第三章晶体结构与性质 章末核心素养整合学案(含答案)
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1、第三章晶体结构与性质第三章晶体结构与性质 章末核心素养整合章末核心素养整合 专题 1 “三键一力”的比较 离子键 共价键 金属键 分子间作用力 非极性 键 极性键 配位键 范德华力 氢键 本质 阴、阳离子 间通过静电 作用形成 相邻原子间通过共用电子对(电 子云重叠)与原子核间的静电作 用形成 金属阳 离子与 自由电 子间强 烈的相 互作用 静电作用 成键条 件 (元素种 类) 成键原子的 得、失电子 能力差别很 大 成键原 子相同 成键原 子不同, 但得、 失 电子能 力差别 较小 成键原子 一方有孤 电子对(配 位体),另 一方有空 轨道 金属单 质或合 金 氢键的形成 条件是分子 中存在
2、强极 性的 NH、 OH 或 FH 键 特征 无方向性、 饱和性 有方向性、饱和性 无方向 性、 饱和性 氢键有饱和性和方向性, 范德华力无饱和性和方向 性 表 示 方 法 电 子 式 HH 氢键: AHB 结 构 式 HH HCl 存在的 表现形 离子化合物 (离子晶体) 非金属 单质、 共 共价化 合物, 离 离子化合 物如 金属单 质晶体 分子间均存在范德华力, 部分分子的分子间或分子 式(举例) 价化合 物、 部分 离子化 合物如 Na2O2 子化合 物 NH4Cl, 共 价化合物 如 Al2Cl6 或合金 内存在氢键 作用力 大 小比较 一般阴、阳 离子电荷越 多,半径越 小,离子键
3、 越强 成键原子电负性差值越大,键的 极性越强; 键能越大, 键长越小, 共价键越稳定(牢固) 金属阳 离子半 径越小, 价电子 数越多, 金属键 越强 相对分子质量和分子极性 影响范德华力大小,电负 性和原子半径影响氢键强 弱 化学键氢键范德华力 【例 1】 在下列化学反应中, 既有离子键、 极性键、 非极性键断裂, 又有离子键、 极性键、非极性键形成的是( ) A.2Na2O22H2O=4NaOHO2 B.Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3 C.Cl2H2OHClOHCl D.NH4ClNaOH= NaClNH3H2O 解析 化学反应是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 A反应中
4、既有Na 与O2 2 之间的离子键、O2 2中的氧氧非极性键,H2O 中氢氧极性键的断裂,又有生成物 中 Na 与 OH之间的离子键、OH中的氢氧极性键、O 2中氧氧非极性键的形成, 符合题意;B 反应中缺少非极性键的断裂与形成,不符合题意;C 反应中没有离 子键的断裂和形成,也没有非极性键的形成,不符合题意;D 反应中没有非极性 键的断裂和形成,不符合题意。 答案 A 专题 2 四种晶体类型的性质比较 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成粒子 分子 阴、阳离子 金属阳离子、 自由电子 原子 粒子间作用 范德华力(少 数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性 质 熔、沸点 较低 较
5、高 一般较高 很高 硬度 小 略硬而脆 一般较大,有 的质软 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶,有些与 水反应 不溶 机械加 工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态不 导电,部分溶 于水导电 固态时不导 电,熔化时、 能溶于水的溶 于水时导电 固态时导电, 熔化时导电 大部分固态、 熔化时都不导 电 作用力 大小规律 组成和结构相 似的分子,相 对分子质量大 的范德华力大 离子的电荷越 多、 半径越小, 离子键越强 金属原子的价 电子数越多、 半径越小,金 属离子与自由 电子间的作用 力越强 共价键键长越 短(电子云重 叠多)、原子半 径越小,键越 牢固 【例 2】 下列关
6、于晶体的说法正确的组合是( ) 分子晶体中都存在共价键 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S 晶体的熔点依次降低 离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键 CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个 Ti4 和 12 个 O2距离相等且紧邻 (图中 Ca2 、O2、Ti4分别位于立方体的体心、面心和顶点) SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 晶体中分子间作用力越大,分子越稳定 氯化钠熔化时离子键被破坏 A. B. C. D. 解析 稀有气体的晶体内不含化学键;金属晶体中含阳离子和自由电子,无阴离 子;离子晶体内可能
7、有共价键;SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相 结合;分子的稳定性由共价键的键能决定,与分子间作用力无关。 答案 D 专题 3 判断晶体类型 1.依据物质的分类判断 (1)金属氧化物(如 K2O 等)、强碱(如 NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶 体。 (2)金属单质与合金是金属晶体。 (3)常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的共价晶体化合物有 碳化硅、二氧化硅等。 (4)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金 属氧化物(除 SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。 2.根据物质的物理性质判断晶体的类型
8、(1)在常温下呈气态或液态的物质,其晶体应属于分子晶体(Hg 除外),如 H2O、 H2等。对于稀有气体,虽然构成物质的微粒为原子,但应看作单原子分子,因为 微粒间的相互作用力是范德华力,而非共价键。 (2)在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。如:NaCl 熔融后电离出 Na 和 Cl ,能自由移动,所以能导电。 (3)有较高的熔点,硬度大,并且难溶于水的物质大多为共价晶体,如晶体硅、二 氧化硅、金刚石等。 (4)易升华的物质大多为分子晶体。 3.根据物质所含化学键的类型判断晶体的类型 (1)离子晶体与化学键的关系: 离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键。注意,可以再细化:离子晶
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