人教版化學(xué)選修單元小結(jié)第章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)PPT課件

1、.,1,晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 本章小結(jié),.,2,.,3,.,4,.,5,.,6,.,7,總結(jié)：晶體的類型直接決定著晶體的物理性質(zhì)，如熔、沸點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性、延展性、水溶性等。而晶體的類型本質(zhì)上又是由構(gòu)成晶體的微粒及微粒間作用力決定，通?？梢杂删w的特征性質(zhì)來(lái)判定晶體所屬類型。下表內(nèi)容是本章的重點(diǎn)之一。對(duì)一些常見(jiàn)物質(zhì)，要會(huì)判斷其晶體類型。,.,8,比較四種晶體類型,.,9,.,10,【例1】(2011海南化學(xué)，19).銅(Cu)是重要金屬，Cu的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，如CuSO4溶液常用作電解液、電鍍液等。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： (1)CuSO4可由金屬銅與濃硫酸反應(yīng)制備，該反應(yīng)的化學(xué)方

2、程式為_(kāi)； (2)CuSO4粉末常用來(lái)檢驗(yàn)一些有機(jī)物中的微量水分，其原因是_； (3)SO42的立體構(gòu)型是_，其中S原子的雜化軌道類型是_；,.,11,(4)元素金(Au)處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子最外層電子排布式為_(kāi)；一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心、Au原子處于頂點(diǎn)位置，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為_(kāi)；該晶體中，原子之間的作用力是_； (5)上述晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式應(yīng)為_(kāi)。,.,12,.

3、,13,.,14,.,15,【例2】(2011江蘇化學(xué)，21A)A.原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子，W的原子序數(shù)為29。回答下列問(wèn)題： (1)Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為_(kāi)，1mol Y2X2含有鍵的數(shù)目為_(kāi)。 (2)化合物ZX3的沸點(diǎn)比化合物YX4的高，其主要原因是_。,.,16,(3)元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是_。 (4)元素W的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，該氯化物的化學(xué)式是_，它可與

4、濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成配合物HnWCl3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。,.,17,解析A：X是形成化合物種類最多的元素C元素或H元素；Y原子基態(tài)最外層是內(nèi)層電子總數(shù)2倍，則Y是C元素，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，則X一定為H元素。Z原子電子排布式為1s22s22p3，則Z為N元素；W的原子序數(shù)為29，則為Cu元素。 (1)Y2X2分子為C2H2。結(jié)構(gòu)式為HCCH，C原子雜化類型為sp雜化。每分子C2H2中鍵為3個(gè)，則1mol C2H2分子中含鍵為3mol或3NA個(gè)。 (2)NH3分子間存在氫鍵，而CH4分子間只有范德華力，所以NH3分子沸點(diǎn)高于CH4。,.,18,.,19,答案(1)sp雜化3mol

5、或36.021023個(gè) (2)NH3分子間存在氫鍵 (3)N2O (4)CuClCuCl2HCl=H2CuCl3(或CuCl2HCl=H2CuCl3),.,20,總結(jié)：1.由晶體結(jié)構(gòu)來(lái)確定 首先分析物質(zhì)所屬的晶體類型，其次抓住決定同一類晶體熔、沸點(diǎn)高低的決定因素。 一般規(guī)律：原子晶體離子晶體分子晶體 如：SiO2NaClCO2(干冰)，但也有特殊，如熔點(diǎn)：MgOSiO2。,.,21,同屬原子晶體，一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，晶體的熔、沸點(diǎn)越高。 如：金剛石金剛砂晶體硅 原因：rCCrCSirSiSi,.,22,分子晶體，分子間范德華力越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。 .分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶

6、體，一般相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，晶體熔、沸點(diǎn)越高。 如：F2Cl2Br2I2 .若相對(duì)分子質(zhì)量相同，如互為同分異構(gòu)體，一般支鏈數(shù)越多，熔、沸點(diǎn)越低；特殊情況下分子越對(duì)稱，則熔點(diǎn)越高。 如：沸點(diǎn)：,.,23,.,24,因而應(yīng)注意，并非外界條件對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響總是一致的。熔點(diǎn)常與晶體中微粒排布對(duì)稱性有關(guān)。 .若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體強(qiáng)，故熔、沸點(diǎn)特別高。 如：氫化物的沸點(diǎn)如下圖所示：,.,25,從上圖中看出，H2Te、H2Se、H2S的沸點(diǎn)都依次降低。按此變化趨勢(shì)，H2O的沸點(diǎn)應(yīng)為193K左右，但實(shí)際上為373K，此種“反常”的升高，就是因?yàn)镠2O分子間存

7、在氫鍵。對(duì)比同主族氫化物的沸點(diǎn)，從中可清楚看到NH3、HF的沸點(diǎn)高得“反常”，也是因?yàn)榉肿娱g存在氫鍵。 HF分子間氫鍵：,.,26,.,27,氫鍵的生成對(duì)化合物性質(zhì)有顯著影響，一般分子間形成氫鍵時(shí)，可使化合物的熔、沸點(diǎn)顯著升高，在極性溶劑中，若溶質(zhì)分子和溶劑分子間形成氫鍵，則可使溶解度增大。如NH3極易溶于水就與此有關(guān)。除上述幾種物質(zhì)外，在醇、羧酸、無(wú)機(jī)酸、水合物、氨合物等中均有氫鍵。 金屬晶體：金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。 如：NaMgAl,.,28,2根據(jù)物質(zhì)在同條件下的狀態(tài)不同 一般熔、沸點(diǎn)：固液氣。 如果常溫下即為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應(yīng)屬分子晶體

8、(Hg除外)。如稀有氣體，雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原 子，但應(yīng)看作為單原子分子。因?yàn)橄嗷ラg的作用力是范德華力，而并非共價(jià)鍵。,.,29,【例3】(2009寧夏理綜)已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)X元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為_(kāi)，該元素的符號(hào)為_(kāi)； (2)Y元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式為_(kāi)，該元素的名稱是_；,.,30,(3)X與Z可形成化合物XZ3，該化合物的空間構(gòu)型為_(kāi)； (4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金

9、屬鋅還原為XZ3，產(chǎn)物還有ZnSO4和H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。 (5)比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性、沸點(diǎn)高低并說(shuō)明理由_。,.,31,.,32,(3)X與Z形成的化合物為AsH3，其空間構(gòu)型可類比同主族的氫化物NH3，為三角錐形。 (4)根據(jù)電子守恒配平即可。 (5)氫化物的穩(wěn)定性和元素的非金屬性有關(guān)，或與共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)有關(guān)。鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，氫化物越穩(wěn)定。所以NH3PH3AsH3。沸點(diǎn)高低和分子間作用力有關(guān)。分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高。NH3可以形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)最高，AsH3比PH3的相對(duì)分子質(zhì)量大，所以AsH3沸點(diǎn)高于PH3。,.,33,【答案】(1

10、)1s22s22p63s23p63d104s24p3As,.,34,(3)三角錐形 (4)As2O36Zn6H2SO4=2AsH36ZnSO43H2O (5)穩(wěn)定性：NH3PH3AsH3，因?yàn)殒I長(zhǎng)越短，鍵能越大，化合物越穩(wěn)定沸點(diǎn)：NH3AsH3PH3，NH3可以形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)最高；AsH3相對(duì)分子質(zhì)量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點(diǎn)比PH3高,.,35,.,36,【例4】(2011山西太原高三一模，29).下列說(shuō)法正確的是_(填字母編號(hào)，每小題只有一個(gè)正確答案，下同) A離子晶體中一定存在離子鍵，分子晶體中一定存在共價(jià)鍵 B主族元素形成的單質(zhì)，從上到下熔沸點(diǎn)逐漸升高 CN2

11、分子中的共價(jià)鍵是由兩個(gè)鍵和一個(gè)鍵組成的 D以極性鍵結(jié)合的分子不一定是極性分子,.,37,.下列敘述正確的是_。 A用VSERP理論預(yù)測(cè)PCl3的立體構(gòu)型為平面三角形 BSO2和CO2都是含有極性鍵的非極性分子 C在NH4和Cu(NH3)42中都存在配位鍵 D鋁元素的原子核外共有5種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子 .Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數(shù)逐漸增大。已知Z的原子序數(shù)為29，其余均為短周期主族元素。Y原子的價(jià)電子排布為msnmpn。R原子核外L層的電子數(shù)為奇數(shù)，Q、X原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：,.,38,(1)Z2的核外電子排布式是_。如圖是Z和X形成晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖(代

12、表X)，可確定該晶胞中陰離子的個(gè)數(shù)為_(kāi)。 (2)Q與Y形成的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物分別為A、B，試比較它們的熱穩(wěn)定性并說(shuō)明理由：_。,.,39,(3)Q和X形成的一種化合物甲的相對(duì)分子質(zhì)量為44，則甲的空間構(gòu)型是_，中心原子采取的雜化軌道類型是_，該分子中含有_個(gè)鍵。 (4)R有多種氧化物，其中乙的相對(duì)分子質(zhì)量最小。在一定條件下，2L的乙氣體與0.5L的氧氣相混合，若該混合氣體被足量的NaOH溶液完全吸收后沒(méi)有氣體殘留，所生成的R的含氧酸鹽的化學(xué)式是_。 (5)這五種元素中，電負(fù)性最大與最小的兩種非金屬元素形成的晶體屬于_晶體；Q、R、X三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序?yàn)開(kāi)(用元素符號(hào)作答),

13、.,40,解析He、Ne等單原子形成的分子晶體中只有分子間作用力，沒(méi)有共價(jià)鍵，A錯(cuò)誤；堿金屬單質(zhì)從上到下熔沸點(diǎn)逐漸降低，由于金屬鍵由上而下依次減弱，B錯(cuò)誤；N2分子結(jié)構(gòu)式為NN，其中有1個(gè)鍵和2個(gè)鍵，C錯(cuò)誤。H2O、SO2等為極性分子，而CO2、SO3等為非極性分子，D正確。,.,41,.,42,.,43,(2)由于非金屬性CSi，所以氫化物穩(wěn)定性CH4SiH4。 (3)C與O形成CO、CO2，分子質(zhì)量為44的為CO2，其結(jié)構(gòu)為O=C=O，由于C與O以直線相連，則C以sp雜化形式成鍵。 (4)N的氧化物中分子量最小的為NO，根據(jù)題給信息(4NOO2)的混合氣體充實(shí)質(zhì)為(2NO2NO2)，2NO

14、2NO24NaOH=4NaNO22H2O，因此產(chǎn)物為NaNO2。 (5)Si與O形成SiO2，為原子晶體，C、N、O的第一電離能數(shù)值中，N最大，因?yàn)镹已達(dá)到p電子層的半充滿狀態(tài)，較難失去e。,.,44,答案.D.C .(1)1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9)4 (2)A大于B，因?yàn)镃的非金屬性比Si的非金屬性強(qiáng)(其他合理答案也可) (3)直線形sp2 (4)NaNO2 (5)原子CON,.,45,總結(jié)：1.,.,46,重點(diǎn)掌握NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它具有的特征： 一個(gè)Na周圍等距且最近的Cl有6個(gè)，此6個(gè)Cl連線形成的空間幾何體為正八面體，Na位于其中心。 一個(gè)Na周圍等距且最近

15、的Na有12個(gè)。 如何計(jì)算離子晶體中不同部位的離子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)？,.,47,2金剛石和石墨的比較,.,48,.,49,注意： 石墨有導(dǎo)電性，是因?yàn)閷觾?nèi)有自由電子。 碳還有多種同素異形體，如足球烯C60等。,.,50,3二氧化硅和二氧化碳晶體,.,51,【例5】(2011課標(biāo)全國(guó)理綜，37)氮化硼(BN)是一種重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂為起始物，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)可以得到BF3和BN，如下圖所示：,.,52,請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)由B2O3制備BF3、BN的化學(xué)方程式依次是_、_； (2)基態(tài)B原子的電子排布式為_(kāi)；B和N相比，電負(fù)性較大的是_，BN中B元素的化合價(jià)為_(kāi)； (3)在BF3分子中

16、，F(xiàn)BF的鍵角是_；B原子的雜化軌道類型為_(kāi)，BF3和過(guò)量NaF作用可生成NaBF4，BF4的立體構(gòu)型為_(kāi)；,.,53,(4)在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為_(kāi)，層間作用力為_(kāi)； (5)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm。立方氮化硼晶胞中含有_個(gè)氮原子、_個(gè)硼原子，立方氮化硼的密度是_gcm3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)為NA)。,.,54,解析(1)根據(jù)物質(zhì)的制備流程圖可推知B2O3制備BF3和BN的化學(xué)方程式。(2)因?yàn)橥恢芷冢S著原子序數(shù)的增大，電負(fù)性逐漸增大

17、，故B的電負(fù)性小于N的電負(fù)性，即得電子能力N大于B，所以BN中N元素是3價(jià)，B元素是3價(jià)。(3)因?yàn)锽F3中的B原子是sp2雜化，故該分子是平面正三角形分子，故鍵角為120；BF4的空間構(gòu)型可類比NH4，也應(yīng)該是正四面體結(jié)構(gòu)。(4)因?yàn)榱降鸬慕Y(jié)構(gòu)與石墨類似，故其晶體中也是分層結(jié)構(gòu)，層間是分子間作用力，層內(nèi)的B原子與N原子間是極性共價(jià)鍵。,.,55,.,56,.,57,【例6】(2011山東濰坊高三一模，32)元素B、C、N和Si單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)生產(chǎn)中有很重要的應(yīng)用。 (1)寫(xiě)出基態(tài)C原子的電子排布式_。從原子結(jié)構(gòu)的角度分析B、N和O元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)(用元素符號(hào)表示)

18、。 (2)NH3中N原子的雜化類型是_，飽和氨水中可能形成的分子間氫鍵有_種。 (3)碳化硅(SiC)俗名金剛砂，其硬度僅次于金剛石，SiC的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，SiC晶體屬于_晶體，微粒間存在的作用力是_。,.,58,(4)硼和鎂的化合物在超導(dǎo)方面有重要應(yīng)用。右圖示意的是某化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元；鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底的中心各有一個(gè)鎂原子；六個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元中硼和鎂原子的簡(jiǎn)單整數(shù)比為_(kāi)。,.,59,解析(1)C在第2周期第A族，其核外電子排布式為1s22s22p2；由于N原子最外層的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài)，不容易失去e，而O最外層為2s22p4，失去1

19、個(gè)p電子后形成p亞層半充滿狀態(tài)，所以第一電離能由大到小的順序?yàn)镹OB。 (2)NH3為三角錐形結(jié)構(gòu)，其中N原子為sp3雜化，NH3與H2O反應(yīng)形成的氫鍵為NH3中H與NH3中N成氫鍵，H2O中H與H2O中O成氫鍵，H2O的H與N成氫鍵，H2O中O與NH3中H成氫鍵。,.,60,.,61,答案(1)1s22s22p2NOB(或NOB) (2)sp34 (3)原子共價(jià)鍵 (4)21,.,62,【例7】(2011福建理綜，30)氮元素可以形成多種化合物。 回答以下問(wèn)題： (1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是_。 (2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是_。 (3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。,.,63,NH3分子的空間構(gòu)型是_；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是_。 肼可用作火箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是： N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(g) H1038.7kJmol1 若該反應(yīng)中有4mol NH鍵斷裂，則形成的鍵有_mol。,.,64,肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6