2022版高考化学一轮复习-专题5-物质结构与性质-第3单元-微粒间作用力与物质性质学案.doc
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1、2022版高考化学一轮复习 专题5 物质结构与性质 第3单元 微粒间作用力与物质性质学案2022版高考化学一轮复习 专题5 物质结构与性质 第3单元 微粒间作用力与物质性质学案年级:姓名:- 24 -第三单元微粒间作用力与物质性质课标解读1.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中粒子结构、粒子间作用力的区别。3.知道波谱、晶体X射线等是测定分子结构的基本方法和实验手段。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.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。6.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
2、。7.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。8.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的,知道物质的聚集状态会影响物质的性质。晶体与常见晶体的空间结构模型知识梳理1物质的聚集状态(1)常见物质的三态及转化(2)等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈现电中性的气态物质。(3)离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 (4)其他物质的聚集状态:晶态、非晶态、以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态。2晶体与非晶体(1)晶体与非晶体比较晶体非晶体结构特征原子在三维空间里呈周期性有序排列原子无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现
3、各向异性无各向异性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X射线衍射实验(2)获得晶体的途径熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);溶质从溶液中析出。3晶胞(1)概念:描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置。无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙;并置:所有晶胞平行排列,取向相同。(3)一般形状为平行六面体。(4)晶胞中粒子数目的计算均摊法晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个粒子分得的份额就是。长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算(5)其他晶胞结构中粒子数的计算三棱柱六棱柱4常见晶体模型的分析(1)原子晶体金刚石
4、与SiO2a.金刚石晶体中,每个C与另外4个C形成共价键,碳原子采取sp3杂化,CCC夹角是10928,最小的环是6元环。每个C被12个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的CC有2 mol。b在金刚石的晶胞中,内部的C在晶胞的体对角线的处。每个晶胞含有8个C。SiO2晶体中,每个Si原子与4个O原子成键,每个O原子与2个Si原子成键,最小的环是12元环,在“硅氧”四面体中,处于中心的是Si原子。1 mol SiO2晶体中含SiO键数目为4NA,在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。(2)分子晶体干冰和冰干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个,属于分子密堆
5、积。晶胞中含有4个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等。冰的结构模型中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接,含1 mol H2O的冰中,最多可形成 2 mol氢键。晶胞结构与金刚石相似,含有8个H2O。(3)金属晶体“电子气理论”要点该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而把所有的金属原子维系在一起。金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。(4)离子晶体NaCl型:在晶体中,每个Na同时吸引6个Cl,每个Cl同时吸引6个Na,配位数为6。每个晶胞含4个Na和4个Cl。CsCl型:在晶体中,每个Cl吸引8个Cs,每个Cs
6、吸引8个Cl,配位数为8。CaF2型:在晶体中,F的配位数为4,Ca2的配位数为8,晶胞中含4个Ca2,含8个F。晶胞中Ca2在体对角线的处。(5)石墨晶体混合型晶体石墨层状晶体中,层与层之间的作用是范德华力。平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C原子采取的杂化方式是sp2。在每层内存在共价键和金属键。CC的键长比金刚石的CC键长短,熔点比金刚石的高。能导电,晶体中每个C形成3个共价键,C的另一价电子在电场作用下可移动,形成电流。命题点1晶胞中粒子数、晶体化学式的确定1某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(xn)CunNy。F
7、exNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。解析能量越低越稳定,故更稳定的Cu替代型为Cu替代a位置Fe型,故晶胞中Cu为1个,Fe为3个,N为1个,故化学式为Fe3CuN。答案Fe3CuN2如图为甲、乙、丙、丁四种晶体的晶胞:甲乙丙丁请回答:(1)晶体甲、乙、丙、丁的化学式分别为 、 、 、 。(2)乙晶体中每个A周围最近等距离的B有 个。(3)丙晶体中每个D周围最近等距离的E有 个。(4)甲晶体中X周围的4个Y形成 形。答案(1)X2YAB3CDEAB4C2(2)12(3)8(4)正四面体立方体中粒子周围粒子的个数注意:该晶胞中含有A、B、
8、C、D的个数分别为3、1、1、3。命题点2常见晶体微观结构分析3下图是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是()A图和图 B图和图C图和图 D只有图答案C4金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质,下列说法正确的是()A金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子B在金刚石中每个C原子连接4个六元环,石墨中每个C原子连接3个六元环C金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2D金刚石中碳原子数与CC键数之比为14,而石墨中碳原子数与CC键数之比为13A金刚石中每个C原子连接12个六元环,石墨中每个C原子连接3个六元环,B项错误。金刚石中碳原子采取s
9、p3杂化,而石墨中碳原子采取sp2杂化,C项错误。金刚石中每个碳原子与周围其他4个碳原子形成共价键,而每个共价键为2个碳原子所共有,根据“切割法”,每个碳原子平均形成的共价键数为42,故碳原子数与CC键数之比为12;石墨晶体中每个碳原子与周围其他3个碳原子形成共价键,同样可求得每个碳原子平均形成的共价键数为31.5,故碳原子数与CC键数之比为23,D项错误。5一种锰的氧化物的晶胞如图甲,请写出该氧化物的化学式 。若沿z轴方向观察该晶胞,可得投影图如图乙,请画出沿y轴方向的投影图。甲晶胞结构示意图乙z方向投影图y方向投影图解析由图可知,晶胞中Mn原子位于体心与顶点上,O原子位于上下两个面上及体内
10、(有2个),晶胞中Mn元素数目182,O原子个数为244,则晶胞中Mn和O的原子个数比为12,氧化物的化学式为MnO2;若沿y轴方向投影,顶点上处于对称位置的Mn原子会重合在长方形的顶点,位于体心的Mn原子会位于长方形的面心,位于面上的O原子会位于长方形上下的边上,体内的氧原子会位于面内,投影图为。答案MnO2晶体的性质与晶体类型的判断知识梳理1四种晶体类型比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子或原子原子金属阳离子和自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力分子间作用力、氢键共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大,有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高,有的很低较高溶解性相似相溶难溶
11、于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电,溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电注意:石墨晶体为混合型晶体,为层状结构。硬度小、质软,熔点比金刚石高,能导电。2晶体类型的两种判断(1)依据物质的分类判断金属氧化物(K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。金属单质
12、是金属晶体。(2)根据各类晶体的特征性质判断一般来说,低熔、沸点的化合物属于分子晶体;熔、沸点较高,且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为离子晶体;熔、沸点很高,不导电,不溶于一般溶剂的物质属于原子晶体;能导电、传热、具有延展性的晶体为金属晶体。辨易错(1)分子晶体中一定存在分子间作用力,可能存在共价键。 ()(2)离子晶体中只存在离子键不存在共价键。 ()(3)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。()(4)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。()(5)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。()(6)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。()(7)石墨晶体存在共价键,金属键和范德华力。()答案(1)
13、(2)(3)(4)(5)(6)(7)命题点晶体类型与性质判断1下列性质适合于分子晶体的是 ()A熔点为1 070 ,易溶于水,水溶液导电B熔点为3 500 ,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂C能溶于CS2,熔点为112.8 ,沸点为444.6 D熔点为97.82 ,质软,导电,密度为0.97 gcm3答案C2(1)Mn与Re属于同一族,研究发现,Mn的熔点明显高于Re的熔点,原因可能是 。(2)CuSO4的熔点为560 ,Cu(NO3)2的熔点为115 ,CuSO4熔点更高的原因是 。(3)NaF的熔点 (填“”“”或“两者均为离子化合物,且阴、阳离子的电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子
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