高一化學(xué)學(xué)案：第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精皰工巧解牛知識(shí)?巧學(xué)一、同素異形現(xiàn)象1.同素異形體由一種元素形成幾種不同單質(zhì)的現(xiàn)象叫做同素異形現(xiàn)象,同一種元素形成的性質(zhì)不同的單質(zhì)叫這種元素的同素異形體。2。常見(jiàn)的幾種同素異形體（1)碳的同素異形體：金剛石、石墨和富勒烯〔如C60、C70和單層或多層的碳納米管等〕.(2）氧的同素異形體:O2和O3（臭氧），它們可在一定條件下相互轉(zhuǎn)化.（3）磷的同素異形體：紅磷、白磷等.白磷是空間正四面體結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為P4。(4）硫的同素異形體：斜方硫、單斜硫、彈性硫等。要點(diǎn)提示同素異形體的指代對(duì)象是單質(zhì)，同素異形體是具有某些特性的單質(zhì)的互稱,任何化合物或原子間的關(guān)系,都不是同素異形體。二、同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體化合物具有相同的分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象,稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象；具有相同的分子式而結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱為同分異構(gòu)體。要點(diǎn)提示同分異構(gòu)體是針對(duì)化合物，且是具有相同分子式而結(jié)構(gòu)不同的化合物的互稱?；橥之悩?gòu)體的化合物雖然分子式相同,但結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)往往也不相同，因而不是同一種物質(zhì);只有分子式相同，結(jié)構(gòu)也相同的物質(zhì)才算同一種物質(zhì)；同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在，是有機(jī)化合物種類繁多的原因之一。三、不同類型的晶體晶體是具有規(guī)則的幾何外形的固體;非晶體是不具有規(guī)則的幾何外形的固體。晶體之所以具有規(guī)則的幾何外形是因?yàn)樵诰w的內(nèi)部，構(gòu)成晶體的微粒在空間有規(guī)則的重復(fù)排列的結(jié)果。根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒種類的不同以及微粒間的相互作用的不同，可以將晶體分為分子晶體、原子晶體、離子晶體、金屬晶體。1.離子晶體(1)離子晶體是離子間通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。（2)離子晶體的物理性質(zhì)①離子晶體具有較高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，難揮發(fā)。由于離子晶體中的離子鍵的存在，所以要克服離子間的相互作用力使物質(zhì)熔化、汽化，就需要較多的能量。②離子晶體硬而脆。離子晶體中，陰、陽(yáng)離子之間較強(qiáng)的作用力,導(dǎo)致離子表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分離子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎.③離子晶體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后能導(dǎo)電.在離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，離子不能自由移動(dòng)，即晶體中無(wú)自由移動(dòng)的離子，因此，離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高溫度時(shí)，陰、陽(yáng)離子獲取外界足夠能量，從而克服了離子間相互作用力，形成了自由移動(dòng)的離子；另外離子化合物在水溶液中，通過(guò)水分子的作用,也可以變成自由移動(dòng)的離子，以上兩種條件下所產(chǎn)生的自由移動(dòng)的離子，在通電情況下，可以發(fā)生定向移動(dòng)，而引起導(dǎo)電。要點(diǎn)提示離子晶體的構(gòu)成微粒:陰、陽(yáng)離子微粒間的相互作用：離子鍵2。分子晶體（1）分子晶體是指分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體。(2）分子間作用力對(duì)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度的影響范德華力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。如，鹵素單質(zhì)，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，分子間作用力越大,它們的熔沸點(diǎn)也相應(yīng)升高.要點(diǎn)提示分子晶體的構(gòu)成微粒：分子微粒間的相互作用：分子間作用力只有分子晶體才有真正意義上的分子式。3。原子晶體(1）相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體稱為原子晶體.要點(diǎn)提示原子晶體的構(gòu)成微粒：原子微粒間的相互作用：共價(jià)鍵(2)原子晶體的物理性質(zhì)原子晶體中，原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合。要使物質(zhì)熔化和汽化就要克服共價(jià)鍵作用，需要很多的能量.因此原子晶體一般都具有很高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，并難溶于水。并且原子晶體的硬度大,一般不導(dǎo)電。4。金屬晶體(1)金屬陽(yáng)離子和自由電子通過(guò)金屬鍵而形成的晶體叫做金屬晶體.要點(diǎn)提示金屬晶體的構(gòu)成微粒是金屬陽(yáng)離子和自由電子，其作用力是金屬鍵。(2）金屬晶體的共同物理特性是：有金屬光澤、能導(dǎo)電傳熱、具有延展性.金屬晶體的以上共性都跟自由電子有關(guān)。問(wèn)題?探究問(wèn)題1化學(xué)鍵和分子間作用力有什么不同?它們?nèi)绾斡绊懳镔|(zhì)的性質(zhì)?探究：化學(xué)鍵與分子間作用力的對(duì)比化學(xué)鍵分子間作用力定義相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子間強(qiáng)烈的相互作用物質(zhì)的分子間存在的一種微弱的相互作用存在分子內(nèi)或物質(zhì)內(nèi)部分子之間強(qiáng)弱強(qiáng)烈120—800kJ·mol-1微弱1—100kJ·mol-1對(duì)性質(zhì)的影響影響化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)只影響物理性質(zhì)問(wèn)題2不同晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有什么異同？探究：不同晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的異同見(jiàn)下表：比較離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體晶體微粒陰、陽(yáng)離子原子分子金屬離子和自由電子微粒間作用離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力金屬鍵硬度較大很大較小一般較大，部分小熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、揮發(fā)性熔點(diǎn)相對(duì)較高,沸點(diǎn)高，一般低揮發(fā)性熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高，無(wú)揮發(fā)性低熔點(diǎn)、低沸點(diǎn)、高揮發(fā)性一般熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，但有部分低熔點(diǎn)金屬（如Hg、Ga、Cs等）導(dǎo)熱性熱的不良導(dǎo)體熱的不良導(dǎo)體（Si、Ge是半導(dǎo)體）熱的不良導(dǎo)體熱的良導(dǎo)體導(dǎo)電性固態(tài)不良導(dǎo)體,熔化或溶于水能導(dǎo)電非導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)不導(dǎo)電，具有強(qiáng)極性鍵的物質(zhì),溶于水后能導(dǎo)電(如HCl)良導(dǎo)體機(jī)械加工性不良不良不良良物質(zhì)（實(shí)例)大部分鹽類、強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物（NaCl、NaOH、Na2O）金剛石、晶體硅、二氧化硅、碳化硅(SiC)、氮化鋁（AlN)絕大多數(shù)非金屬單質(zhì),非金屬氧化物(除SiO2），含氧酸，氣態(tài)氫化物，大多數(shù)有機(jī)物各種金屬與合金（1)不同晶體類型熔沸點(diǎn)高低的判斷：一般來(lái)講，熔沸點(diǎn)按原子晶體＞離子晶體＞分子晶體,金屬晶體有高有低。(2）離子晶體：離子半徑越小,所帶電荷越多，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。(3)原子晶體：對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小,鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，熔沸點(diǎn)越高。如SiO2＞SiC＞Si(4）分子晶體:組成結(jié)構(gòu)相似的分子，存在氫鍵的比不存在氫鍵的分子晶體的熔沸點(diǎn)高。組成結(jié)構(gòu)相似且不存在氫鍵的分子晶體，一般相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高.典題?熱題例1下列物質(zhì)互為同素異形體的是()A.CaCO3和MgCO3B。CO2和COC。C60和C70D。S6和S8解析:同素異形體是單質(zhì)間的互稱,由此排除A、B;C選項(xiàng)中，C60和C70都是由C元素形成的不同單質(zhì)，是C的同素異形體;D中，S6和S8都是由S元素形成的不同單質(zhì)，它們是S的同素異形體。C、D正確。答案：CD深化升華鞏固同素異形體的概念，并能將單質(zhì)與化合物區(qū)別開(kāi)來(lái)。例2下列物質(zhì)中兩者互為同分異構(gòu)體的是（)A.NH4CNO與CO（NH2）2B.CuSO4·3H2O與CuSO4·5H2OC.［Cr（H2O）4Cl2］Cl·2H2O與[Cr(H2O）5Cl］Cl2·H2OD。H2O與D2O（重水)解析：A中，NH4CNO和CO（NH2）2每個(gè)分子都有一個(gè)C、四個(gè)H、一個(gè)O和兩個(gè)N，而結(jié)構(gòu)是不同的.前者是離子化合物，結(jié)構(gòu)為[O—C≡N］—；后者（尿素）是共價(jià)化合物，結(jié)構(gòu)為.A選項(xiàng)正確。B中，雖然兩物質(zhì)分子中Cu和S原子個(gè)數(shù)相同，但結(jié)晶水個(gè)數(shù)不同，因而分子式不同，故此選項(xiàng)不正確。C中,兩物質(zhì)分子中都含一個(gè)Cr、三個(gè)Cl、十二個(gè)H和六個(gè)O，組成相同,即“同分”，而配合物內(nèi)界擺法不同，說(shuō)明結(jié)構(gòu)是不一樣的，因而是同分異構(gòu)，所以C選項(xiàng)正確。D中，水和重水兩者有相同的結(jié)構(gòu),不同的是H的同位素不同，所以不屬于同分異構(gòu)體，D選項(xiàng)不正確.答案：AC深化升華透徹理解同分異構(gòu)體的概念,且能與同位素、同素異形體、同一物質(zhì)等概念區(qū)別開(kāi)。例3嘗試對(duì)下列物質(zhì)進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分類，看看哪些是離子晶體，哪些是分子晶體，哪些是原子晶體,哪些是金屬晶體。干冰銅碘氯化鈣鐵二氧化硅氧化鈉金剛石解析：干冰是由CO2分子形成的晶體，碘是由I2分子形成的晶體，它們是分子晶體.銅、鐵是由