2018年高考化学总复习练习:第十一章《物质结构与性质》选修 课时3 晶体结构与性质 对接高考 含解析
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高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下:①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用,每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用,每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用,每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有,即为1注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体熔沸点很低很高一般较高,少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应)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(除硅)电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质(如P4、Cl2)、非金属氧化物(如SO2、CO2,SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼),一部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(Na、Mg、Al、青铜等)金属氧化物(如Na2O),强碱(如NaOH),绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等)(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石>碳化硅>硅(3)离子晶体一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
优质资料---欢迎下载课题晶体结构与性质章末复习【学习目标】1.巩固有关晶体粒子、粒子间作用力、晶体结构和晶体性质的基本知识。
2.掌握有关晶体的简单计算。
【学习重点】1.四种晶体类型的基本知识及应用;2.有关晶体的简单计算。
【学习难点】提高归纳和应用知识的能力,训练学生思维的敏捷性和严密性。
【自主学习】一、晶体基本类型和性质的比较类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体概念分子间靠分子间作用力结合而成的晶体原子之间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成的晶体阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体结构构成粒子粒子间的相互作用力性质硬度较小很大有的很大,有的很小较大熔、沸点较低有的很高,有的很低溶解性相似相溶导电、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延展性无无良好无物质类别及举例大多数非金属单质(如P4、Cl2)、一部分非金属单质(如金刚石、金属单质与合金(如Na、Al、Fe、金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱A.分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C.离子晶体中可能含有共价键D.金属晶体的熔点和沸点都很高二、晶体的有关计算1.确定晶体组成的方法——均摊法均摊法:指每个晶胞平均拥有的粒子数目。
如:某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于一个晶胞。
(1)长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献①处于顶点的粒子,同时为____个晶胞共有,每个粒子对晶胞的贡献为____。
②处于棱上的粒子,同时为____个晶胞共有,每个粒子对晶胞的贡献为____。
③处于面上的粒子,同时为____个晶胞共有,每个粒子对晶胞的贡献为____。
④处于体心的粒子,则完全属于该晶胞,对晶胞的贡献为____。
(2)非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。
(完整word版)高中化学选修3第三章晶体结构与性质讲义及习题高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下:①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用,每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用,每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用,每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有,即为1注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体熔沸点很低很高一般较高,少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应)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(除硅)电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质(如P4、Cl2)、非金属氧化物(如SO2、CO2,SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼),一部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(Na、Mg、Al、青铜等)金属氧化物(如Na2O),强碱(如NaOH),绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等)(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石>碳化硅>硅(3)离子晶体一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
第十一章物质结构与性质(选修3)考点一|原子结构(基础送分型——自主学习)[记牢主干知识]1.能层、能级和最多容纳电子数之间的关系能层(n) 能级最多容纳电子数序数符号符号原子轨道数各能级各能层一K 1s 1 2 2二L 2s 1 28 2p 3 6三M 3s 1 □102□1518 3p □113 □1263d □135 □1410四N 4s □161 □172□2432 4p □183 □1964d □205 □21104f □227 □2314………………n…………□252n2 2.原子轨道的形状及能量关系⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎧ 轨道形状⎩⎪⎨⎪⎧s 电子的原子轨道呈球形对称p 电子的原子轨道呈哑铃形各能级上的原子轨道数目⎩⎪⎨⎪⎧s 能级 1 个p 能级 3 个d 能级5个f 能级7个……能量关系⎩⎪⎨⎪⎧①相同能层上原子轨道能量的高低:n s <n p < n d <n f②形状相同的原子轨道能量的高低:1s <2s <3s <4s ……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如2p x 、2p y、2p z轨道的能量相等3.基态原子核外电子排布 (1)基态原子核外电子排布三原则[注意] 当能量相同的原子轨道在全满(p 6、d 10、f 14)、半满(p 3、d 5、f 7)、全空(p 0、d 0、f 0)时体系的能量最低,如24Cr 的电子排布式为[Ar]3d 54s 1,29Cu 的电子排布式为[Ar]3d 104s 1。
(2)基态原子核外电子在原子轨道上的填充顺序——构造原理绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如图所示的排布顺序,人们把它称为构造原理。
它是书写基态原子核外电子排布式的依据。
原 子 轨 道(3)基态原子核外电子排布的表示方法表示方法以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式3s23p4(1)原子的状态①基态原子:处于最低能量的原子。
高考化学复习第三讲晶体结构与性质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结构微粒、微粒间作用力的区别。
3.了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。
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。
了解金属晶体常见的堆积方式。
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。
2016,卷甲37T(3)(4);2016,卷乙37T(6);2016,卷丙37T(4)(5);2015,卷Ⅰ 37T(4)(5);2015,卷Ⅱ 37T(2)(5);2014,卷Ⅰ 37T(1)(3)(4);2014,卷Ⅱ 37T(4)(5)晶体晶体的结构与性质[学生用书P270][知识梳理]一、晶体1.晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定2.得到晶体的途径(1)熔融态物质凝固。
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
(3)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①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置:所有晶胞都是平行排列、取向相同。
4.晶格能(1)定义:气态离子形成1摩离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:kJ·mol-1。
(2)影响因素①离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越大。
②离子的半径:离子的半径越小,晶格能越大。
二、四种晶体类型的比较三、晶体熔、沸点的比较1.不同类型晶体熔、沸点的比较(1)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。
(2)金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
2.同种晶体类型熔、沸点的比较(1)原子晶体原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→熔、沸点越高。
高效演练·跟踪检测区1.已知周期表中,元素Q、R、W、Y与元素X相邻。
Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。
回答下列问题:(1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。
W的氯化物分子呈正四面体结构,W的氧化物的晶体类型是________。
(2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是________。
(3)R和Y形成的二元化合物中,R呈现最高化合价的化合物的化学式是________。
(4)这5种元素的氢化物分子中:①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式)_______,其原因是________________________________;②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是_______________________________________________。
(5)W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下:W的氯化物与Q的氢化物加热反应,生成化合物W(QH2)4和HCl气体;W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。
上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是_______________________。
【解析】本题可结合问题作答。
W的氯化物为正四面体结构,则应为SiCl4或CCl4,又W与Q形成高温陶瓷,故可推断W为Si。
(1)SiO2为原子晶体。
(2)高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N,则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。
(3)Y的最高价氧化物对应的水化物为强酸,且和Si、N等与同一元素相邻,则只能是S。
R为As,所以R的最高价化合物应为As2S5。
(4)显然X为磷元素。
①氢化物沸点顺序为NH3>AsH3>PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同。
②SiH4、PH3和H2S的电子数均为18,结构分别为正四面体形、三角锥形和V形。
(5)由题中所给出的含字母表示的化学式可以写出具体的物质,然后配平即可。
第1讲原子结构与性质【2020·备考】最新考纲:1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表示式。
2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。
3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。
4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。
核心素养:1.宏观辨识与微观探析:能从能层、能级等不同层次认识原子的结构,以及核外电子的排布规律,能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。
2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的原子结构及性质的问题,如核外电子排布、元素第一电离能的特殊性等,面对异常现象敢于提出自己的见解。
考点一原子核外电子排布原理(频数:★★★难度:★☆☆)名师课堂导语本考点主要考查核外电子排布规律,特别是基态原子的核外电子排布式是考查重点,复习时加以关注。
1.能层、能级与原子轨道(1)能层(n):在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同能层。
通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。
(2)能级:同一能层里电子的能量也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用s、p、d、f等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,即:E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。
(3)原子轨道:电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。
这种电子云轮廓图称为原子轨道。
原子轨道轨道形状轨道个数s球形1p哑铃形3①第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道p x、p y、p z,它们具有相同的能量;第三能层(M),有s、p、d三种能级。
②能层数=电子层数,每个能层所包含的能级数=能层序数。
2.基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理:即电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。
课时3 晶体结构与性质
晶体的类型及晶体熔、沸点高低的判断
1.[2016·全国卷Ⅲ,37(4)]GaF 3的熔点高于1 000 ℃,GaCl 3的熔点为77.9 ℃,
其原因是____________________________。
解析 根据晶体类型比较熔点。
一般来说,离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。
答案 GaF 3为离子晶体,GaCl 3为分子晶体
2.(2015·四川理综)X 、Z 、Q 、R 、T 、U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素。
X 和R 属同族元素;Z 和U 位于第ⅦA 族;X 和Z 可形成化合物XZ 4;Q 基态原
子的s 轨道和p 轨道的电子总数相等;T 的一种单质在空气中能够自燃。
请回答下列问题:
X 所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是________(填化学式);Z 和U 的氢化物中沸点较高的是________(填化学式);Q 、R 、U 的单质形成的晶体,熔点由高到低的排列顺序是________________(填化学式)。
解析 X 位于第二周期,该周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是HNO 3;HF 分子间存在氢键,所以HF 的沸点高于HCl 的;Mg 为金属单
质,Si 单质为原子晶体,Cl 2为分子晶体,故熔点Si >Mg >Cl 2。
答案 HNO 3 HF Si 、Mg 、Cl 2
晶胞的计算
3.[2015·新课标全国Ⅰ理综,37(5)]碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
(1)在石墨烯晶体中,每个C 原子连接________个六元环,每个六元环占有________个C 原子。
(2)在金刚石晶体中,C 原子所连接的最小环也为六元环,每个C 原子连接________个六元环,六元环中最多有________个C 原子在同一平面。
解析 (1)由石墨烯晶体结构图可知,每个碳原子连接3个六元环,每个六元
环占有的碳原子数为13
×6=2。
(2)观察金刚石晶体的空间构型,以1个碳原子为标准计算,1个碳原子和4个碳原子相连,则它必然在4个六元环上,这4个碳原子中每个碳原子又和另外3个碳原子相连,必然又在另外3个六元环上,3×4=12,所以每个碳原子连接12个六元环;六元环中最多有4个碳原子在同一平面。
答案 (1)3 2 (2)12 4
4.[2016·全国卷Ⅲ,37(5)]Ga 和As 的摩尔质量分别为
M Ga g ·mol -1和M As g ·mol -1,原子半径分别为r Ga pm 和
r As pm ,阿伏加德罗常数值为N A ,则GaAs 晶胞中原子
的体积占晶胞体积的百分率为________。
解析 根据晶胞结构示意图可以看出,As 原子与Ga
原子形成了空间网状结构的晶体,结合GaAs 的熔点
知GaAs 是原子晶体。
首先用均摊法计算出1个晶胞中含有As 原子的个数:8×1/8+6×1/2=4,再通过观察可知1个晶胞中含有4个Ga 原子。
4个As
原子和4个Ga 原子的总体积V 1=4×(43π×10-30×r 3As +43
π×10-30×r 3Ga )cm 3;1个晶胞的质量为4个As 原子和4个Ga 原子的质量之和,即(4M As N A +4M Ga N A )g ,所。