2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認識晶體學(xué)案 魯科版選修3.doc

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第1節(jié)認識晶體1了解晶體的重要特征，簡單了解晶體的分類。2通過等徑圓球與非等徑圓球的堆積模型認識晶體中微粒排列的周期性規(guī)律。(重點)3了解晶胞的概念，以及晶胞與晶體的關(guān)系，會用“切割法”確定晶胞中的粒子數(shù)目(或粒子數(shù)目比)和晶體的化學(xué)式。(重難點)晶 體 的 特 性基礎(chǔ)初探教材整理1晶體1晶體的概念內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。2晶體的特性(1)晶體的自范性：在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形。(2)晶體的各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。(3)晶體有特定的對稱性：晶體具有規(guī)則的幾何外形。1晶體與玻璃、橡膠等非晶體有什么不同？【提示】晶體與非晶體不同之處：晶體外觀上有規(guī)則的幾何外形；晶體的特性：自范性、各向異性、對稱性；晶體的結(jié)構(gòu)：內(nèi)部微粒在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)性排列。2用什么方法區(qū)別晶體和非晶體？【提示】測定熔點法。晶體有固定的熔點，非晶體無固定熔點。教材整理2晶體的分類1分類標準：根據(jù)晶體內(nèi)部微粒的種類和微粒間相互作用的不同。2分類晶體類型構(gòu)成微粒微粒間的相互作用實例離子晶體陰、陽離子離子鍵NaCl金屬晶體金屬陽離子、自由電子金屬鍵銅原子晶體原子共價鍵金剛石分子晶體分子分子間作用力冰(1)1 mol NaCl晶體含NA個NaCl分子。()(2)金屬晶體是由金屬鍵為基本作用形成的，還含有離子鍵。()(3)SiO2屬于原子晶體。()(4)構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，故稀有氣體形成的晶體不屬于分子晶體。()核心突破晶體和非晶體的區(qū)別固體外觀微觀結(jié)構(gòu)自范性各向異性熔點晶體具有規(guī)則的幾何外形粒子在三維空間周期性有序排列有各向異性固定非晶體不具有規(guī)則的幾何外形粒子排列相對無序沒有各向同性不固定本質(zhì)區(qū)別微觀粒子在三維空間是否呈現(xiàn)周期性有序排列題組沖關(guān)1下列物質(zhì)具有自范性、各向異性的是()A鋼化玻璃B塑料C水晶D陶瓷【解析】晶體具有自范性和各向異性，鋼化玻璃、塑料、陶瓷均不屬于晶體。【答案】C2下列不屬于晶體的特點的是()A一定有固定的幾何外形B一定有各向異性C一定有固定的熔點D一定是無色透明的固體【解析】晶體的特點有：有規(guī)則的幾何外形(由晶體的自范性決定)、固定的熔點及各向異性，但不一定是無色透明的固體，如紫黑色的碘晶體、藍色的硫酸銅晶體。【答案】D3普通玻璃和水晶的根本區(qū)別在于()A外形不一樣B普通玻璃的基本構(gòu)成粒子無規(guī)則地排列，水晶的基本構(gòu)成粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列C水晶有固定的熔點，普通玻璃無固定的熔點D水晶可用于能量轉(zhuǎn)換，普通玻璃不能用于能量轉(zhuǎn)換【解析】晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別就是粒子(原子、離子或分子)在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列。【答案】B4下列晶體中由原子直接構(gòu)成的分子晶體是()A氯化鈉B氦氣C金剛石D金屬【解析】A項，氯化鈉是由Na和Cl通過離子鍵結(jié)合形成的離子晶體；B項，氦氣是由氦氣原子(分子)通過分子間作用力結(jié)合形成的分子晶體；C項，金剛石是由碳原子通過共價鍵結(jié)合形成的原子晶體；D項，金屬是由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵結(jié)合形成的金屬晶體?！敬鸢浮緽5下列晶體熔化時不需要破壞化學(xué)鍵的是()A金剛石B食鹽C干冰D金屬鉀【解析】熔化時金剛石斷裂共價鍵，食鹽斷裂離子鍵，干冰斷裂分子間作用力(范德華力)，金屬鉀斷裂金屬鍵。【答案】C6關(guān)于晶體與化學(xué)鍵關(guān)系的下列說法中，正確的是()A離子晶體中一定存在共價鍵B原子晶體中可能存在離子鍵C金屬晶體中含有離子，但卻不存在離子鍵D分子晶體中一定存在共價鍵【解析】A項，離子晶體中一定存在離子鍵，可能存在共價鍵；B項，原子晶體中只存在共價鍵；D項，分子晶體中可能存在共價鍵。【答案】C【規(guī)律總結(jié)】判斷晶體類型的依據(jù)(1)依據(jù)構(gòu)成晶體微粒的種類。離子晶體：陰、陽離子；分子晶體：分子；原子晶體：原子；金屬晶體：金屬陽離子和自由電子。(2)依據(jù)構(gòu)成晶體微粒之間的作用。離子晶體：離子鍵；分子晶體：分子間作用力；原子晶體：共價鍵；金屬晶體：金屬鍵。晶 體 結(jié) 構(gòu) 的 堆 積 模 型基礎(chǔ)初探教材整理1等徑圓球的密堆積金屬晶體1.2.配位數(shù)：在密堆積中，一個原子或離子周圍所鄰接的原子或離子的數(shù)目。(1)等徑圓球在每一列上進行緊密堆積的方式只有一種。()(2)金屬鎂的晶體屬于A3型最密堆積。()(3)金屬銅的晶體屬于A1型最密堆積。()(4)金屬晶體的配位數(shù)都相同。()教材整理2非等徑圓球的密堆積所有晶體微粒都采取緊密堆積的排列方式嗎？【提示】不一定。合作探究探究背景中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)：NaCl、蔗糖、干冰、ZnCl2、銅、玻璃、鈉、金剛石、SiO2、甲烷晶體。探究問題1屬于離子晶體的是NaCl、ZnCl2，屬于分子晶體的是蔗糖、干冰、甲烷晶體，屬于金屬晶體的是銅、鈉，屬于原子晶體的是金剛石、SiO2。2不服從緊密堆積原理的晶體是金剛石、SiO2，并解釋其原因?！咎崾尽啃纬稍泳w微粒間以共價鍵進行堆積，因共價鍵有飽和性和方向性，決定了一個原子周圍的其他原子數(shù)目不僅是有限的，而且堆積方向也是一定的。金剛石、SiO2晶體中原子之間以共價鍵結(jié)合，故不服從緊密堆積原理。核心突破1不同晶體的堆積方式2配位數(shù)在密堆積中，一個原子或離子周圍所鄰接的原子或離子的數(shù)目。題組沖關(guān)1關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)型式的說法正確的是()A所有晶體的空間排列都服從緊密堆積原理B晶體盡量采用緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定C金屬晶體的結(jié)構(gòu)型式可以歸結(jié)為非等徑圓球的密堆積D等徑圓球的密堆積有A1、A3兩種結(jié)構(gòu)型式，其中Cu屬于A3型密堆積【解析】離子晶體、分子晶體、金屬晶體的空間排列服從緊密堆積原理，而原子晶體的構(gòu)成微粒為原子，微粒間的相互作用為共價鍵，由于共價鍵有方向性和飽和性，所以原子晶體的空間排列不服從緊密堆積原理，A項不正確；金屬晶體的結(jié)構(gòu)型式為等徑圓球的密堆積，C項不正確；Cu屬于A1型密堆積，D項不正確?！敬鸢浮緽2如圖為金屬鎘的堆積方式，下列說法正確的是()A此堆積方式屬于非最密堆積B此堆積方式為A1型C配位數(shù)(一個金屬離子周圍緊鄰的金屬離子的數(shù)目)為8D鎘的堆積方式與銅的堆積方式不同【解析】據(jù)圖可看出，鎘的堆積方式為“ABAB”形式，為A3型，而銅的堆積方式為A1型，故A、B兩項錯誤，D項正確；A3型密堆積的配位數(shù)為12，即中間一層有6個，上下兩層各有3個，C項錯誤?！敬鸢浮緿3下列晶體按A1型進行緊密堆積的是()A干冰、NaCl、金屬銅BZnS、金屬鎂、氮化硼C水晶、金剛石、晶體硅DZnS、NaCl、金屬鎂【解析】干冰、NaCl、Cu、ZnS均為A1型緊密堆積，Mg為A3型緊密堆積，水晶、金剛石、氮化硼、晶體硅為原子晶體，不遵循緊密堆積原則，故只有A正確?！敬鸢浮緼4將晶體劃分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體的本質(zhì)標準是()A基本構(gòu)成微粒種類B晶體中最小重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的種類C微觀粒子的密堆積種類D晶體內(nèi)部微粒的種類及微粒間相互作用的種類【解析】根據(jù)晶體內(nèi)部微粒的種類和微粒間的相互作用的不同，可將晶體分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體。【答案】D【規(guī)律方法】晶體類型不同，堆積模型不同(1)金屬晶體采用等徑圓球的密堆積。(2)離子晶體采用不等徑圓球密堆積，大球先做等徑圓球密堆積，小球再填充空隙。(3)原子晶體不是緊密堆積。(4)分子晶體盡可能采用緊密堆積。晶 體 結(jié) 構(gòu) 的 最 小 重 復(fù) 單 元晶 胞基礎(chǔ)初探概念晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元形狀大小、形狀完全相同的平行六面體類型A3型六方最密堆積六方晶胞A1型面心立方最密堆積面心立方晶胞“切割法”計算某晶胞中的微粒，如果被n個晶胞所共有，則微粒的1/n屬于該晶胞面心立方最密堆積(A1型)和六方最密堆積(A3型)所示的圖形均代表一個晶胞嗎？【提示】A1型所示圖形為一個晶胞，而A3型所示圖形為三個晶胞。核心突破晶胞中粒子數(shù)目的計算切割法1平行六面體晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子有屬于這個晶胞。 2非平行六面體晶胞晶胞中粒子對晶胞的貢獻視具體情況而定，如正六棱柱形晶胞，頂點上的每個微粒對晶胞的貢獻為，水平棱邊為，豎直棱邊為，面為，內(nèi)部為1。如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占該粒子的1/3。3氣態(tài)團簇分子不能用切割法如圖所示，由金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，頂角和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，則分子式可表示為M14N13或N13M14。題組沖關(guān)1有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖：以M代表陽離子，以N代表陰離子，代表陽離子，代表陰離子，化學(xué)式為MN2的晶體結(jié)構(gòu)為() 【解析】利用切割法計算立方晶胞微粒個數(shù)的過程如下：A中陽離子處于頂點位置，故其在晶胞中的數(shù)目為81個，而陰離子位于體心，其數(shù)目為1，故A的化學(xué)式為MN；同理可得，B中，M為4，N為1，化學(xué)式為MN2；C中M為4，N為41，化學(xué)式為MN3；D中M為843，N為1，化學(xué)式為M3N?！敬鸢浮緽2如圖所示是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元(晶胞)的排列方式，圖中X、Y、Z。其對應(yīng)的化學(xué)式不正確的是()ABCD【解析】A圖中X、Y原(離)子的位置、數(shù)目完全等同，化學(xué)式XY正確；B圖化學(xué)式應(yīng)為XY，不正確；C圖中X的數(shù)目為41，Y的數(shù)目為4，化學(xué)式X3Y正確；D圖中X的數(shù)目為81，Y的數(shù)目為63，Z位于內(nèi)部，數(shù)目為1，化學(xué)式XY3Z正確。【答案】B3X(Zn)與Y(S)所形成化合物晶體的晶胞如圖所示?！緦?dǎo)學(xué)號：66240024】(1)在1個晶胞中，X離子的數(shù)目為_。(2)該化合物的化學(xué)式為_?！窘馕觥恳粋€晶胞中Zn2的數(shù)目1(8個頂點)3(6個面心)4，S2的數(shù)目4(4個體內(nèi))?！敬鸢浮?1)4(2)ZnS4利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，如圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為_，該功能陶瓷的化學(xué)式為_?！窘馕觥坑删ОY(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)切割法，可得B原子為812個，N原子為412個，則該功能陶瓷的化學(xué)式為BN?！敬鸢浮?BN