物质结构与性质 分子晶体与原子晶体(第2课时)
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第三章 第二节 第2课时一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1.碳化硅(SiC)俗称金刚砂,与金刚石具有相似的晶体结构,硬度为9.5,熔点为 2 700 ℃,其晶胞结构如图所示。
下列说法错误的是( C )A .SiC 晶体中碳原子和硅原子均采用sp 3杂化B .距离硅原子最近的硅原子数为12C .金刚石的熔点低于2 700 ℃D .若晶胞参数为a pm ,则该晶体的密度为1606.02×10-7a3 g·cm -3 解析:SiC 晶体中碳原子周围有4个硅原子,而硅原子有4个碳原子,均采用sp 3杂化,A 正确;在SiC 中距离硅原子最近的硅原子数为与距离碳原子最近的碳原子数是一样的,而距离碳原子最近的碳原子数和干冰中二氧化碳的配位数是一样的,所以是12个,B 正确;共价键的键长越短,键能越大,熔沸点越高,C —C 键键长比Si —Si 键键长短,金刚石的熔点高于2 700 ℃,C 错误;碳原子位于晶胞的顶点和面心,个数为4,硅原子位于体内,个数为4,若晶胞参数为a pm ,则该晶体的密度为160 g N A ×a 3×10-30cm 3=1606.02×10-7a 3g·cm -3,D 正确。
故选C 。
2.下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是( A )A .金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体B .金刚石晶胞中含有6个碳原子C .60 g SiO 2晶体中所含共价键数目为6N A (N A 是阿伏加德罗常数的值)D .金刚石晶体熔化时破坏共价键,二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力解析:金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体,A 项符合题意;金刚石的晶胞中含有碳原子数为8×18+6×12+4=8个,B 项不符合题意;60 g SiO 2晶体的物质的量为 1 mol,1 mol Si 原子与4 mol O 原子形成4 mol 硅氧键,1 mol O 原子与2 mol Si 原子形成2 mol硅氧键,故1 mol SiO2中含4 mol硅氧键,即共价键数为4N A,C项不符合题意;二氧化硅晶体属于共价晶体,熔化时破坏共价键,D项不符合题意。
第三章第二节分子晶体与原子晶体基础巩固一、选择题1.下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是( C )A.最小的环上,有3个Si原子和3个O原子B.最小的环上,Si和O原子数之比为1∶2C.最小的环上,有6个Si原子和6个O原子D.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角解析:联想教材中SiO2的晶体空间结构模型,每个硅原子与4个氧原子结合形成4个共价键,每个氧原子与2个硅原子结合形成2个共价键,其空间网状结构中存在四面体结构单元,硅原子位于四面体的中心,氧原子位于四面体的4个顶角,故D项错误;金刚石的最小环上有6个碳原子,SiO2的晶体结构可将金刚石晶体结构中的碳原子用硅原子代替,每个Si—Si键中“插入”一个氧原子,所以其最小环上有6个硅原子和6个氧原子,Si、O原子个数比为1∶1,故A、B两项错误,C项正确。
2.(双选)下列晶体性质的比较中,正确的是( AD )A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅B.沸点:NH3>H2O>HFC.硬度:白磷>冰>二氧化硅D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4解析:由C—C、C—Si、Si—Si键的键能和键长可判断A项正确;由SiI4、SiBr4、SiCl4的相对分子质量可判断D项正确;沸点H2O>HF>NH3,二氧化硅是原子晶体,硬度大,白磷和冰都是分子晶体,硬度小,B、C项错误。
3.根据下列性质判断,属于原子晶体的物质是( B )A.熔点2700℃,导电性好,延展性强B.无色晶体,熔点3550℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂C.无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点为800℃,熔化时能导电D.熔点-56.6℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电解析:本题考查的是各类晶体的物理性质特征。
A项中延展性好,不是原子晶体的特征,因为原子晶体中原子与原子之间以共价键结合,而共价键有一定的方向性,使原子晶体质硬而脆,A项不正确,B项符合原子晶体的特征,C项应该是离子晶体,D项符合分子晶体的特征,所以应该选择B项。
第2课时共价键的键参数与等电子原理[知识梳理]一、键参数——键能、键长与键角1.概念和特点2.对物质性质的影响二、等电子体的判断和应用1.等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的许多性质是相近的。
2.等电子体满足等电子原理的分子称为等电子体。
如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数,属于等电子体,它们的许多性质相似。
3.应用举例等电子体具有相似的化学键特征和空间构型,它们的许多性质是相似的,利用等电子原理可以判断某些分子或离子的空间构型。
(1)CO、CN-等与N2互为等电子体,则CO和CN-的结构式分别为C≡O、[C≡N]-。
(2)CS2、N2O等与CO2互为等电子体,则CS2的结构式为S===C===S,空间构型为直线形。
(3)NO-3、CO2-3、SO3等与BF3互为等电子体,则NO-3的空间构型为平面三角形。
(4)PH3、H3O+、AsH3等与NH3互为等电子体,则PH3、H3O+、AsH3的空间构型为三角锥形。
(5)SO2-4、PO3-4、SiO4-4、SiCl4等与CCl4互为等电子体,则SO2-4、PO3-4等空间构型为正四面体形。
[自我检测]1.判断正误,正确的打“√”;错误的打“×”。
(1)键长越短,键能一定越大。
()(2)等电子体并不都是电中性的。
()(3)双原子分子中化学键键能越大,分子越牢固。
()(4)双原子分子中化学键键长越长,分子越牢固。
()(5)双原子分子中化学键键角越大,分子越牢固。
()(6)同一分子中,σ键与π键的原子轨道重叠程度一样多,只是重叠的方向不同。
()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×2.关于键长、键能和键角,下列说法中错误的是()A.键角是描述分子立体结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C.C===C键等于C—C键键能的2倍D.因为O—H键的键能小于H—F键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强解析键角是描述分子立体结构的重要参数,如H2O中两个H—O键的键角为105°,故H2O为V形分子,A项正确;键长的大小与成键原子的半径有关,如Cl的原子半径小于I的原子半径,Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长,此外,键长还和成键数目有关,如乙烯分子中C===C键的键长比乙炔分子中C≡C键的键长要大,B项正确;C===C键的键能为615 kJ·mol-1,C—C键的键能为347.7 kJ·mol-1,二者不是2倍的关系,C项错误;O—H键的键能为462.8 kJ·mol-1,H—F键的键能为568 kJ·mol-1,O—H键与H—F键的键能依次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化学键越来越稳定,O2、F2跟H2反应的能力依次增强,D项正确。