量最低。離子的配位數(shù)分析使整個晶體不顯電性且能量最低。離子的配位數(shù)分析 如下：如下：1氯化鈉晶體中每個氯化鈉晶體中每個Na周圍有周圍有6個個Cl，每個，每個Cl周圍周圍 有有6個個Na，與一個，與一個Na距離最近且相等的距離最近且相等的Cl圍成的圍成的 空間構型為正八面體。每個空間構型為正八面體。每個Na周圍與其最近且距離周圍與其最近且距離 相等的相等的Na有有12個。如圖。個。如圖。因此因此CsCl的一個晶胞中含有的一個晶胞中含有1個個CsCl(1個個C

4、s和和1個個Cl)。二、金剛石、二氧化硅二、金剛石、二氧化硅原子晶體原子晶體金剛石晶體金剛石晶體C原子數(shù)原子數(shù) CC鍵鍵數(shù)鍵鍵數(shù)1 2；C原子數(shù)原子數(shù) 六元環(huán)數(shù)六元環(huán)數(shù)1 2。2二氧化硅晶體結構與金剛石相似，二氧化硅晶體結構與金剛石相似，C被被Si代替，代替，C與與C 之間插氧，即為之間插氧，即為SiO2晶體，則晶體，則SiO2晶體中最小環(huán)為晶體中最小環(huán)為12 環(huán)環(huán)(6個個Si，6個個O)，即即Si O1 2，用，用SiO2表示。表示。在在SiO2晶體中每個晶體中每個Si原子周圍有原子周圍有4個氧原子，同時每個氧個氧原子，同時每個氧原子結合原子結合2個硅原子。一個個硅原子。一個Si原子可形成原

5、子可形成4個個SiO鍵，鍵，1 mol Si原子可形成原子可形成4 mol SiO鍵。鍵。但是由此有許多學生認為二氧化硅晶體結構中一個最小的但是由此有許多學生認為二氧化硅晶體結構中一個最小的環(huán)是由環(huán)是由8個原子構成的。實際上，在二氧化硅晶體中每個個原子構成的。實際上，在二氧化硅晶體中每個硅原子與周圍的硅原子與周圍的4個氧原子的成鍵情況與金剛石晶體中的個氧原子的成鍵情況與金剛石晶體中的碳原子與周圍的其他碳原子連接的情況是相同的。即每個碳原子與周圍的其他碳原子連接的情況是相同的。即每個硅原子與周圍的硅原子與周圍的4個氧原子構成一個正四面體。只是每個個氧原子構成一個正四面體。只是每個氧原子又處在由另

6、一個硅原子為中心的一個正四面體上。氧原子又處在由另一個硅原子為中心的一個正四面體上。即每個氧原子為兩個硅氧四面體共用。如上圖所示。從此即每個氧原子為兩個硅氧四面體共用。如上圖所示。從此圖中可以明確看出，構成二氧化硅晶體結構的最小環(huán)是由圖中可以明確看出，構成二氧化硅晶體結構的最小環(huán)是由12個原子構成的椅式環(huán)，注意圖中個原子構成的椅式環(huán)，注意圖中OSiO夾角為夾角為10928。三、干冰三、干冰分子晶體分子晶體 干冰晶體是一種立方面心結構，立方體的干冰晶體是一種立方面心結構，立方體的8個頂角及個頂角及6 個面的中心各排布一個個面的中心各排布一個CO2分子，晶胞是一個面心立分子，晶胞是一個面心立 方。

7、一個晶胞實際擁有的方。一個晶胞實際擁有的CO2分子數(shù)為分子數(shù)為4個個(均攤法均攤法)， 每個每個CO2分子周圍距離相等且最近的分子周圍距離相等且最近的CO2分子共有分子共有12 個。分子間由分子間作用力形成晶體。每個個。分子間由分子間作用力形成晶體。每個CO2分子分子 內存在共價鍵，因此晶體中既有分子間作用力，又有內存在共價鍵，因此晶體中既有分子間作用力，又有 化學鍵，但熔、沸點的高低由分子間的作用力決定，化學鍵，但熔、沸點的高低由分子間的作用力決定， 重要因素是相對分子質量，因此當晶體熔化時，分子重要因素是相對分子質量，因此當晶體熔化時，分子 內的化學鍵不發(fā)生變化。內的化學鍵不發(fā)生變化。四、

8、石墨四、石墨混合型晶體混合型晶體 石墨晶體是層狀結構，在每一層內有無數(shù)個正六邊石墨晶體是層狀結構，在每一層內有無數(shù)個正六邊 形，同層碳原子間以共價鍵結合，晶體中形，同層碳原子間以共價鍵結合，晶體中CC的夾的夾 角為角為120，層與層之間的作用力為范德華力，每個，層與層之間的作用力為范德華力，每個C 原子被原子被6個棱柱共用，每個棱柱共用，每6個棱柱實際占有的個棱柱實際占有的C原子數(shù)原子數(shù) 為為2個。個。石墨的獨特結構決定了它的獨特性質，該晶體實際介于原石墨的獨特結構決定了它的獨特性質，該晶體實際介于原子晶體、分子晶體、金屬晶體之間，因此具有各種晶體的子晶體、分子晶體、金屬晶體之間，因此具有各種

9、晶體的部分性質特點，是一種混合型晶體。如熔點高、硬度小、部分性質特點，是一種混合型晶體。如熔點高、硬度小、能導電等。能導電等。五、固態(tài)金屬單質五、固態(tài)金屬單質金屬晶體金屬晶體 金屬金屬(除金屬汞外除金屬汞外)在常溫下都是晶體，在金屬中，金在常溫下都是晶體，在金屬中，金 屬原子好像許多硬球一樣一層一層緊密地堆積著。每屬原子好像許多硬球一樣一層一層緊密地堆積著。每 個金屬原子周圍都有許多相同的金屬原子圍繞著。其個金屬原子周圍都有許多相同的金屬原子圍繞著。其 實由于金屬原子的最外層電子都較少，故金屬原子容實由于金屬原子的最外層電子都較少，故金屬原子容 易失去電子變成金屬離子。金屬原子釋放電子后形成易

10、失去電子變成金屬離子。金屬原子釋放電子后形成 的離子按一定規(guī)律堆積，釋放的電子則在這個晶體里的離子按一定規(guī)律堆積，釋放的電子則在這個晶體里 由運動，這就是自由電子。在金屬晶體的內部，金屬由運動，這就是自由電子。在金屬晶體的內部，金屬 離子和自由電子之間存在較強的相互作用力，這個作離子和自由電子之間存在較強的相互作用力，這個作 用力便是金屬鍵。因此有人形象地將金屬鍵比喻為金用力便是金屬鍵。因此有人形象地將金屬鍵比喻為金 屬陽離子沉浸在自由電子的海洋里。屬陽離子沉浸在自由電子的海洋里。 現(xiàn)有四種晶體，其離子排列方式如下圖所示，其中現(xiàn)有四種晶體，其離子排列方式如下圖所示，其中化學式正確的是化學式正確

11、的是 ()?！纠?】答案答案CDNaCl的晶胞如圖，每個的晶胞如圖，每個NaCl晶胞中含有的晶胞中含有的Na離離子和子和Cl離子的數(shù)目分別是離子的數(shù)目分別是 ()。A. 14，13 B. 1，1 C. 4，4 D. 6，6【例例2】 答案答案C下面關于下面關于SiO2晶體網(wǎng)狀結構的敘述正確的是晶體網(wǎng)狀結構的敘述正確的是 ()。A最小的環(huán)上，有最小的環(huán)上，有3個個Si原子和原子和3個個O原子原子B最小的環(huán)上，最小的環(huán)上，Si和和O原子數(shù)之比為原子數(shù)之比為1 2C最小的環(huán)上，有最小的環(huán)上，有6個個Si原子和原子和6個個O原子原子D存在四面體結構單元，存在四面體結構單元，O處于中心，處于中心，Si

12、處于處于4個頂角個頂角解析解析二氧化硅是原子晶體，結構為空間網(wǎng)狀，存在硅氧四二氧化硅是原子晶體，結構為空間網(wǎng)狀，存在硅氧四面體結構，硅處于中心，氧處于面體結構，硅處于中心，氧處于4個頂角，在個頂角，在SiO2晶體中，晶體中，每每6個個Si和和6個個O形成一個形成一個12元環(huán)元環(huán)(最小環(huán)最小環(huán))，所以，所以C選項正確，選項正確，A、B、D選項均錯誤。選項均錯誤。答案答案C【例例3】 石墨烯是由碳原子構成的單層片狀結構的新材料石墨烯是由碳原子構成的單層片狀結構的新材料(結構示意圖如下結構示意圖如下)，可由石墨剝離而成，具有極好的應，可由石墨剝離而成，具有極好的應用前景。下列說法正確的是用前景。下列

13、說法正確的是 ()。A石墨烯與石墨互為同位素石墨烯與石墨互為同位素B0.12 g石墨烯中含有石墨烯中含有6.021022個碳原子個碳原子C石墨烯是一種有機物石墨烯是一種有機物D石墨烯中的碳原子間以共價鍵結合石墨烯中的碳原子間以共價鍵結合【例例4】 解析解析同位素的研究對象是原子，同位素的研究對象是原子，A選項錯誤；選項錯誤；0.12 g石石墨烯的物質的量為墨烯的物質的量為0.01 mol，所含碳原子個數(shù)為，所含碳原子個數(shù)為0.01 NA，B選項錯誤；有機物一般含有碳、氫元素，選項錯誤；有機物一般含有碳、氫元素，C選項錯誤；選項錯誤；由圖示可知，石墨烯中碳原子間均為共價鍵結合，由圖示可知，石墨烯

14、中碳原子間均為共價鍵結合，D選項選項正確。正確。答案答案D 乙炔是有機合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用乙炔是有機合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC2與水與水反應生成乙炔。反應生成乙炔。(1) CaC2中中C22與與O22互為等電子體，互為等電子體，O22的電子式可表示的電子式可表示為為_；1 mol O22中含有的中含有的鍵數(shù)目為鍵數(shù)目為_。(2)將乙炔通入將乙炔通入Cu(NH3)2Cl溶液生成溶液生成Cu2C2紅棕色沉淀。紅棕色沉淀。Cu基態(tài)核外電子排布式為基態(tài)核外電子排布式為_。(3)乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(H2C=CHCN)。丙烯。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化

15、類型是腈分子中碳原子軌道雜化類型是_；分子中處于同一；分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為直線上的原子數(shù)目最多為_?！纠?】 (4) CaC2晶體的晶胞結構與晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似晶體的相似(如右圖所示如右圖所示)，但，但CaC2晶體中含有的中啞鈴晶體中含有的中啞鈴形形C22的存在，使晶胞沿一個方向拉長。的存在，使晶胞沿一個方向拉長。CaC2晶體中晶體中1個個Ca2周圍距離最近的周圍距離最近的C22數(shù)數(shù)目為目為_。解析解析(1)根據(jù)等電子體原理可知，根據(jù)等電子體原理可知，O22的電子式的電子式O O2，在，在1 mol三鍵含有三鍵含有2 mol的的鍵和鍵和1 mol的的鍵，故鍵，

16、故1 mol O22中，含有中，含有2NA個個鍵鍵(2)Cu為為29號元素，要注意號元素，要注意3d軌道寫在軌道寫在4s軌道的前面同時還有就軌道的前面同時還有就是它的是它的3d結構，結構，Cu的基本電子排布式為的基本電子排布式為1s22s22p63s23p63d10(3)通過丙烯氰的結構可以知道碳原子的雜化軌道類型為通過丙烯氰的結構可以知道碳原子的雜化軌道類型為sp和和sp2雜化，同一直線上有雜化，同一直線上有3個原子。個原子。(4)依據(jù)晶胞示意圖可以看出，從晶胞結構圖中可以看出，依據(jù)晶胞示意圖可以看出，從晶胞結構圖中可以看出，1個個Ca2周圍距離最近的周圍距離最近的C22有有4個，而不是個，

17、而不是6個，要特別注意題個，要特別注意題給的信息。給的信息。答案答案(1)O O22NA (2)1s22s22p63s23p63d10(3)sp雜化雜化sp2雜化雜化3(4)4銅單質及其化合物在很多領域有重要的用途，如金銅單質及其化合物在很多領域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)Cu位于元素周期表第位于元素周期表第B族。族。Cu2的核外電子排布式的核外電子排布式為為_。(2)下圖是銅的某種氧化物的晶胞結構示意圖，可確定該晶下圖是銅的某種氧化物的晶胞結構示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個數(shù)為胞中陰離子的個數(shù)為_?！纠?/p>

18、例6】 (3)膽礬膽礬CuSO45H2O可寫成可寫成Cu(H2O)4SO4H2O，其結構，其結構示意圖如下：示意圖如下：下列說法正確的是下列說法正確的是_(填字母填字母)。A. 在上述結構示意圖中，所有氧原子都采用在上述結構示意圖中，所有氧原子都采用sp3雜化雜化B. 在上述結構示意圖中，存在配位鍵、共價鍵和離子鍵在上述結構示意圖中，存在配位鍵、共價鍵和離子鍵C. 膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵D. 膽礬中的水在不同溫度下會分步失去膽礬中的水在不同溫度下會分步失去(4)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成Cu(NH3)42配配離子。

19、已知離子。已知NF3與與NH3的空間構型都是三角錐形，但的空間構型都是三角錐形，但NF3不不易與易與Cu2形成配離子，其原因是形成配離子，其原因是_。(5)Cu2O的熔點比的熔點比Cu2S的的_(填填“高高”或或“低低”)，請解釋原因請解釋原因_。解析解析(1)Cu(電子排布式為：電子排布式為：Ar3d104s1)Cu2的過程中，參的過程中，參與反應的電子是最外層的與反應的電子是最外層的4s及及3d上各一個電子，故上各一個電子，故Cu2離子的離子的電子是為：電子是為：Ar3d9 或或1s22s22p63s23p63d9；(2)從圖中可以看出陰從圖中可以看出陰離子在晶胞有四類：頂角離子在晶胞有四

20、類：頂角(8個個)、棱上、棱上(4個個)、面上、面上(2個個)、體心、體心(1個個)，根據(jù)立方體的分攤法，可知該晶胞中有，根據(jù)立方體的分攤法，可知該晶胞中有4個陰離子；個陰離子；(3)膽膽礬是由水合銅離子及硫酸根離子構成的，屬于離子化合物，礬是由水合銅離子及硫酸根離子構成的，屬于離子化合物，C不正確；不正確；(4)N、F、H三種元素的電負性：三種元素的電負性：FNH，所以，所以NH3中共用電子對偏向中共用電子對偏向N，而在，而在NF3中，共用電子對偏向中，共用電子對偏向F，偏離，偏離N原子；原子；(5)由于氧離子的離子半徑小于硫離子的離子半徑，所以由于氧離子的離子半徑小于硫離子的離子半徑，所以

21、亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強于亞銅離子與硫離子形成的亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵，所以離子鍵，所以Cu2O的熔點比的熔點比Cu2S的高。的高。答案答案(1)Ar3d9或或1s22s22p63s23p63d9(2)4個個(3)B、D(4)N、F、H三種元素的電負性：三種元素的電負性：FNH，在，在NF3中，共用中，共用電子對偏向電子對偏向F，偏離，偏離N原子使得氮原子上的孤對電子難于原子使得氮原子上的孤對電子難于與與Cu2形成配位鍵形成配位鍵(5)高高 Cu2O與與Cu2S相比陽離子相相比陽離子相同，陰離子所帶的電荷數(shù)也相同，但同，陰離子所帶的電荷數(shù)也相同，但O

22、2半徑比半徑比S2半徑半徑小，所以小，所以Cu2O的晶格能更大，熔點更高的晶格能更大，熔點更高在在NaCl晶體中，晶體中，Na和和Cl的最短平均距離為的最短平均距離為a cm，NaCl晶體的密度為晶體的密度為b gcm3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為 ()?！纠?】 答案答案B點撥點撥靈活運用解題策略處理復雜、抽象、一般性的問題，靈活運用解題策略處理復雜、抽象、一般性的問題，往往可以使問題變得簡單、具體、特殊，而易于形成解題往往可以使問題變得簡單、具體、特殊，而易于形成解題思路。思路。最近科學家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)最近科學家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構成的氣

23、態(tài)團簇分子，如圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的團簇分子，如圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的化學式是：中心和體心的原子是碳原子，則它的化學式是：ATiC BTi6C7 CTi14C13 DTi13C14【例例8】 解析解析由于是構成的氣態(tài)團簇分子結構，而非晶胞結構，由于是構成的氣態(tài)團簇分子結構，而非晶胞結構，故只需數(shù)出故只需數(shù)出 Ti和和C的數(shù)目，即可得它的化學式。的數(shù)目，即可得它的化學式。答案答案C生物質能是一種潔凈、可再生的能源。生物質氣生物質能是一種潔凈、可再生的能源。生物質氣(主要成分為主要成分為CO、CO2、H2等等)與與H2混合，催化合成甲

24、醇是混合，催化合成甲醇是生物質能利用的方法之一。生物質能利用的方法之一。(1)上述反應的催化劑含有上述反應的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態(tài)等元素。寫出基態(tài)Zn原子的核外電子排布式原子的核外電子排布式_。(2)根據(jù)等電子原理，寫出根據(jù)等電子原理，寫出CO分子結構式分子結構式_。(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu(OH)2的堿性的堿性溶液反應生成溶液反應生成Cu2O沉淀。沉淀。甲醇的沸點比甲醛的高，其主要原因是甲醇的沸點比甲醛的高，其主要原因是_；甲醛；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為分子中碳原子軌道的雜化類型為_?！纠?】 甲醛分子的空間

25、構型是甲醛分子的空間構型是_；1 mol甲醛分子中甲醛分子中鍵鍵的數(shù)目為的數(shù)目為_。在在1個個Cu2O晶胞中晶胞中(結構如圖所示結構如圖所示)，所包含的，所包含的Cu原子數(shù)原子數(shù)目為目為_。解析解析(1)Zn的原子序數(shù)為的原子序數(shù)為30，注意，注意3d軌道寫在軌道寫在4s軌道的軌道的前面；前面；(2)依據(jù)等電子原理，可知依據(jù)等電子原理，可知CO與與N2為等電子體，為等電子體，N2分子的結構式為：分子的結構式為：NN；互為等電子體分子的結構相似，；互為等電子體分子的結構相似，可寫出可寫出CO的結構式；的結構式；(3)甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醛分子間只是分子間

26、作用力，而沒有形成氫鍵，故甲醇甲醛分子間只是分子間作用力，而沒有形成氫鍵，故甲醇的沸點高；甲醛分子中含有碳氧雙鍵，故碳原子軌道的雜的沸點高；甲醛分子中含有碳氧雙鍵，故碳原子軌道的雜化類型為化類型為sp2雜化；分子的空間構型為平面型；雜化；分子的空間構型為平面型；1 mol甲醛甲醛分子中含有分子中含有2 mol碳氫碳氫鍵，鍵，1 mol碳氧碳氧鍵，故含有鍵，故含有鍵的鍵的數(shù)目為數(shù)目為 3NA；依據(jù)晶胞示意圖可以看出；依據(jù)晶胞示意圖可以看出Cu原子處于晶胞原子處于晶胞內部，所包含的內部，所包含的Cu原子數(shù)目為原子數(shù)目為4。答案答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2 或或Ar3d10

27、4s2(2)CO(3)甲醇分子之間形成氫鍵甲醇分子之間形成氫鍵sp2雜化雜化平面三角形平面三角形3NA4點撥點撥本題主要考查核外電子排布式、等電子體原理、分本題主要考查核外電子排布式、等電子體原理、分子間作用力、雜化軌道、共價鍵類型、分子的平面構型。子間作用力、雜化軌道、共價鍵類型、分子的平面構型。硼砂是含結晶水的四硼酸鈉，其陰離子硼砂是含結晶水的四硼酸鈉，其陰離子Xm(含含B、O、H三種元素三種元素)的球棍模型如圖所示：的球棍模型如圖所示：【例例10】 (1)在在Xm中，硼原子軌道的雜化類型有中，硼原子軌道的雜化類型有_；配位鍵；配位鍵存在于存在于_原子之間原子之間(填原子的數(shù)字標號填原子的

28、數(shù)字標號)；m_(填數(shù)字填數(shù)字)。(2)硼砂晶體由硼砂晶體由Na、Xm和和H2O構成，它們之間存在的作構成，它們之間存在的作用力有用力有_(填序號填序號)。A離子鍵離子鍵 B共價鍵共價鍵C金屬鍵金屬鍵 D范德華力范德華力E氫鍵氫鍵 解析解析(1)由球棍模型可知，硼原子能形成由球棍模型可知，硼原子能形成3條、條、4條共價條共價鍵則鍵則B原子為原子為sp2、sp3雜化；雜化；B原子提供空軌道，原子提供空軌道，O原子提原子提供孤電子對，故供孤電子對，故4,5原子之間形成配位鍵；由陰離子的組原子之間形成配位鍵；由陰離子的組成可知，成可知，Xm為為H4B4O9m，得出，得出m2；(2)Na與與Xm間間存

29、在離子鍵，存在離子鍵，H2O分子間存在氫鍵和范德華力。分子間存在氫鍵和范德華力。答案答案(1)sp2、sp34,5(或或5,4)2(2)A、D、E單質硼有無定形和晶體兩種，參考下列數(shù)據(jù)：單質硼有無定形和晶體兩種，參考下列數(shù)據(jù)：【例例11】 金剛石金剛石晶體硅晶體硅晶體硼晶體硼熔點熔點(K)3 8231 6382 573沸點沸點(K)5 1002 6282 823硬度硬度(Moh)107.09.5(1)晶體硼的晶體類型屬于晶體硼的晶體類型屬于_晶晶體，理由是體，理由是_。(2)已知晶體硼的基本結構單元是由硼已知晶體硼的基本結構單元是由硼原子組成的正二十面體原子組成的正二十面體(如圖所示如圖所示)

30、，其，其中含有二十個等邊三角形和一定數(shù)目中含有二十個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個頂角上各有一個硼原子。通過觀察圖形及計算的頂角，每個頂角上各有一個硼原子。通過觀察圖形及計算確定：確定：該基本結構單元是由該基本結構單元是由_個硼原子構成的；其中個硼原子構成的；其中BB鍵的鍵角為鍵的鍵角為_；所含；所含BB鍵的的數(shù)目是鍵的的數(shù)目是_。若將晶體硼結構單元中的每一個頂角均削去，余下的部分若將晶體硼結構單元中的每一個頂角均削去，余下的部分就和就和C60晶體的結構相同，據(jù)此確定：晶體的結構相同，據(jù)此確定：C60是由是由_個正個正六邊形和六邊形和_個正五邊形構成。個正五邊形構成。硼酸分子的結構式為硼酸分

31、子的結構式為 和和Al(OH)3的結構相的結構相似，已知似，已知0.01 mol硼酸與硼酸與20 mL 0.5 molL1的的NaOH溶液反溶液反應的化學方程式為應的化學方程式為_。答案答案(1)原子原子晶體硼的熔點、沸點都很高，硬度也很大晶體硼的熔點、沸點都很高，硬度也很大(2)1260302012B(OH)3NaOH=NaBO22H2O點撥點撥物質的分子有各種幾何構型，應用數(shù)學中的幾何思想，物質的分子有各種幾何構型，應用數(shù)學中的幾何思想，分析分子結構，能使抽象的變?yōu)榫唧w的，枯燥的變?yōu)槊篮玫?，分析分子結構，能使抽象的變?yōu)榫唧w的，枯燥的變?yōu)槊篮玫?，因此在化學學習過程中，要把數(shù)學知識滲透其中，達

32、到相互融因此在化學學習過程中，要把數(shù)學知識滲透其中，達到相互融合，互相促進，形成立體化知識結構，有利于發(fā)散思維、創(chuàng)新合，互相促進，形成立體化知識結構，有利于發(fā)散思維、創(chuàng)新思維的形成，解題是為了培養(yǎng)我們的能力，在解題過程中學會思維的形成，解題是為了培養(yǎng)我們的能力，在解題過程中學會學習、學會思考、學會創(chuàng)新。學習、學會思考、學會創(chuàng)新。鎂、銅等金屬離子是人體內多種酶的輔因子。工業(yè)鎂、銅等金屬離子是人體內多種酶的輔因子。工業(yè)上從海水中提取鎂時，先制備無水氯化鎂，然后將其熔融上從海水中提取鎂時，先制備無水氯化鎂，然后將其熔融電解，得到金屬鎂。電解，得到金屬鎂。(1)以以MgCl2為原料用熔融鹽電解法制備鎂

33、時，常加入為原料用熔融鹽電解法制備鎂時，常加入NaCl、KCl或或CaCl2等金屬氯化物，其主要作用除了降低熔點之等金屬氯化物，其主要作用除了降低熔點之外還有外還有_。(2)已知已知MgO的晶體結構屬于的晶體結構屬于NaCl型。某同學畫出的型。某同學畫出的MgO晶胞結構示意圖如右圖所示，請改正圖中錯誤：晶胞結構示意圖如右圖所示，請改正圖中錯誤：_。【例例12】 (3)用鎂粉、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。燃放用鎂粉、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。燃放時，焰火發(fā)出五顏六色的光，請用原子結構的知識解釋發(fā)時，焰火發(fā)出五顏六色的光，請用原子結構的知識解釋發(fā)光的原因：光的原因：_。(4)Mg

34、是第三周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點見是第三周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點見表：解釋表中氟化物熔點差異的原因：表：解釋表中氟化物熔點差異的原因：_。氧化物氧化物NaFMgF2SiF4熔點熔點/K1 2661 534183(5)人工模擬是當前研究的熱點。有研究表明，化合物人工模擬是當前研究的熱點。有研究表明，化合物X可可用于研究模擬酶，當其結合用于研究模擬酶，當其結合NNOORH或或Cu(I)(I表示化合表示化合價為價為1)時，分別形成時，分別形成a和和b：a中連接相鄰含中連接相鄰含N雜環(huán)的碳碳鍵可以旋轉，說明該碳碳鍵具雜環(huán)的碳碳鍵可以旋轉，說明該碳碳鍵具有有_鍵的特性。鍵的特性。微

35、粒間的相互作用包括化學鍵和分子間相互作用，比較微粒間的相互作用包括化學鍵和分子間相互作用，比較a和和b中微粒間相互作用力的差異：中微粒間相互作用力的差異：_。答案答案(1)增大離子濃度，從而增大熔融鹽的導電性增大離子濃度，從而增大熔融鹽的導電性(2)應為應為黑色黑色(3)原子核外電子按一定軌道順序排列，軌道離核越遠，能量原子核外電子按一定軌道順序排列，軌道離核越遠，能量越高。燃燒時，電子獲得能量，從內側軌道躍遷到外側的另越高。燃燒時，電子獲得能量，從內側軌道躍遷到外側的另一條軌道。躍遷到新軌道的電子處在一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它一條軌道。躍遷到新軌道的電子處在一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它隨即就會跳回原來軌道

36、，并向外界釋放能量隨即就會跳回原來軌道，并向外界釋放能量(光能光能)(4)NaF與與MgF2為離子晶體，為離子晶體，SiF4為分子晶體，所以為分子晶體，所以NaF與與MgF2遠比遠比SiF4熔點要高。又因為熔點要高。又因為Mg2的半徑小于的半徑小于Na的的半徑，所以半徑，所以MgF2的離子鍵強度大于的離子鍵強度大于NaF的離子鍵強度，的離子鍵強度，故故MgF2的熔點大于的熔點大于NaF(5)a中微粒間的相互作用為氫鍵，中微粒間的相互作用為氫鍵，b中微粒間的相中微粒間的相互作用為配位共價鍵互作用為配位共價鍵1根據(jù)物質在相同條件下的狀態(tài)不同根據(jù)物質在相同條件下的狀態(tài)不同 提示提示一般熔、沸點：固液

37、氣，如：碘單質汞一般熔、沸點：固液氣，如：碘單質汞 CO22由周期表看主族單質的熔、沸點由周期表看主族單質的熔、沸點 提示提示同一主族單質的熔點基本上是越向下金屬熔點漸同一主族單質的熔點基本上是越向下金屬熔點漸 低；而非金屬單質熔點、沸點漸高。但碳族元素特殊，低；而非金屬單質熔點、沸點漸高。但碳族元素特殊， 即即C，Si，Ge，Sn越向下，熔點越低，與金屬族相似；越向下，熔點越低，與金屬族相似； 還有還有A族的鎵熔點比銦、鉈低；族的鎵熔點比銦、鉈低；A族的錫熔點比鉛族的錫熔點比鉛 低。低。3同周期中的幾個區(qū)域的熔點規(guī)律同周期中的幾個區(qū)域的熔點規(guī)律 提示提示高熔點單質高熔點單質C，Si，B三角形

38、小區(qū)域，因其為原子三角形小區(qū)域，因其為原子 晶體，故熔點高，金剛石和石墨的熔點最高大于晶體，故熔點高，金剛石和石墨的熔點最高大于3 550 。 金屬元素的高熔點區(qū)在過渡元素的中部和中下部，其最高熔金屬元素的高熔點區(qū)在過渡元素的中部和中下部，其最高熔 點為鎢點為鎢(3 410 )。 低熔點單質低熔點單質非金屬低熔點單質集中于周期表的右和右上非金屬低熔點單質集中于周期表的右和右上 方，另有方，另有A的氫氣。其中稀有氣體熔、沸點均為同周期的的氫氣。其中稀有氣體熔、沸點均為同周期的 最低者，如氦的熔點最低者，如氦的熔點(272.2 ，26105Pa)、沸點、沸點 (268.9 )最低。最低。 金屬的低

39、熔點區(qū)有兩處：金屬的低熔點區(qū)有兩處：A、B族族Zn，Cd，Hg及及A族族 中中Al，Ge，Th；A族的族的Sn，Pb；A族的族的Sb，Bi，呈三角，呈三角 形分布。最低熔點是形分布。最低熔點是Hg(38.87 )，近常溫呈液態(tài)的鎵，近常溫呈液態(tài)的鎵 (29.78 )、銫、銫(28.4 )，體溫即能使其熔化。，體溫即能使其熔化。4從晶體類型看熔、沸點規(guī)律從晶體類型看熔、沸點規(guī)律 提示提示晶體純物質有固定熔點：不純物質凝固點與成晶體純物質有固定熔點：不純物質凝固點與成 分有關分有關(凝固點不固定凝固點不固定)。非晶體物質，如玻璃、水。非晶體物質，如玻璃、水 泥、石蠟、塑料等，受熱變軟，漸變流動性泥

40、、石蠟、塑料等，受熱變軟，漸變流動性(軟化過軟化過 程程)直至液體，沒有熔點。直至液體，沒有熔點。 原子晶體的熔、沸點高于離子晶體，又高于分子晶原子晶體的熔、沸點高于離子晶體，又高于分子晶 體。體。 在原子晶體中成鍵元素之間共價鍵越短的鍵能越大，則在原子晶體中成鍵元素之間共價鍵越短的鍵能越大，則 熔點越高。判斷時可由原子半徑推導出鍵長、鍵能再比熔點越高。判斷時可由原子半徑推導出鍵長、鍵能再比 較。如較。如 鍵長：金剛石鍵長：金剛石(CC)碳化硅碳化硅(SiC)晶體硅晶體硅(SiSi)。 熔點：金剛石碳化硅晶體硅熔點：金剛石碳化硅晶體硅在離子晶體中，化學式與結構相似時，陰陽離子半徑之在離子晶體中

41、，化學式與結構相似時，陰陽離子半徑之和越小，離子鍵越強，熔沸點越高。反之越低。和越小，離子鍵越強，熔沸點越高。反之越低。如如KFKClKBrKI，CaOKCl。分子晶體的熔沸點由分子間作用力而定，分子晶體分子分子晶體的熔沸點由分子間作用力而定，分子晶體分子間作用力越大物質的熔沸點越高，反之越低。間作用力越大物質的熔沸點越高，反之越低。(具有氫鍵具有氫鍵的分子晶體，熔沸點反常地高，如：的分子晶體，熔沸點反常地高，如：H2OH2TeH2SeH2S，C2H5OHCH3OCH3)。對于分子晶體而言又與。對于分子晶體而言又與極性大小有關，其判斷思路大體是：極性大小有關，其判斷思路大體是：組成和結構相似的

42、分子晶體，相對分子質量越大，分子組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，分子間作用力越強，物質的熔沸點越高。如：間作用力越強，物質的熔沸點越高。如：CH4SiH4GeH4SnH4。組成和結構不相似的物質組成和結構不相似的物質(相對分子質量相近相對分子質量相近)，分子極性越，分子極性越大，其熔沸點就越高。如：大，其熔沸點就越高。如：CON2，CH3OHCH3CH3。在高級脂肪酸形成的油脂中，不飽和程度越大，熔沸點越低。在高級脂肪酸形成的油脂中，不飽和程度越大，熔沸點越低。如如C17H35COOH(硬脂酸硬脂酸)C17H33COOH(油酸油酸)；烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨著分子里碳

43、原子烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨著分子里碳原子數(shù)增加，熔沸點升高，如數(shù)增加，熔沸點升高，如C2H6CH4，C2H5ClCH3Cl，CH3COOHHCOOH。同分異構體：鏈烴及其衍生物的同分異構體隨著支鏈增多，同分異構體：鏈烴及其衍生物的同分異構體隨著支鏈增多，熔沸點降低。如：熔沸點降低。如：CH3(CH2)3CH3(正正)CH3CH2CH(CH3)2(異異)(CH3)4C)(新新)。芳香烴的異構體有兩個取代基時，熔點按對、。芳香烴的異構體有兩個取代基時，熔點按對、鄰、間位降低。鄰、間位降低。(沸點按鄰、間、對位降低沸點按鄰、間、對位降低)金屬晶體：金屬單質和合金屬于金屬晶體，其中熔、

44、沸點金屬晶體：金屬單質和合金屬于金屬晶體，其中熔、沸點高的比例數(shù)很大，如鎢、鉑等高的比例數(shù)很大，如鎢、鉑等(但也有低的如汞、銫等但也有低的如汞、銫等)。在。在金屬晶體中金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬金屬晶體中金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬陽離子與自由電子靜電作用越強，金屬鍵越強，熔沸點越高，陽離子與自由電子靜電作用越強，金屬鍵越強，熔沸點越高，反之越低。如反之越低。如NaMgAl。合金的熔沸點一般說比它各組份純金屬的熔沸點低。如鋁硅合金的熔沸點一般說比它各組份純金屬的熔沸點低。如鋁硅合金純鋁合金純鋁(或純硅或純硅)。5某些物質熔沸點高、低的規(guī)律性某些物質熔沸點高、低的規(guī)

45、律性 提示提示同周期主族同周期主族(短周期短周期)金屬熔點。如金屬熔點。如LiBe， NaMgAl 堿土金屬氧化物的熔點均在堿土金屬氧化物的熔點均在2 000 以上，比其他族以上，比其他族 氧化物顯著高，所以氧化鎂、氧化鋁是常用的耐火材氧化物顯著高，所以氧化鎂、氧化鋁是常用的耐火材 料。料。 鹵化鈉鹵化鈉(離子型鹵化物離子型鹵化物)熔點隨鹵素的非金屬性漸弱而熔點隨鹵素的非金屬性漸弱而 降低。如降低。如NaFNaClNaBrNaI。 通過查閱資料我們發(fā)現(xiàn)影響物質熔沸點的有關因素有：通過查閱資料我們發(fā)現(xiàn)影響物質熔沸點的有關因素有： 化學鍵，分子間力化學鍵，分子間力(范德華力范德華力)、氫鍵；、氫鍵

46、；晶體結構，晶體結構， 有晶體類型、三維結構等，好像石墨跟金剛石就有點不有晶體類型、三維結構等，好像石墨跟金剛石就有點不 一樣；一樣；晶體成分，例如分子篩的硅鋁比；晶體成分，例如分子篩的硅鋁比；雜質影響：一般純雜質影響：一般純物質的熔點等都比較高。但是，分子間力又與取向力、誘物質的熔點等都比較高。但是，分子間力又與取向力、誘導力、色散力有關，所以物質的熔沸點的高低不是一句話導力、色散力有關，所以物質的熔沸點的高低不是一句話可以講清的。我們在中學階段只需掌握以上的比較規(guī)律?？梢灾v清的。我們在中學階段只需掌握以上的比較規(guī)律。晶體中原子空間利用率的計算，實質是考查同學們的空間晶體中原子空間利用率的計

47、算，實質是考查同學們的空間想象能力和幾何計算能力。此類題目要運用數(shù)形結合的分想象能力和幾何計算能力。此類題目要運用數(shù)形結合的分析方法，一般要先畫出金屬晶體的側面圖，再用勾股定理析方法，一般要先畫出金屬晶體的側面圖，再用勾股定理計算。計算。(1)計算每個晶胞含有幾個原子。計算每個晶胞含有幾個原子。(2)找出原子半徑找出原子半徑r與晶胞邊長與晶胞邊長a的關系。的關系。學科思想培養(yǎng)六學科思想培養(yǎng)六 數(shù)形結合思想計算晶體空間利用率數(shù)形結合思想計算晶體空間利用率某些晶體某些晶體(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式的原子按面心立方的形式緊密堆積，即在晶體結構中可以畫出一個立方體的結構單緊密堆積，即在晶體結構中可以畫出一個立方體的結構單元，金屬原子處于立方體的八個頂點和六個側面上，試計元，金屬原子處于立方體的八個頂點和六個側面上，試計算這類金屬晶體原子的空間利用率。算這類金屬晶體原子的空間利用率?！纠?】 答案答案該類金屬晶體原子的空間利用率為該類金屬晶體原子的空間利用率為74%下圖為某晶體的一個晶胞，該晶體由下圖為某晶體的一個晶胞，該晶體由A、B、C三種三種基本粒子組成。試根據(jù)圖示判斷，該晶體的化學式是基本粒子組成。試根據(jù)圖示判斷，該晶體的化學式是 ()。AA6B8C BA2B4CCA3BC DA3B4C【例例2】 答案答案C