《第3章 不同狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)》復(fù)習(xí)課件

第3章

不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第1課時

知識復(fù)習(xí)和總結(jié)⑴具有規(guī)則的幾何外形。⑶各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。⑷對稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對稱性。⑸固定的熔點：晶體有固定的熔點而非晶體沒有。⑵自范性：在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形。一、晶體的基礎(chǔ)知識1.晶體的特性2.晶體形成的途徑（1）熔融態(tài)物質(zhì)凝固（2）氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)（3）溶質(zhì)從溶液中析出3.晶胞中微粒數(shù)目的計算體內(nèi)：體內(nèi)部個數(shù)×1面上：面上個數(shù)×1/2底棱上：底棱上個數(shù)×1/4側(cè)棱上：側(cè)棱棱上個數(shù)×1/3頂點上：頂點上個數(shù)×1/6ABC練習(xí)1：某晶體的一部分如右圖，晶體中A、B、C三種粒子之比是。1：4：2練習(xí)2、如圖所示，由金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，頂角和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，則分子式可表示為M14N13或N13M14。是氣態(tài)團簇分子，不是晶胞，不能用切割法練習(xí)3.納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀相同(如圖所示)，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)與總粒子數(shù)的比值為()A．7∶8B．13∶14C．1∶1D．26∶27D看清研究對象！納米材料顆粒，不是晶胞，不能用切割法4.常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)5.常見離子晶體的結(jié)構(gòu)每個Na+周圍最近且等距離的Cl-有幾個？每個Cl-周圍最近且等距離的Na+呢？與一個Cl-(Na+)相鄰最近且距離相等的Cl-(Na+)有多少個？6個，Na+配位數(shù)為66個，Cl-配位數(shù)為612個，面心立方中相距最近的同種粒子均為12每個Cs+周圍最近且等距離的Cl-有幾個？每個Cl-周圍最近且等距離的Cs+呢？與一個Cl-（Cs+）相鄰最近且距離相等的Cl-（Cs+）有多少個？8個，Cs+配位數(shù)為88個,Cl-配位數(shù)為86個ABn型A、B的配位數(shù)比為n：1ZnS晶胞每個Zn2+周圍最近且等距離的S2-有幾個？每個S2-周圍最近且等距離的Zn2+呢？與一個S2-(Zn2+)相鄰最近且距離相等的S2-(Zn2+)有多少個？4個,Zn2+配位數(shù)為44個,S2-配位數(shù)為412個CaF2晶胞每個Ca2+周圍最近且等距離的F?有幾個？每個F?周圍最近且等距離的Ca2+呢？與一個Ca2+相鄰最近且距離相等的Ca2+有多少個？與一個F?相鄰最近且距離相等的F?有多少個？8個4個12個6個6.常見共價晶體的結(jié)構(gòu)金剛石晶胞的參數(shù)(邊長)為a，C半徑為r。a4r8r4r立方體體對角線長度就是C—C鍵的鍵長(2r)的4倍。所以2r＝，r＝abcd思考：在金剛石晶體中每個碳原子被幾個六元環(huán)共用？每個碳原子成4個碳碳鍵a、b、c、d，四個碳碳鍵中任選2個，有六種情況：ab、ac、ad、bc、bd、cd。知識拓展：每兩個碳碳鍵被兩個六元環(huán)公用，所以四個碳碳鍵被12個六元環(huán)共用。所以個碳原子被12個六元環(huán)共用。7.常見分子晶體的結(jié)構(gòu)C練習(xí)4.(1)一方面,物質(zhì)組成的復(fù)雜性導(dǎo)致晶體中存在多種不同微粒以及不同的微粒間作用。8、晶體的復(fù)雜性金屬晶體、離子晶體、共價晶體、分子晶體等模型都是典型的晶體結(jié)構(gòu)模型，大多數(shù)實際晶體結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多。在Na2SiO3固體中并不存在單個的簡單SiO32－，Si通過共價鍵與4個O原子相連，形成硅氧四面體。硅氧四面體通過共用頂角O原子而連成較大的鏈狀硅酸鹽{SiO32－}∞單元(如圖所示)，帶負電的鏈狀硅酸鹽{SiO32－}∞單元與金屬陽離子以離子鍵相互作用。(2)另一方面，金屬鍵、離子鍵、共價鍵、配位鍵等都是化學(xué)鍵的典型模型，但是原子之間形成的化學(xué)鍵往往是介于典型模型之間的過渡狀態(tài)。即使組成簡單的晶體，也可能是居于金屬晶體、離子晶體、共價晶體、分子晶體之間的過渡晶體。示例：[2019·全國Ⅲ，35(5)](5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如圖所示：這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為________________(用n代表P原子數(shù))。[PnO3n＋1](n＋2)－O+(PO3)n-2+5-29、晶體類型的判斷方法:①根據(jù)構(gòu)成晶體的粒子種類和化學(xué)鍵②根據(jù)晶體的性質(zhì)來判斷示例:(1)判斷下列晶體類型：①SiI4：熔點為120.5℃，沸點為271.5℃，易水解，為。②硼：熔點為2300℃，沸點為2550℃，硬度大，為。③硒：熔點為217℃，沸點為685℃，溶于氯仿，為。④銻：熔點為630.74℃，沸點為1750℃，可導(dǎo)電，為。分子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體(2)三氯化鐵常溫下為固體，熔點為282℃，沸點為315℃，在300℃以上易升華。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體為__________(填晶體類型)。分子晶體⑵根據(jù)物質(zhì)不同結(jié)構(gòu)特點判斷⑴根據(jù)物質(zhì)狀態(tài)判斷即物質(zhì)沸點高低按常溫下的狀態(tài)：固體＞液體＞氣體。如：NaCl＞H2O＞CO2。10、各類晶體的熔點大小比較共價晶體>離子晶體>分子晶體⑷分子晶體：分子晶體分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高，反之越低。①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，物質(zhì)的熔、沸點越高。如：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4。②因為氫鍵＞范德華力，所以存在分子間氫鍵的物質(zhì)沸點高于只存在范德華力的物質(zhì)。如：乙醇＞氯乙烷；HF＞HCl。⑵離子晶體：陰、陽離子半徑越小，電荷數(shù)越多，則離子鍵越強，晶格能越大，熔、沸點越高，反之越低。如KCl＞KBr。⑶共價晶體：半徑越小，鍵長越短、鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定,物質(zhì)熔、沸點越高,反之越低。如：金剛石(C—C)＞晶體硅(Si—Si)。⑴金屬晶體：原子半徑越小,價電子數(shù)越多,金屬鍵越強,晶體熔、沸點越高,硬度越大,反之越低。如：熔點、硬度：鈉＜鎂＜鋁。11、有關(guān)晶胞計算的思維流程確定晶胞參數(shù)時就轉(zhuǎn)化好長度單位！1nm=10-7cm=10-9m1pm=10-10cm=10-12m各類晶胞的體積計算空間利用率52%空間利用率68%2空間利用率74%空間利用率74%示例:碳元素的單質(zhì)有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：回答下列問題：(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為____________。同素異形體(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為_____、_______。sp2sp3(3)C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。分子混合型(4)石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的_____共價鍵，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在_____共價鍵，還有____鍵。σσπ(5)C60的晶體結(jié)構(gòu)類似于干冰，則每個C60晶胞的質(zhì)量為________g(用含NA的式子表示，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。(6)金剛石晶胞含有____個碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r＝a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率(列出計算式即可)。8(7)硅晶體的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似，1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是____NA個(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)2C—C鍵的鍵長2r＝r＝④晶體中微粒的關(guān)系：12、晶體粒子配位數(shù)的考查配位數(shù)的考查主要有金剛石或CaF2的4配位，NaCl或簡單立方的6配位，CsCl、CaF2或體心立方的8配位，面心立方或六方的12配位。其中六方的12配位需要用六棱柱判斷，如用下圖中上面的面心的黃球來推理。示例：(2020·高考全國卷Ⅱ)CaTiO3的晶胞如圖所示，Ca2+的配位數(shù)是___。12示例：據(jù)報道,只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見元素,從而引起廣泛關(guān)注。該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,試寫出該晶體的化學(xué)式:___________。

晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鎳原子有______個。

12MgNi3C示例：下圖為CuCl的晶胞。原子坐標(biāo)參數(shù)可用來表示晶胞內(nèi)各原子的相對位置，圖中各原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)；B為(0，1，1)；C為(1，0，0)；則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_______________。(3/4，1/4，1/4)13、晶胞中原子坐標(biāo)問題的考查示例、(2020年山東高考試題17題)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數(shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分數(shù)坐標(biāo)如下表所示。坐標(biāo)原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一個晶胞中有個Sn，找出距離Cd(0,0,0)最近的Sn

(

(用分數(shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有個。44CdSnAs4個Cd4個Sn8個As示例：(2020高考山東等級考)（3）含有多個配位原子的配體與同一中心離子（或原子）通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2+配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有mol，該螯合物中N的雜化方式有種。114、雜化方式種類的考查6示例：(2020高考全國卷Ⅲ)⑴NH3BH3分子中，N-B化學(xué)鍵稱為_____鍵,其電子對由___提供。⑵氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：3NH3BH3＋6H2O==3NH4+＋B3O63-＋9H2↑，B3O63-的結(jié)構(gòu)為在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由_______變?yōu)開_______。配位Nsp3雜化sp2雜化示例：(2017高考全國卷Ⅱ)分子中的大π鍵可用符號πm表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為π6)，則下圖中N5－中的大π鍵應(yīng)表示為___。n615、大π鍵分析的考查π56N5-中價電子總數(shù)：5×5＋1＝26N5－是平面結(jié)構(gòu)，sp2雜化，5個σ鍵，5對孤對電子。價層電子總數(shù)：20個。π鍵電子總數(shù)：6個。示例：(2019全國卷Ⅰ)下圖