新人教版選擇性必修2第3章第3節(jié)第2課時過渡晶體與混合型晶體晶體類型的比較學案

第2課時過渡晶體與混合型晶體、晶體類型的比較［核心素養(yǎng)發(fā)展目標］1.從化學鍵變化上認識過渡品體，理解純粹的典型晶體在自然界中是不多的。2.從結構和性質上認識典型的混合型晶體——石墨。一、過渡晶體與混合型晶體I.過渡晶體(I)四類典型晶體是分子晶體、共價晶體、金屬晶體、離子晶體。⑵離子晶體和共價晶體的過渡標準是化學鍵中離子鍵成分的百分數(shù)。離子鍵成分的口分數(shù)大，作為離子晶體處理，離子鍵成分的百分數(shù)小，作為共價晶體處理。(3)Na2O>MgO、AI2O3、SQ、P2O5、SO3、Q2O7七種氧化物中從左到右，離子鍵成分的百分數(shù)越來越小，其中作為離子晶體處理的是Na20、MQ作為共價晶體處理的是AhO^SiOi:作為分子晶體處理的是P2O5、SO3、Cl?。?o2.混合型晶體——石墨⑴結構特點——層狀結構①同層內，碳原子采用型［雜化，以共價鍵相結合形成平面六元并環(huán)結構。所有碳原子的p軌道平行且相互重疊，p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動。②層與層之間以范德華力相結合。(2)晶體類型石墨晶體中，既有共價鍵,又有金屬犍和范德華力,屬于混合型晶體。⑶物理性質：①導電性，②導熱性，③潤滑性。(1)純粹的典型晶體是沒有的0(2)離子鍵成分的百分數(shù)是依據(jù)電負性的差值計算出來的，差值越大，離子鍵成分的百分數(shù)越小0(3)在共價晶體中可以認為共價鍵貫穿整個晶體，而在分子晶體中共價鍵僅限于晶體微觀空間的一個個分子中()(4)四類晶體都有過渡型0(5)石墨的二維結構內，每個碳原子的配位數(shù)為3()⑹石墨的導電只能沿石墨平面的方向進行0(7)石墨晶體層與層之間距離較大，所以石墨的熔點不高0答案⑴X(2)X(3)V(4)V(5)J(6)V(7)X.石震晶體中，層內C-C的鍵長為142pm,而金剛石中C-C的鍵長為154pm,回答下列問題。⑴熔點:石墨（填“V”或“=”）金剛石。答案〉（2）石墨中C-C的鍵長小于金剛石中C-C鍵長的原因：答案金剛石中只存在C—C間的。鍵，而石墨中層內的C—C間不僅存在。鍵，還存在冗鍵,電子層重疊程度大，所以C-C間的鍵長短.石墨晶體中，每個C原子參與個C-C和個六元環(huán)的形成，而每個鍵被個C原子共用，故每一個六元環(huán)平均占有個C原子，C原子數(shù)與CY數(shù)之比為o答案33222：3二、晶體類型的比較.四種晶體的比較.晶體類型的判斷方法晶體分子晶體離子晶體金屬晶體共價晶體構成微粒分子陰、陽離子金屬離子、自由電子原子微粒間作用力范德華力（少數(shù)有氫健）離子鍵金屬鍵共價鍵性質熔、沸點較低較高一般較高很高硬度小略硬而脆一般較大很大溶解性相似相溶多數(shù)溶于水不溶，有些與水反應不溶機械加工性能不良不良良好不良導電性固態(tài)、液態(tài)均不導電，部分溶于水時導電固態(tài)時不導電，熔融時導電，能溶于水的溶于水時導電固態(tài)、熔融態(tài)時導電大部分固態(tài)、熔融時都不導電作用力大小規(guī)律組成和結構相似的分子，相對分子質量大的范德華力大離子所帶電荷數(shù)多、半徑小的離子鍵強金屬原子的價電子數(shù)多、半徑小的金屬離子與自由電子間的作用力強共價鍵鍵長短（電子云重疊多）、原子半徑小的共價鍵穩(wěn)定（1）依據(jù)組成晶體的微觀粒子和粒子間的作用判斷分子間通過分子間作用力形成的晶體屬于分子晶體:由原子通過共價鍵形成的晶體屬于共價晶體；由陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體屬于離子晶體；由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的晶體屬于金屬晶體。⑵依據(jù)物質的分類判斷①活潑金屬的氧化物（如Na?。、MgO等）、強磁［如KOH、Ba（OH）2等］和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。②大多數(shù)非金屬單質（除金剛石、石墨、晶體硼、晶體硅等外）、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物（除Si02外）、酸、絕大多數(shù)有機物（除有機鹽外）是分子晶體。③常見的共價晶體單質有金剛石、晶體硼、晶體硅等；常見的共價晶體化合物有碳化硅、SiO2等。④金屬單質（除汞外）與合金均屬于金屬晶體。⑶依據(jù)晶體的熔點判斷離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至幾千攝氏度；共價晶體的熔點高，常在一千至幾千攝氏度；分子晶體的熔點較低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度；金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有熔點相當?shù)偷?。?）依據(jù)導電性判斷離子晶體在水溶液中和熔融狀態(tài)下都導電；共價晶體一般為非導體，但晶體硅能導電；分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質（主要是酸和非金屬氫化物）溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子，也能導電：金屬晶體是電的良導體。（5）依據(jù)硬度和機械性能判斷離子晶體硬度較大或略硬而脆；共價晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性。.四種物質的一些性質如下表：物質熔點/℃沸點/℃其他性質單質硫120.5271.5——單質硼23002550硬度大氯化鋁19()182.7177.8℃升華苛性鉀30()1320晶體不導電，熔融態(tài)導電晶體類型：單質硫是晶體；單質硼是晶體；氯化鋁是晶體；苛性鉀是晶體。答案分子共價分子離子解析單質硫為非金屬單質，其熔、沸點都較低，為分子晶體：單質硼為非金屬單質，其熔、沸點都很高，為共價晶體；氯化鋁為化合物，其熔、沸點都較低，并能在較低溫度下升華，為分子晶體；苛性鉀為化合物，其熔點較高，沸點很高，晶體不導電，熔融態(tài)導電，為離子晶體。.下列各組物質的沸點按由低到高的順序排列的是。A.N%、CH4.NaCLNaB.比0、H?S、MgSO4sS02CH4、H2O、NaCkS1O2Li、Na、K、Rb、Cs答案C解析C項中SiO?是共價晶體，NaQ是離子晶體，CH4、H2O都是分子晶體，且常溫下水為液態(tài)，CE是氣態(tài)。3.在解釋下列物質的變化規(guī)律與物質結構間的因果關系時，與化學鍵的強弱無關的是()A.鈉、鎂、鋁的熔點和沸點逐漸升高，硬度逐漸增大B.金剛石的硬度大于晶體硅的硬度，其熔點也高于晶體硅的熔點KF、KCKKBr、KI的熔點依次降低Fz、CMB。、b的熔點和沸點逐漸升高答案D解析鈉、鎂、鋁的熔點和沸點逐漸升高，硬度逐漸增大，這是因為它們中的金屬鍵逐漸增強，與化學鍵的強弱有關：金剛石的硬度大于晶體硅的硬度，其熔點也高于晶體珪的塔點，這是因為C—C的鍵長比Si—Si的鍵長短，C—C的鍵能比Si—Si的鍵能大，也與化學鍵的強弱有關；KF、KCKKBr、KI的熔點依次降低，這是因為它們中的離子鍵的強度逐漸減弱，與化學鍵的強弱有關。比較不同晶體熔、沸點的基本思路首先看物質的狀態(tài)，一般情況下是固體〉液體〉氣體；再看物質所屬類型，一般是共價晶體〉離子晶體,分子晶體(注意：不是絕對的，如氧化鋁的熔點大于晶體硅)，結構類型相同時再根據(jù)相應規(guī)律進行判斷。同類晶體熔、沸點比較思路：共價晶體一共價鍵鍵能一鍵長一原子半徑；分子晶體一分子間作用力一相對分子質量；離子晶體一離子鍵強弱一離子所帶電荷數(shù)、離子半徑；金屬晶體一金屬鍵一金屬陽離子所帶電荷、金屬陽離子半徑。1.下列氧化物中所含離子鍵成分的百分數(shù)最小的是0A.N2O3B.P2O3C.AS2O3D.BiaO?答案A解析電負性差值越大，離子鍵成分的百分數(shù)越大。2.某化學興趣小組，在學習分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點，記錄如下：NaClMgChAICI3SiCl4CaCI2熔點/℃801712190-68782沸點/℃14651418230571600根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，屬于分子晶體的是0A.NaCl、MgCL、CaChB.AICI3、S1CI4C.NaCKCaChD.全部答案B解析由分子構成的晶體，分子與分子之間以分子間作用力相互作用，而分子間作用力較小，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的熔、沸點較低，表中的MgCb、NaCKCaCI2的熔、沸點很高，很明顯不屬于分子晶體，AlCb、SiCL熔、沸點較低，應為分子晶體，B項正確。3.石墨晶體是層狀結構，在每一層內，每一個碳原子都與其他三個碳原子相結合。如圖是其晶體結構的俯視圖，則圖中7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是。A.10B.18C.24D.14答案D解析石墨晶體中最小的碳環(huán)為六元環(huán)，每個碳原子為3個六元環(huán)共用，故平均每個六元環(huán)含2個碳原子，圖中7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)為14。4.氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑；立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結構如圖所示，卜列關于這兩種晶體的說法正確的是0A.六方相氮化硼與石墨一樣可以導電B.立方相氮化硼含有。鍵和兀鍵，所以硬度大C,兩種晶體均為分子晶體D.六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間結構為平面三角形答案D解析A項，六方相藏化硼晶體中沒有可以自由移動的電子或離子，所以不導電，錯誤：B項，立方和鼠化硼中只含有。鍵，錯誤；C項，立方相藏化硼是共價晶體，錯誤：D項，由六方相良化硼的晶體結構可知，每個硼原子與相鄰負原子構成平面三角形，正確。5.下列各組物質中，按熔、沸點由低到高順序排列正確的是(填字母)。A.KC1、NaCkMgCbsMgOB.金剛石、SiC>SiO?、硅C.H2O、H2S、H2Se、H2TeD.Na、K、Rb、AlCO2、Na、KCKSiO2O2、b、Hg、MgCl2G.鈉、鉀、鈉鉀合金CH4、氏0、HF、NH3CH4、C2H6、C4H10、c3H8CH3cH2cH2cH2cH3、（Cbb'CHCH2cH3、C（CH3）4答案AE解析A中離子半徑：K+>Na+>Mg2+,02-<CF,離子所帶電荷數(shù)：K+=Na+<Mg2+,O2->C1-,離子所帶電荷數(shù)越少，離子半徑越大，熔、沸點越低，正確；B中鍵長：C-C<Si-0<Si—C<Si—Si,鍵長越長，熔、沸點越低，錯誤；C中相對分子質量逐漸增大，熔、沸點應該逐漸升高，但水分子間形成氫鍵，導致其熔、沸點較高，錯誤；D中原子半徑：Al<NaVKVRb,半徑越大，熔、沸點越低，錯誤：E中CO2常溫下為氣體，Na為金屬晶體，KCI為離子晶體，SiOz為共價晶體，正確：F中常溫下02為氣態(tài)，L為固態(tài)，Hg為液態(tài)，MgCb為離子晶體，錯誤；G中合金的熔、沸點低于任何一種組分金屬，錯誤；H中H20.HF、NH3分子間分別會形成氫鍵，它們的沸點均高于CH4的沸點，常溫下H2O為液態(tài)，沸點最高，錯誤：I中的幾種物質互為同系物，它們都是分子晶體，其熔、沸點隨著碳原子數(shù)增多（即相對分子質量增大）而逐漸升高，錯誤；J中的幾種物質互為同分異構體，支鏈越多，分子對稱性越好，范德華力越弱，熔、沸點越低，錯誤。6.SiO?以［SiCU］為基本單元形成空間立體網(wǎng)狀結構，其晶體類型為,在硅酸鹽中，