新人教版高中化学选修3《物质结构与性质》全部教案

22. 某些金属晶体 (Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积, 即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元, 金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上,试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。

23. 石墨片层结构如右图所示,问:

( 1)平均多少个碳原子构成一个正六边形? ( 2) n g 碳原子可构成多少个正六边形?

第三节 金属晶体 [ 基础训练 ] 参考答案

1.B 2 .B 3.D 4.BC 5.B 6.AC 7.C 12. B 13. B 14. 答案: Li 、 Be、Na、 Mg、Al ;

8. B 9. A 10.B 11. C

H 、He、 N 、O、F 、 Ne、

2

2

2

2

P4、 S、 Cl 2、 Ar 15. 答案

; C 、 Si 、B

(1) 自由电子在电场作用下定向移动

(2) 自由电子碰撞金属离子而将能量传给金属离子 (3) 相对滑动 较强烈的相互作用 ( 金属键 )

16. 金属晶体的熔点高低取决于晶体中金属离子与自由电子之间的作用力大小, 由库仑定律 F

qq

k 122 可知,作用力的大小又取决于金属离子的半径和自由电子

r

的数量,显然,半径越小,作用力越强,熔点越高.而离子的半径顺序为

Li

Na K Rb

Cs ,因此锂的熔点最高.

17. 金属离子;自由电子;金属键

18. . (1) 自由电子均匀地分布在整个晶体中,被许多金属离子所共有.

(2) 使金属阳离子结合在一起形成晶体 ; 使金属晶体具有导电性、导热性和延展性.

19. 自由电子;自由离子;减弱;增强

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20. 4

21. 3.59 10 10

提示: AB 2 BC 2 AC 2

2

1 2

AB

(4

10 2

1.27 10

AB 3.59

10 10

22. .依题意画出侧面图,设正立方体边长为 a,则体积为

a 。

3

原子半径 r

2a

4

,每个正立方体包括金属原子

8×1/8+6× 1/2 =4( 个) ,球体体积共

4

3

( 2 a)3

4

0.74a , 空间利用率为: 30.74a3 a3

100% 74% .

23. 解析:

( 1)方法 1:利用点与面之间的关系, 平均每个正六边形需碳原子数: 6× 1/3=2 ;

方法 2:利用点、线、面的关系,每个碳原子提供的边数:

3×1/2=1.5 (6 ×

1/2)/1.5=2

( 2) (n/12)N A/2.

第四节 离子晶体

[ 学习目标 ]

能说明离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 知道离子化合物的热稳定性与阴、阳离子的半径和电荷有关。

了解晶格能的应用, 知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱

能说出分子晶体与原子晶体、 离子晶体、金属晶体的结构基元以及物理性质方面的主要区别

[ 知识梳理 ]

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1.构成离子晶体的粒子是

,粒子之间的相互作用是

( 能或不能 ) 自由移动,所以离子晶体

, ( 能

这些粒子在晶体中

或不能 ) 导电.

2. 离子晶体中的配位数是指

___________________________________________________.

3.___________________________________是决定离子晶体结构的重要因素 . 此

外 , 离子晶体的结构还取决于 ____________________________.

4. 离子晶体的晶格能的定义是

________________________________________________离.子晶体的晶格能是最

能反映 _____________________的数据 .

5. 晶 格 能 越 大 , 形 成 的 离 子 晶 体 _________________________,而且 熔点

_______________,硬度 ______________.典型的离子晶体,晶格能的大小与离子

所带的电荷和离子半径的关系一般是: 离子电荷高, 晶格能

,离子半径大,

晶格能

[ 方法导引 ]

1. 离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较

晶体类型 晶体质点 (粒子) 粒子间作用 (力) 熔沸点

原子晶体 原子

分子晶体 分子

金属晶体 金属阳离子、 自由电子

离子晶体 阴、阳离子

共价键 分子间作用 力

复杂的静电 作用

离子键

很高

很低 一般较高, 少 较高 部分低

硬度

很硬

一般较软 一般较硬, 少 较硬 部分软

溶解性

难溶解

相似相溶 难溶(Na 等与 易溶于极性 水反应)

溶剂

固体不导电, 熔化或溶于

导电情况

不导电 (除硅)

一般不导电

良导体

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水后导电

实例

金刚石、水 晶、碳化硅 等

干冰、冰、 Na、 Mg、 Al NaCl、CaCO3

NaOH等

纯 硫 酸 、 等 H2 (S)

2.物质熔沸点的比较

⑴不同类晶体:一般情况下,原子晶体

>离子晶体 >分子晶体

⑵同种类型晶体:构成晶体质点间的作用大,则熔沸点高,反之则小。

四种晶体熔、沸点对比规律

①离子晶体:结构相似且化学式中各离子个数比相同的离子晶体中,离子半

径小 ( 或阴、阳离子半径之和越小的 ) ,键能越强的熔、沸点就越高。如

NaCl、

NaBr、Nal;NaCl 、KCl、RbCl 等的熔、沸点依次降低。

离子所带电荷大

的熔点较高。如: MgO熔点高于 NaCl

②分子晶体:在组成结构均相似的分子晶体中,式量大的分子间作用力

就大熔点也高。如: F2、 Cl2 、 Br2 、 I2 和 HCl、HBr、HI 等均随式量增大。熔、沸点升高。但结构相似的分子晶体,有氢键存在熔、沸点较高。

③原子晶体:在原子晶体中,只要成键原子半径小,键能大的,熔点就高。

如金刚石、金刚砂 ( 碳化硅 ) 、晶体硅的熔、沸点逐渐降低。④金属晶体:在元素周期表中,主族数越大,金属原子半径越小,其熔、沸点也就越高。如Ⅲ A 的 Al , ⅡA 的 Mg,IA 的 Na,熔、沸点就依次降低。而在同一主族中,金属原子半径越小的,其熔沸点越高。

⑶常温常压下状态

①熔点:固态物质 >液态物质

②沸点:液态物质 >气态物质

3. 均摊法确定晶体的化学式

在学习晶体时和在一些考试中, 我们会遇到这样一类试题: 题目中给出晶体的—部分 ( 称为晶胞 ) 的图形,要求我们确定晶体的化学式. 求解这类题, 通常采用均摊法.

均摊法是先求出给出的图形 ( 晶胞 ) 中平均拥有的各种粒子 ( 离子或原子 ) 的数目,再计算各种粒子数目的比值,从而确定化学式.

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