【高考化学·考试大纲】晶体结构与性质:(1)了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。(2)了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。(3)了解分子晶体结构与性质的关系。(4)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。(5)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。了解金属晶体常见的堆积方式。
【课程标准·学业要求】(1)能运用离子键、配位键、金属键等模型,解释离子化合物、配合物、金属等物质的某些典型性质。(2)能说出晶体与非晶体的区别;能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律;能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。(3)能说明原子光谱、分子光谱、X射线衍射等实验手段在物质结构研究中的作用。(4)能举例说明物质在原子、分子、超分子、聚集态等不同尺度上的结构特点对物质性质的影响,能举例说明结构研究对于发现、制备新物质的作用。
1.[18全国I,35]Li2O是离子晶体,其晶格能可通过下图的Born-Haber循环计算得到。
可知,Li2O晶格能为kJ·mol-1。
2.[17 全国Ⅰ,35]K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是__________________________________________________________________。
3.[16全国I,37]比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因______________________________。
4.[16 全国II,37]单质铜及镍都是由____键形成的晶体
5.[16 全国III,37]GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是______________________________________________________________。
6.[15 全国Ⅱ,37]O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为___________和___________。
7.[14 全国Ⅰ,37]准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过__________方法区分晶体、准晶体和非晶体。
一、晶体
1.晶体
具有规则________的固体称为晶体。固体分为_____和_____。
2.晶体的基本性质
(1)各向异性:晶体对光,电,磁,热以及抵抗机械等在各个方向上不一样;(2)固定的熔点;(3)自范性:晶体具有自发地呈现多面体外形的性质。
晶体的各向异性、固定的熔点是区别晶体与非晶体物质的最基本性质。
3.晶胞
晶体结构的基本单元。晶体可以看成由数量巨大的晶胞“_______________”而成。
4.鉴别方法
对固体进行_______________实验是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法。
二、四种典型晶体
1.原子晶体(共价晶体)
所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成___________________结构的晶体。典型的原子晶体有:金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅、氮化硼等。
2.分子晶体
分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体。典型的分子晶体主要有下列几类物质:
(1)所有_____氢化物:如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等。
(2)部分______单质:如卤素(X2)、硫(S8)、氮气(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)、稀有气体单质等。
(3)部分____氧化物:如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。
(4)几乎所有的酸。
(5)绝大多数有机物。
3.离子晶体(www.xing528.com)
通过离子键作用形成的晶体。典型的离子晶体结构有:NaCl型、CsCl型,CaF2型等。
4.金属晶体:
(1)金属键:金属离子和___________之间强烈的相互作用。金属键无方向性与饱和性。
自由电子理论解释金属晶体几个物质性质：
(2)金属晶体:通过金属键作用形成的晶体。
(3)金属键的强弱和金属晶体熔沸点的变化规律:阳离子所带电荷越____、半径越____,金属键越___,熔沸点越____。如熔点:Na__Mg__Al,Li__Na__K。
(4)金属晶体的基本堆积方式:有简单立方堆积、_______堆积、_______堆积、______堆积。
三、晶格能
(1)离子晶体的晶格能定义:气态离子形成1mol离子晶体时释放的能量,通常取正值。
(2)晶格能的大小比较:离子电荷越大,阴、阳离子半径越小,即阴、阳离子间的距离越小,则晶格能越大。简言之,晶格能的大小与离子带电量成正比,与离子半径成反比。
(3)晶格能对离子晶体性质的影响:晶格能越大,离子键越强。①形成的离子晶体越稳定;②)熔点越高;③硬度越大。
【考型1】晶体和晶体类型的判断
1.[14 海南,19]晶体结构如下图，已知C60属于______晶体,石墨属于_____晶体。
【考型2】晶体的性质
2.[14 海南,19]对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4),下列叙述正确的是[双选]( )
A.SiX4难水解 B.SiX4是共价化合物
C.NaX易水解 D.NaX的熔点一般高于SiX4
一、★晶体类型与其性质的比较
注:(1)离子晶体中,微粒间的用作力用离子键描述,离子晶体的稳定性及熔点、废点用晶格能描述。
(2)石墨属于混合晶体,石墨的层内原子间以共价键结合,层与层之间以分子间作用力结合。
二、晶体熔、沸点高低的比较规律
1.不同晶体的沸点的比较
首先分清物质的晶体类型,不同类型晶体的熔沸点高低的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体(金属晶体差异较大)。如:SiO2>NaCl>CO2(干冰)。
单质的熔点,不存在周期性变化,以第三周期单质为例,熔点由高到低的顺序是:
Si(原子晶体)>Al(金属晶体)>Mg(金属晶体)>S(分子晶体)>Na(金属晶体)>P4(分子晶体)>Cl2(分子晶体)>Ar(分子晶体)。短周期,第ⅣA族元素形成原子晶体熔沸点是同周期中最高的,稀有气体的熔沸点最低,常以此定位其它原子。
2.同类晶体的熔沸点比较
晶体的熔沸点高低属于物理性质,由晶体中微粒间作用力的强弱决定,具体分析见[一、★晶体类型与其性质的比较]中的表格。
三、金属碳酸盐的热分解
碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根离子中的氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳分子的结果,金属(ⅡA)形成的含氧酸盐的热稳定性与其离子半径的大小相关,金属阳离子半径越小,越容易和氧离子结合,分解温度越低。因此,热分解温度顺序:MgCO3<CaCO3<SrCO3<BaCO3。
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