小學(xué)二年級品德與生活教案
發(fā)表時間:2020-10-27高二化學(xué)《分子晶體與原子晶體》知識點(diǎn)總結(jié)。
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓上課時的教學(xué)氛圍非常活躍,幫助教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢?小編特地為大家精心收集和整理了“高二化學(xué)《分子晶體與原子晶體》知識點(diǎn)總結(jié)”,歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
高二化學(xué)《分子晶體與原子晶體》知識點(diǎn)總結(jié)
一、分子晶體
1.分子晶體的熔、沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小。對于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,隨相對分子質(zhì)量的增大,分子間作用力也增大,熔、沸點(diǎn)升高,如I2Br2Cl2F2,O2N2。組成相似的分子,有極性的比無極性的分子間作用力大,熔、沸點(diǎn)高,如SO2CO2。有氫鍵的分子晶體,還要考慮氫鍵的強(qiáng)弱。
2.結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量大的其熔、沸點(diǎn)不一定大。例如:H2O與H2S,H2O的沸點(diǎn)比H2S高,因?yàn)樗肿娱g有氫鍵,H2S分子中只有范德華力,而氫鍵比范德華力強(qiáng)。
二、原子晶體
1.原子晶體熔、沸點(diǎn)高低
原子晶體的熔、沸點(diǎn)取決于共價鍵的鍵長和鍵能,鍵能越大,鍵長越短,共價鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高,如金剛石金剛砂晶體硅。有時鍵能的大小、鍵長的長短是可直接通過形成共價鍵的非金屬原子所屬元素的電負(fù)性來判斷的。
2.分子晶體熔化時,一般只破壞分子間作用力,原子晶體熔化時要破壞化學(xué)鍵。
3.分子晶體與原子晶體的比較
晶體類型
分子晶體
原子晶體
定義
分子間通過分子間作用力形成的晶體
相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體
基本微粒
分子
原子
物質(zhì)類別
多數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價化合物
金剛石、碳化硅(SiC)、晶體硅、二氧化硅等少數(shù)非金屬單質(zhì)及共價化合物
物理性質(zhì)
硬度和密度較小,熔、沸點(diǎn)較低
硬度和密度大,熔、沸點(diǎn)高
決定熔、沸點(diǎn)
高低的因素
范德華力(或氫鍵)的強(qiáng)弱
共價鍵的強(qiáng)弱
導(dǎo)電性
某些溶于水能導(dǎo)電
均不導(dǎo)電
擴(kuò)展閱讀
分子晶體與原子晶體導(dǎo)學(xué)案
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《分子晶體與原子晶體導(dǎo)學(xué)案》,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
《選修三第三章第二節(jié) 分子晶體與原子晶體》導(dǎo)學(xué)案(第2課時)
學(xué)習(xí)時間2011—2012學(xué)年上學(xué)期周
【課標(biāo)要求】知識與技能要求:
1.掌握原子晶體的概念,能夠區(qū)分原子晶體和分子晶體。
2.了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征,能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系
【復(fù)習(xí)】1、什么是分子晶體?試舉例說明。2、分子晶體通常具有什么樣的物理性質(zhì)?
【觀察與思考】分析下表數(shù)據(jù),判斷金剛石是否屬于分子晶體
項(xiàng)目/物質(zhì)干冰金剛石
熔點(diǎn)很低3550℃
沸點(diǎn)很低4827℃
【閱讀與思考】閱讀教材P68倒數(shù)第一自然段以前內(nèi)容,明確金剛石的晶型與結(jié)構(gòu),并完成
1.原子晶體:____________________________。2.構(gòu)成粒子:______;3.粒子間的作用:_______;
金剛石晶體C-C鍵長C-C鍵能鍵角熔點(diǎn)硬度
原子晶體的物理性質(zhì):熔、沸點(diǎn)_______,硬度________;____________一般的溶劑;_____導(dǎo)電
【合作探究】:
(1)在金剛石晶體中,每個C與多少個C成鍵?形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)?最小碳環(huán)由多少個C原子構(gòu)成?它們是否在同一平面內(nèi)?
(2)12克金剛C—C鍵數(shù)為多少NA?
(3)在金剛石晶體中,C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為多少?
【回顧】根據(jù)所學(xué)二氧化碳與二氧化硅知識,填寫下表:
物質(zhì)/項(xiàng)目狀態(tài)(室溫)熔點(diǎn)℃
CO2-56.2
SiO21723
【閱讀】教材P68倒數(shù)第一自然段及圖3-15,結(jié)合必修一P74(科學(xué)視野)思考:
1.CO2與SiO2的晶體結(jié)構(gòu)是否相同?2.SiO2的化學(xué)式是否可以代表其分子式,為什么?3.為什么SiO2的熔沸點(diǎn)很高、硬度很大?
【閱讀】教材P69第一自然段,明確常見的原子晶體:________________________________
【學(xué)與問】教材P69
1.怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降?
2.“具有共價鍵的晶體叫做原子晶體。”這種說法對嗎?為什么?
【閱讀】P69-71(通過表3-3明確判斷原子晶體熔點(diǎn)高低的方法)
【典例解悟】1、關(guān)于SiO2晶體的敘述正確的是()
A、通常狀況下,60克SiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)
B、60克SiO2晶體中,含有2NA個Si-O鍵
C、晶體中與同一硅原子相連的4個氧原子處于同一四面體的4個頂點(diǎn)
D、SiO2晶體中含有1個硅原子,2個氧原子
2、碳化硅(SiC)的一種具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中碳原子和硅原子的位置是交替出現(xiàn)的,即每個Si原子處于四個C原子構(gòu)成的四面體的內(nèi)部,每個C原子也處于四個Si原子構(gòu)成的四面體的內(nèi)部。下列三種晶體:
①金剛石②晶體硅③碳化硅中,它們的熔點(diǎn)由高到低的順序是()
A、①③② B、②③①C、③①② D、②①③
3.晶體硅(Si)和金剛砂(SiC)都是與金剛石相似的原子晶體,請根據(jù)下表中數(shù)據(jù),分析其熔點(diǎn)、硬度的大小與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
晶體鍵能/kJmol-1鍵長/pm熔點(diǎn)/℃摩氏硬度
金剛石(C—C)348154390010
金剛砂(C—Si)30118427009.5
晶體硅(Si—Si)22623414106.5
【本堂小結(jié)】1.原子晶體:
2.構(gòu)成粒子:______________;3.粒子間的作用______________,
4.原子晶體的物理性質(zhì)
(1)熔、沸點(diǎn)__________,硬度___________(2)______________一般的溶劑。
(3)______________導(dǎo)電。原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因____________________
原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式______________原因____________________。
5.常見的原子晶體有____________________________等。
判斷晶體類型的依據(jù)
(1)看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。
對分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是______________,微粒間的相互作用是___________;
對于原子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是_______,微粒間的相互作用是___________鍵。
(2)看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如:熔、沸點(diǎn)或硬度)。
一般情況下,不同類晶體熔點(diǎn)高低順序是原子晶體比分子晶體的熔、沸點(diǎn)高得多
【對點(diǎn)練習(xí)】1.下列物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低順序中,正確的是()
A、金剛石晶體硅二氧化硅碳化硅B、CI4CBr4CCl4CH4
C、MgOH2OO2N2D、金剛石生鐵純鐵鈉
2.氮化鋁(AlN)常用做砂輪及高溫爐襯材料,熔化狀態(tài)下不導(dǎo)電,可知它屬于()。
A、離子晶體B、原子晶體C、分子晶體D、無法判斷
3.下列敘述正確的是()
A、離子晶體中一定含有活潑金屬元素的離子。B、離子晶體都是化合物。
C、固態(tài)不導(dǎo)電、水溶液能導(dǎo)電,這一性質(zhì)能說明某晶體一定是離子晶體。
D、離子晶體一般具有較高的熔點(diǎn)。
4.關(guān)于晶體的下列說法正確的是()
A、在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子。B、在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子。
C、原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高。D、分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低。
5.(2005江蘇高考,)氮化鋁()具有耐高溫、耐沖擊、導(dǎo)熱性能好等優(yōu)良性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、推測陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。在一定條件下,氮化鋁可通過如下反應(yīng)合成:,下列敘述正確的是()
A.氮化鋁的合成反應(yīng)中,N2是還原劑,Al2O3是氧化劑B.上述反應(yīng)中每生產(chǎn)2molAlN,N2得到3電子
C.氮化鋁中氮元素的化合價為-3價D.氮化鋁晶體屬于分子晶體
6、下列物質(zhì)中,屬于原子晶體的化合物是()
A.水晶B.晶體硅C.金剛石D.干冰
7.有關(guān)原子晶體的敘述中錯誤的是()
A.原子晶體中,原子不遵循緊密堆積原則B.原子晶體的熔點(diǎn)和硬度都較高
C.原子晶體中不存在獨(dú)立的分子D.原子晶體熔化時不破壞共價鍵
8.碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石②晶體硅③碳化硅中它們的熔點(diǎn),從高到低的順序是()
A.①③②B.②③①C.③①②D.②①③
9.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種,參考下列數(shù)據(jù),回答下列問題:
金剛石晶體硅晶體硼
熔點(diǎn)(K)382316832573
沸點(diǎn)(K)510026282823
硬度(moh)107.09.5
(1)晶體硼的晶體類型屬于晶體。
(2)已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子構(gòu)成的正二十面體如圖,其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn),每個頂點(diǎn)各有一個硼原子,通過觀察圖形及推算,可知此結(jié)構(gòu)單元是由個硼原子構(gòu)成,其中B—B鍵間的鍵角是(填度數(shù))。
【課后作業(yè)】
1.氮化硼(BN)是一種新型結(jié)構(gòu)材料,具有超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)良特性,下列各組物質(zhì)熔化時,所克服的微粒間作用與氮化硼熔化時克服的微粒間作用都相同的是()
A.硝酸鈉和金剛石B.晶體硅和水晶C.冰和干冰D.苯和萘
2.在40GPa高壓下,用激光器加熱到1800K時,人們成功制得原子晶體干冰,其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與SiO2原子晶體相似,下列說法正確的是()
A.原子晶體干冰易汽化,可用作制冷劑B.原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)
C.原子晶體干冰的硬度小,不能用作耐磨材料D.1mol原子晶體干冰中含2molC—O鍵
3.有關(guān)晶體的敘述中正確的是()
A.在SiO2晶體中,由Si、O構(gòu)成的最小單元環(huán)中共有8個電子
B.在12g金剛石中,含C—C共價鍵鍵數(shù)為4NA
C.干冰晶體熔化只需克服分子間作用力
D.金屬晶體是由金屬原子直接構(gòu)成的
4.分子晶體中一定有共價鍵嗎?分子晶體熔化時破壞共價鍵嗎?
5.二氧化硅和二氧化碳的熔、沸點(diǎn)為何相差很大?
5.氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)獲得。
(1)氮化硅屬于________晶體(填晶體類型)。
(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,原子間都以單鍵相連,且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相連,同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請寫出氮化硅的化學(xué)式:______。
(3)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Wo(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
6.二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其晶體的晶胞結(jié)構(gòu)模型如下圖所示。請認(rèn)真觀察該晶體模型后回答以下問題:
(1)二氧化硅晶體中最小環(huán)為________元環(huán)。
(2)每個硅原子為________個最小環(huán)共有。
(3)每個最小環(huán)平均擁有________個硅原子、________個氧原子。
7.
(1)上圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu),觀察圖形,確定在干冰中每個CO2分子周圍有 個與之緊鄰且等距離的CO2分子。
在干冰中撒入鎂粉,用紅熱的鐵棒引燃后,再蓋上另一塊干冰,出現(xiàn)的現(xiàn)象為 ,反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________
________________________________________________________________________。
(1)下列三種晶體①CO2,②CS2,③SiO2的熔點(diǎn)由高到低的順序是______________________(用序號填空),其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8.下圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu),它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨結(jié)構(gòu)中的某一種的某一部分。
(1)其中代表金剛石的是(填編號字母,下同),其中每個碳原子與______個碳原子最接近且距離相等。金剛石屬于________晶體。
(2)其中代表石墨的是__________,其中每個正六邊形占有碳原子數(shù)平均為______個。
(3)其中代表NaCl的是________,每個Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+有________個。
(4)代表CsCl的是________,它屬于________晶體,每個Cs+與______個Cl-緊鄰。
(5)代表干冰的是________,它屬于________晶體,每個CO2分子與______個CO2分子緊鄰。
疑點(diǎn)反饋:(通過本課學(xué)習(xí)、作業(yè)后你還有哪些沒有搞懂的知識,請記錄下來)
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《選修三第三章第二節(jié) 分子晶體與原子晶體》導(dǎo)學(xué)案(第2課時)
【閱讀與思考】1.相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。
2.原子;3.共價鍵;
【回顧】
狀態(tài)(室溫)
氣態(tài)
固態(tài)
【閱讀】1.SiO2和C02的晶體結(jié)構(gòu)不同。在SiO2晶體中,1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵,每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子;同時,每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。實(shí)際上,SiO2晶體是由Si原子和O原子按1:2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。
【學(xué)與問】1.提示 從碳到鍺,核電荷數(shù)增大,電子層數(shù)增多,原子半徑依次增大,C—C鍵、Si—Si鍵、Ge—Ge鍵的鍵長依次增大,鍵長越短,共價鍵越牢固,而熔化時破壞的是共價鍵,因此鍵的穩(wěn)定性是C—C鍵Si—Si鍵Ge—Ge鍵,所以金剛石、硅、鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降。
2.提示 不對。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價鍵,而它們都是分子晶體;如金剛石、晶體Si、SiC、SiO2中都有共價鍵,它們都是原子晶體;只有相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體。
【典例解悟】1、解析:60克SiO2晶體即1molSiO2,晶體中含有Si-O鍵數(shù)目為4mol(每個硅原子、氧原子分別含有4個、2個未成對電子,各拿出一個單電子形成Si-O共價鍵),含4NA個Si-O鍵;SiO2晶體中含有無數(shù)的硅原子和氧原子,只是硅氧原子個數(shù)比為1:2。
答案:C
2、解析:在結(jié)構(gòu)相似的原子晶體中,原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,熔、沸點(diǎn)越高。題目中所給的信息是有關(guān)SiC結(jié)構(gòu)的知識,通過信息加工并比較碳原子和硅原子的半徑,應(yīng)得出Si-Si鍵的鍵長比Si-C鍵的鍵長長,Si-C鍵比C-C鍵的鍵長長的結(jié)論,所以鍵能由高到低的順序應(yīng)該是C-C鍵C-Si鍵Si-Si鍵,由此可推出熔點(diǎn)由高到低的順序是①③②。
答案:A
3.解析 在原子晶體里,所有原子都以共價鍵相互結(jié)合,整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所以,影響原子晶體的熔點(diǎn)、硬度的主要因素就是共價鍵的鍵能大小,鍵能越大,原子晶體的熔點(diǎn)、硬度越高,而共價鍵的鍵能又與鍵長相關(guān),一般來說,鍵長越短,鍵能越大,鍵長越長,鍵能越小。
答案 鍵長越短,鍵能越大,熔點(diǎn)越高,硬度越大;反之,鍵長越長,鍵能越小,熔點(diǎn)越低,硬度越小。
原子晶體物理性質(zhì)的差異主要是由共價鍵鍵能的不同造成的,鍵能越大,熔、沸點(diǎn)越高,硬度越大。而鍵能又與鍵長有關(guān),鍵長可由成鍵原子半徑的相對大小得出。一般來說,成鍵原子的半徑之和越大,鍵長越長,鍵能越小。
【對點(diǎn)練習(xí)】
參考答案:1、BC2、B3、B、D4、A5、C6、A7、D8、A
9.(1)原子(2)1260°
【課后作業(yè)】
1.答案 B
2.答案 B
3.有答案 C
4.答案 不一定,如稀有氣體晶體中只有分子間作用力而無化學(xué)鍵。分子晶體熔化時只破壞分子間作用力,不破壞共價鍵。
5.答案 SiO2為原子晶體,CO2為分子晶體,熔化時破壞的分別是為共價鍵和分子間作用力,故SiO2熔、沸點(diǎn)高,而CO2熔、沸點(diǎn)低。
5.答案 (1)原子 (2)Si3N4
(3)3SiCl4+2N2+6H2=====高溫Si3N4+12HCl
6.答案 (1)12 (2)12 (3)12 1
7.答案 (1)12 鎂粉在干冰中繼續(xù)燃燒,發(fā)出耀眼的白光,并有黑色物質(zhì)生成 2Mg+CO2=====點(diǎn)燃2MgO+C
(2)③?、凇、佟iO2是原子晶體,CO2、CS2是分子晶體,所以SiO2熔點(diǎn)最高;CO2和CS2組成和結(jié)構(gòu)相似,且CS2的相對分子質(zhì)量大于CO2的相對分子質(zhì)量,所以CS2的熔點(diǎn)高于CO2
8.答案 (1)D 4 原子 (2)E 2 (3)A 12
(4)C 離子 8 (5)B 分子 12
離子晶體、分子晶體和原子晶體(二)
為了促進(jìn)學(xué)生掌握上課知識點(diǎn),老師需要提前準(zhǔn)備教案,大家在仔細(xì)規(guī)劃教案課件。將教案課件的工作計(jì)劃制定好,未來工作才會更有干勁!你們會寫一段優(yōu)秀的教案課件嗎?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“離子晶體、分子晶體和原子晶體(二)”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握分子間作用力和氫鍵對物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響。
2.掌握構(gòu)成分子晶體的微粒,分子晶體的物理特性。
3.了解物質(zhì)的“相似相溶”原理。
二、學(xué)習(xí)過程
(一)引入新課
[復(fù)習(xí)提問]
1.常溫下氟是淡黃綠色的;氯是黃綠色的;溴是深棕紅色的;碘是紫黑色的。鹵素單質(zhì)常溫下狀態(tài)不同的原因是。
[新授內(nèi)容]分子晶體、相似相溶原理
一、知識要點(diǎn)(學(xué)生自學(xué)完成)
1.分子間作用力
(1)分子間作用力_________________;又稱范德華力。分子間作用力存在于______________________之間。
(2)影響因素:
①分子的極性
②組成和結(jié)構(gòu)相似的:
2.分子晶體
(1)定義:________________________________
(2)構(gòu)成微粒________________________________
(3)粒子間的作用力:________________________________
(4)分子晶體一般物質(zhì)類別________________________________
(5)分子晶體的物理性質(zhì)________________________________________________
二、要點(diǎn)點(diǎn)撥
1.結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響:構(gòu)成分子晶體的粒子是分子,分子間以分子間作用力而結(jié)合,而分子之間作用力是一種比較弱的作用。比化學(xué)鍵弱的多。因此造成分子晶體的硬度小,熔、沸點(diǎn)低(與離子晶體相比較)。分子晶體無論是液態(tài)時,還是固態(tài)時,存在的都是分子,不存在可以導(dǎo)電的粒子(陰、陽離子或電子),故分子晶體熔融或固態(tài)時都不導(dǎo)電,由此性質(zhì),可判斷晶體為分子晶體。
2.氫鍵:對于HF、H20、NH3熔、沸點(diǎn)反常,原因在于三者都是極性分子(極性很強(qiáng))分子間作用力很大,超出了一般的分子間作用力的范圍(實(shí)屬氫鍵)。是介于分子間作用力和化學(xué)鍵之間的一種特殊的分子間作用力,因此,它們的熔、沸點(diǎn)反常。
3.空間結(jié)構(gòu):分子晶體中的分子構(gòu)成晶體時,一般也有自己的規(guī)律,并不象我們所想象的那樣任意排列。不同的物質(zhì),分子之間的排列方式可能不相同,在中學(xué),我們只了解干冰中C02分子的排列方式就可以了。由干冰晶體求一個晶胞中C02分子數(shù)目的方法同離子晶體。
4.影響分子間作用力的因素:
①分子的極性
②相對分子質(zhì)量的大小。這里所說的分子的極性,一般指極性特別強(qiáng)的,即第二周期的幾種活潑非金屬的氫化物:HF、H20、NH3。其他組成和結(jié)構(gòu)相似物質(zhì)分子間作用力的大小,則要看其相對分子質(zhì)量的大小。
相對分子質(zhì)量大的分子,其中一般存在原子序數(shù)比較大的元素,這些元素的原子體積一般比較大。由于每個分子的電子不斷運(yùn)動和原子核的不斷振動,經(jīng)常發(fā)生電子云和原子核之間的瞬時相對偏移,從而使原子產(chǎn)生瞬時的極性,并且原子的體積越大,這種相對偏移也越大。因此使分子間產(chǎn)生作用。由于這種現(xiàn)象產(chǎn)生的分子間作用力一般比由于分子本身存在極性產(chǎn)生的作用要弱
三、習(xí)題講練(學(xué)生先練,教師再點(diǎn)撥)
[例1]共價鍵、離子鍵和范德華力是構(gòu)成物質(zhì)粒子間的不同作用方式,下列物質(zhì)中,只含有上述一種作用的是()
A.干冰B.氯化鈉
C.氫氧化鈉D.碘
[解析]干冰是分子晶體,分于內(nèi)存在共價鍵,分子間存在范德華力。NaCl是離子晶體只存在離子鍵。NaOH是離子晶體,不僅存在離子鍵,還存在H—O間共價鍵。
碘也是分子晶體,分子內(nèi)存在共價鍵,分子間存在分子間作用力。故只有B符合題意。
[例2]在解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時,與鍵能無關(guān)的變化規(guī)律是()
A.HF、HCI、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱
B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次減低
C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)逐漸升高
D.H2S的熔沸點(diǎn)小于H2O的熔、沸點(diǎn)
[解析]HF、HCl、HBr、HI熱穩(wěn)定性依次減弱是它們的共價鍵鍵能逐漸減小的原因,與鍵能有關(guān)。NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次減低是它們的離子鍵能隨離子半徑增大逐漸減小的原因。F2、C12、Br2、I2為分子晶體。熔、沸點(diǎn)逐漸降低由分子間作用力決定。H2S與H2O的熔沸點(diǎn)高低由分子間作用力及分子的極性決定。故選C、D。
[例3](1)PtCl2(NH3)2成平面立方形結(jié)構(gòu),它可以形成兩種固體。一種為淡黃色,在水中溶解度較?。涣硪环N為黃綠色,在水中溶解度較大。請?jiān)诳崭駜?nèi)分別畫出這兩種固體分子的幾何構(gòu)型圖。
(1)淡黃色固體,分子構(gòu)型
(1)(2)
黃綠色固體,分子構(gòu)型
(2)試解釋:鈉的鹵化物比相應(yīng)的硅的鹵化物熔點(diǎn)高的多
[解析]分子對稱、無極性、顏色為淡黃色、難溶于水,因?yàn)槭欠菢O性分子
分子不對稱、有極性、顏色為黃綠色能溶于水、因?yàn)榉肿佑袠O性
(2)鈉的鹵化物比相應(yīng)的硅的鹵化物的熔點(diǎn)高得多,這與晶體的類型有關(guān)。前者是離子晶體而后者為分子晶體,前者靠陰、陽離子相互作用比后者的范德華力大的多。
[例4]在干冰晶體中每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有___________個在晶體中截取一個最小的正方形;使正方形的四個頂點(diǎn)部落到CO2分子的中心,則在這個正方形的平面上有___________個C02分子。
[解析]解答此題要求對干冰的晶體模型十分熟悉。以右下角C02分子研究對象:與其緊鄰的為
面心上的3個C02分子,而CO2分子被8個這樣的立方體所共有,故有3×8=24。又考慮到面心上的C02被2個這個的立方體共有,故24/2=12個。
由C02晶體模型分析得出,符合題意的最小正方形即模型的角對角面的一半,不難看出有4個C02分于。
[答案]12個4個
四、總結(jié)
1.分子間通過分子作用力相結(jié)合的晶體叫分子晶體。構(gòu)成分子晶體的微粒是分子。分子晶體中,由于分子間作用力較弱,因此,分子晶體一般硬度較小,熔、沸點(diǎn)較低。
2.一般來說,對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),分子間作用力隨著相對分子質(zhì)量增加而增大,物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)也升高。例如:F2Cl2Br2I2、CF4CCl4CBr4CCl4、CO2CS2等。
3.組成相似的分子,極性分子的熔、沸點(diǎn)大于非極性分子,如:SO2CO2
第二講針對性練習(xí)
一、選擇題
1.下列物質(zhì)在變化過程中,只需克服分子間作用力的是()
A.食鹽溶解B.鐵的熔化
C.干冰升華D.氯化銨的“升華”
2.下列化學(xué)式能真實(shí)表示物質(zhì)分子組成的是()
A.NaOHB.S03
C.CsClD.NaCl
3.最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新分子,它具有空心的類似足球的結(jié)構(gòu),分子式為C60,下列說法正確的是()
A.C60是一種新型的化合物
B.C60和石墨都是碳的同素異形體
C.C60中雖然沒有離子鍵,但固體為離子晶體
D.C60相對分子質(zhì)量為720
4.當(dāng)S03晶體熔化或氣化時,下述各項(xiàng)中發(fā)生變化的是()
A.分子內(nèi)化學(xué)鍵B.分子間距離
C.分子構(gòu)型D.分子間作用力
5.IA族元素的原子與最外層有7個電子的原子結(jié)合,可以形成()
A.離子晶體
B.分子晶體
C.離子晶體,分子晶體都不可能形成
D.無法確定
6,支持固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)是
A.氮原子不能形成陽離子
B.銨離子不能單獨(dú)存在
C.常溫下,氨是氣態(tài)物質(zhì)
D.氨極易溶于水
7.下列有關(guān)共價化合物的說法:①具有較低的熔、沸點(diǎn)②不是電解質(zhì)③固態(tài)時是分子晶體④都是由分子構(gòu)成⑤液態(tài)時不導(dǎo)電,其中一定正確的是
A.①③④B.②⑤
C.①②③④⑤D.⑤
8.下列分子晶體:
①HCl②HBr③HI④CO⑤N2⑥H2熔沸點(diǎn)由高到低的順序是()
A.①②③④⑤⑥B.③②①⑤④⑥
C.③②①④⑤⑥D(zhuǎn),⑥⑤④③②①
9.下列性質(zhì)適合于分子晶體的是()
A.熔點(diǎn)1070℃,易溶于水,水溶液導(dǎo)電
B.熔點(diǎn)10.31℃,液態(tài)不導(dǎo)電、水溶液能導(dǎo)電
C.能溶于CS2、熔點(diǎn)112.8℃,沸點(diǎn)444.6℃
D.熔點(diǎn)97.81℃,質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97g/cm3
二、填空題
10.有兩組關(guān)于物質(zhì)熔點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析以上數(shù)據(jù),回答:
I組
物質(zhì)
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔點(diǎn)
II組
物質(zhì)
SiCl4
GeCl4
SnCl4
PbCl4
熔點(diǎn)
(1)有什么規(guī)律可循______________________________________
(2)造成這些規(guī)律的主要原因是__________________________________________
11.已知白磷是由P4分子形成的分子
晶體,每個P4分子是正四面體結(jié)
構(gòu)。分子中的四個磷原子位于正
四面體的四個頂點(diǎn)。則P4分子中
共有___________個P—P鍵。
12.磷在空氣中充分燃燒后生成結(jié)構(gòu)如圖所示的分子。圖中圓圈表示原子、實(shí)線表示化學(xué)鍵。試回答:
(1)請從圖中找出磷原子,并在圖上將其涂黑。
(2)形成化合物的化學(xué)式為________________。
(3)分子內(nèi)的磷原子排列成______________形。
(4)每個磷原子處于______________中心。
(5)在用實(shí)線表示的化學(xué)鍵中,兩原子間單線表示
的是_________極(填寫非極性鍵或極性鍵)。
13.1996年諾貝化學(xué)獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家.C60分子是形如球狀的多面體(如圖),該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮:
①C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學(xué)鍵;
②C60分子只含有五邊形和六邊形;
③多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系,遵循歐拉定理:
據(jù)上所述,可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形,C60分子所含的雙鍵數(shù)為30.
請回答下列問題:
(1)固體C60與金剛石相比較,熔點(diǎn)較高者應(yīng)是____________,理由是:
_________________________________________________________.
(2)試估計(jì)C60跟F2在一定條件下,能否發(fā)生反應(yīng)生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_________________________,并簡述其理由:
________________________________________________________.
(3)通過計(jì)算,確定C60分子所含單鍵數(shù).
C60分子所含單鍵數(shù)為_______________.
(4)C70分子也已制得,它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮而推知.通過計(jì)算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目.
C70分子中所含五邊形數(shù)為____________,六邊形數(shù)為_________.
第2課時練習(xí)答案
一、選擇題
1.A2.B3.BD4.BD5.AB6.C7.D8.C9.BC
二、填空題
10.(1)I組:隨離子健的減弱,熔點(diǎn)降低
Ⅱ組:隨分子量的增大,熔點(diǎn)升高。
(2)原理:工組為離子晶體Ⅱ組為分子晶體。
11.6個
12.(1)
(2)P4010(3)正四面體
(4)由原予排列成的正四面體
(5)極性
13.解答
(1)金剛石
金剛石屬原子晶體,而固體C60不是,故金剛石熔點(diǎn)較高.
(答出“金剛石屬原子晶體”即給分)
(2)可能
因C60分子含30個雙鍵,與極活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C60F60
(只要指出"C60含30個雙鍵"即給分,但答“因C60含有雙鍵”不給分)
(3)依題意C60分子形成的化學(xué)鍵:
也可由歐拉定理計(jì)算鍵數(shù)(即棱邊數(shù)):60+(12+20)-2=90
C60分子中單鍵為:90-30=60(1分)
(4)設(shè)C70分子中五邊形數(shù)為x,六邊形數(shù)為y.依題意可得方程組:
解得:五邊形數(shù)x=12,六邊形數(shù)y=25離子晶體、分子晶體和原子晶體(一)
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一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.使學(xué)生了解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)。
2.使學(xué)生理解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系
3.使學(xué)生了解分子間作用力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
4.常識性介紹氫鍵及其物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型;晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系
難點(diǎn):離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型;氫鍵
三、學(xué)習(xí)過程
(一)引入新課
[復(fù)習(xí)提問]
1.寫出NaCl、CO2、H2O的電子式
。
2.NaCl晶體是由Na+和Cl—通過形成的晶體。
[課題板書]第一節(jié)離子晶體、分子晶體和分子晶體(有課件)
一、離子晶體
1、概念:離子間通過離子鍵形成的晶體
2、空間結(jié)構(gòu)
以NaCl、CsCl為例來,以媒體為手段,攻克離子晶體空間結(jié)構(gòu)這一難點(diǎn)
[針對性練習(xí)]
[例1]如圖為NaCl晶體結(jié)構(gòu)圖,圖中直線交點(diǎn)處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置(不考慮體積的大小)。
(1)請將其代表Na+的用筆涂黑圓點(diǎn),以完成NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。并確定晶體的晶胞,分析其構(gòu)成。
(2)從晶胞中分Na+周圍與它最近時且距離相等的Na+共有多少個?
[解析]下圖中心圓甲涂黑為Na+,與之相隔均要涂黑
(1)分析圖為8個小立方體構(gòu)成,為晶體的晶胞,
(2)計(jì)算在該晶胞中含有Na+的數(shù)目。在晶胞中心有1個Na+外,在棱上共有4個Na+,一個晶胞有6個面,與這6個面相接的其他晶胞還有6個面,共12個面。又因棱上每個Na+又為周圍4個晶胞所共有,所以該晶胞獨(dú)占的是12×1/4=3個.該晶胞共有的Na+為4個。
晶胞中含有的Cl-數(shù):Cl-位于頂點(diǎn)及面心處,每.個平面上有4個頂點(diǎn)與1個面心,而每個頂點(diǎn)上的氯離于又為8個晶胞(本層4個,上層4個)所共有。該晶胞獨(dú)占8×1/8=1個。一個晶胞有6個面,每面有一個面心氯離子,又為兩個晶胞共有,所以該晶胞中獨(dú)占的Cl-數(shù)為6×1/2=3。
不難推出,n(Na+):n(Cl-)=4:4:1:1?;瘜W(xué)式為NaCl.
(3)以中心Na+為依據(jù),畫上或找出三個平面(主個平面互相垂直)。在每個平面上的Na+都與中心Na+最近且為等距離。
每個平面上又都有4個Na+,所以與Na+最近相鄰且等距的Na+為3×4=12個。
[答案]
(1)含8個小立方體的NaCl晶體示意圖為一個晶胞
(2)在晶胞中Na+與Cl-個數(shù)比為1:1.
(3)12個
3、離子晶體結(jié)構(gòu)對其性質(zhì)的影響
(1)離子晶體熔、沸點(diǎn)的高低取決于離子鍵的強(qiáng)弱,而離子晶體的穩(wěn)定性又取決于什么?在離子晶體中,構(gòu)成晶體的粒子和構(gòu)成離子鍵的粒子是相同的,即都是陰、陽離子。離子晶體發(fā)生三態(tài)變化,破壞的是離子鍵。也就是離子鍵強(qiáng)弱即決定了晶體熔、沸點(diǎn)的高低,又決定了晶體穩(wěn)定性的強(qiáng)弱。
(2)離子晶體中為何不存在單個的小分子?
在離子晶體中,陰、陽離子既可以看作是帶電的質(zhì)點(diǎn),又要以看作是帶電的球體,其中,陽離子總是盡可能的多吸引陰離子、陰離子又總是盡可能多的吸引陰離子(只要空間條件允許的話)這種結(jié)構(gòu)向空間延伸,即晶體多大,分子就有多大,晶體內(nèi)根本不存在單個的小分子,整個晶體就是一個大分子。
4、離子晶體的判斷及晶胞折算
(1)如何判斷一種晶體是離子晶體
方法一:由組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)種類分:離子化合物一定為離子晶體。
方法二:由晶體的性質(zhì)來分:①根據(jù)導(dǎo)電性:固態(tài)時不導(dǎo)電而熔化或溶解時能導(dǎo)電的一般為離子晶體。
②根據(jù)機(jī)械性能:具有較高硬度,且脆的為離子晶體。
(2)什么是晶胞?如何由晶胞來求算晶體的化學(xué)式?
構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)粒子是按著一定的排列方式所形成的固態(tài)群體。在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單位叫晶胞。
根據(jù)離子晶體的晶胞,求陰、陽離子個數(shù)比的方法?
①處于頂點(diǎn)上的離子:同時為8個晶胞共有,每個離子有1/8屬于晶胞。
②處于棱上的離子:同時為4個晶胞共有,每個離子有1/4屬于晶胞。
③處于面上的離子;同時為2個晶胞共有,每個離子有1/2屬于晶胞。
④處于體心的離子:則完全屬于該晶胞。
[學(xué)生練習(xí)]
題目:在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中,有一種化合物叫鈣鈦礦,其晶體結(jié)構(gòu)中有代表性的最小單位結(jié)構(gòu)如圖所示試回答:
(1)在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個?
(2)在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個數(shù)化是多少?
[解析]由圖看出,在每個鈦離于的同層左、右與前后、上下各層中都緊密排列著完全相同的鈦離子,共有晶胞邊長的6個鈦離子。
至于同一晶胞中獨(dú)占三元素粒子個數(shù)比,則從每種元素粒子是晶胞中的位置考慮。Ca2+位于立方體的中央為一個晶胞所獨(dú)占;鈦離子位于晶胞的頂點(diǎn)上,為相鄰兩層8個晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4個而上下中相同重復(fù)共8個),而每個晶胞獨(dú)占有8×1/8=1個。氧離子位于棱上,在同一晶胞中,每個氧離子為同層的4個晶胞所共有,一個晶胞獨(dú)占12×1/4=3個。故氧、鈣、鈦的粒子數(shù)之比為3:1:1
[答案]63:1:1
5、總結(jié)
1.離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫離子晶體。構(gòu)成離子晶體的微粒是陽離子和陰離子。離子晶體中,陽離子和陰離子間存在著較強(qiáng)的離子鍵,因此,離子晶體一般硬度較高,密度較大,熔、沸點(diǎn)較高。
2.一般地講,化學(xué)式與結(jié)構(gòu)相似的離子晶體,陰、陽離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高。如:KCINaCINaF。
離子晶體針對性訓(xùn)練
一、選擇題
1.下列性質(zhì)中,可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵
的是()
A.可溶于水B.有較高的熔點(diǎn)
C.水溶液能導(dǎo)電D.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電
2.下列物質(zhì)中,含有極性鍵的離子化合是。
A.CaCl2B.Na202C.NaOHD.K2S
3.Cs是IA族元素,F(xiàn)是VIIA族元素,估計(jì)Cs和F形成
的化合物可能是
A.離子化合物B.化學(xué)式為CsF2
C.室溫為固體D.室溫為氣體
4.某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素,其排列方式
如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫
出),晶體中A、B、C的中原子個數(shù)之比依次為
A.1:3:1B.2:3:1
C.2:2:1D.1:3:3
5.NaF,Nal,MgO均為離子化合物,根據(jù)下列數(shù)據(jù),這
三種化合物的熔點(diǎn)高低順序是()
物質(zhì)
①NaF
②NaI
③MgO
離子電荷數(shù)
1
1
3
m
2.31
3.18
2.10
A.①②③B.③①②
C.③②①D.②①③
6.在NaCl晶體中與每個Na+距離等同且最近的幾個Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為()
A.正四面體B.正六面體
C.正八面體D.正十二面體
7.如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元),已知晶體中2個最近的Cs+離子核間距為acm,氯化銫的式量為M,NA為阿伏加德羅常數(shù),則氯化銫晶體的密度為
B.C.D.
二、填空題
8.參考下列熔點(diǎn)數(shù)據(jù)回答:
物質(zhì)
NaF
NaCl
NaBr
NaI
熔點(diǎn)℃
995
801
755
651
物質(zhì)
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔點(diǎn)℃
801
776
715
646
鈉的鹵化物從NaF到NaI及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點(diǎn)逐漸____________這與__________有關(guān)。隨__________增大__________減小,故熔點(diǎn)__________逐漸。
9.某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,x位于立方體的
頂點(diǎn),Y位于立方體中心。試分析:
(1)晶體中每個Y同時吸引著__________個X,每
個x同時吸引著__________個Y,該晶體的化學(xué)式
為__________。
(2)晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等
的X共有__________個。
(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角
∠XYX的度數(shù)為__________。
(4)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,晶體密度為ρ·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA則晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為__________。
10.晶體具有規(guī)則的幾何外型、晶體中最基本的重復(fù)單
位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO
晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型,由于晶體缺陷,x值小于1
測知FexO晶體密度為ρ=5.71g·cm-3,晶胞邊長為
4.28×10-10m。
(1)FexO中x值(精確至O.01)為
(2)晶體中的Fe分別為Fe2+、Fe3+,在Fe2+和
Fe3+的總數(shù)中,F(xiàn)e2+所占分?jǐn)?shù)(用小數(shù)表示,精確至0.001)為______________。
(3)此晶體的化學(xué)式為_____________。
(4)與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-圍成的空間幾何形狀是_____________。
(5)在晶體中,鐵元素間最短距離為_____________cm
11.有一種藍(lán)色晶體,它的結(jié)構(gòu)特征是Fe2+和Fe3+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn),而CN-離子位于立方體的棱上。
(1)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),推出其化學(xué)式(用最簡單整數(shù)表示)__________________________。
(2)此化學(xué)式帶何種電荷?用什么樣的離子(用Mn+表示)與其結(jié)合成中性的化學(xué)式?寫出此電中性的化學(xué)式。
答:
(3)指出(2)中添加離子在晶體結(jié)構(gòu)中的什么位置。
答:
12.1986年,瑞士兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種性能良好的金屬氧化物超導(dǎo)體,使超導(dǎo)工作取得突破性進(jìn)展,為此兩位科學(xué)家獲得了1987年的Nobel物理學(xué)獎。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。
(1)根據(jù)圖示晶胞結(jié)構(gòu),推算晶體中Y,Cu,Ba和O原子個數(shù)比,確定其化學(xué)式
(2)根據(jù)(1)所推出的化合物的組成,計(jì)算其中Cu原子的平均化合價(該化合物中各元素的化合價為Y+3,Ba+2,Cu+2和Cu+3)試計(jì)算化合物中這兩種價態(tài)Cu原子個數(shù)比
離子晶體針對性練習(xí)答案
一、選擇題
1.D2.C3.AC4.A5.B6.C7.C
二、填空題
8.降低陰離子半徑由F-到I-逐漸增大離半徑陰、陽離子相互吸引降低
9.(1)48XY2(或Y2X)
(2)12(3)109°28
(4)
10.(1)0.92(2)0.826
(3)
(4)正八面體(5)3.03×10-10
11.(1)FeFe(CN)6-
(2)帶一個單位負(fù)電荷,可用Na+,K+,Rb+(用M+表示)與之結(jié)合MFeFe(CN)6
(3)M+在每隔一個立方體的體心上。
12.(1)YBa2Cu3O7
(2)Cu2+:Cu3+=2:1
高二化學(xué)教案:《離子晶體、分子晶體和原子晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來,幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是小編精心為您整理的“高二化學(xué)教案:《離子晶體、分子晶體和原子晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.使學(xué)生了解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)。
2.使學(xué)生理解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系
3.使學(xué)生了解分子間作用力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
4.常識性介紹氫鍵及其物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型;晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系
難點(diǎn):離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型;氫鍵
三、學(xué)習(xí)過程
(一)引入新課
[復(fù)習(xí)提問]
1.寫出NaCl 、CO2 、H2O 的電子式
。
2.NaCl晶體是由Na+和Cl—通過 形成的晶體。
[課題板書] 第一節(jié) 離子晶體、分子晶體和分子晶體(有課件)
一、離子晶體
1、概念:離子間通過離子鍵形成的晶體
2、空間結(jié)構(gòu)
以NaCl 、CsCl為例來,以媒體為手段,攻克離子晶體空間結(jié)構(gòu)這一難點(diǎn)
[針對性練習(xí)]
[例1]如圖為NaCl晶體結(jié)構(gòu)圖,圖中直線交點(diǎn)處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置(不考慮體積的大小)。
(1)請將其代表Na+的用筆涂黑圓點(diǎn),以完成 NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。并確定晶體的晶胞,分析其構(gòu)成。
(2)從晶胞中分Na+周圍與它最近時且距離相等的 Na+共有多少個?
[解析]下圖中心圓甲涂黑為Na+,與之相隔均要涂黑
(1)分析圖為8個小立方體構(gòu)成,為晶體的晶胞,
(2)計(jì)算在該晶胞中含有Na+的數(shù)目。在晶胞中心有1個Na+外,在棱上共有4個Na+,一個晶胞有6個面,與這6個面相接的其他晶胞還有6個面,共12個面。又因棱上每個Na+又為周圍4個晶胞所共有,所以該晶胞獨(dú)占的是12×1/4=3個.該晶胞共有的Na+為4個。
晶胞中含有的Cl-數(shù):Cl-位于頂點(diǎn)及面心處,每.個平面上有4個頂點(diǎn)與1個面心,而每個頂點(diǎn)上的氯離于又為8個晶胞(本層4個,上層4個)所共有。該晶胞獨(dú)占8×1/8=1個。一個晶胞有6個面,每面有一個面心氯離子,又為兩個晶胞共有,所以該晶胞中獨(dú)占的Cl-數(shù)為6×1/2=3。
不難推出,n(Na+):n(Cl-)=4:4:1:1?;瘜W(xué)式為NaCl.
(3)以中心Na+為依據(jù),畫上或找出三個平面(主個平面互相垂直)。在每個平面上的Na+都與中心 Na+最近且為等距離。
每個平面上又都有4個Na+,所以與Na+最近相鄰且等距的Na+為3×4=12個。
[答案]
(1)含8個小立方體的NaCl晶體示意圖為一個晶胞
(2)在晶胞中Na+與Cl-個數(shù)比為1:1.
(3)12個
3、離子晶體結(jié)構(gòu)對其性質(zhì)的影響
(1)離子晶體熔、沸點(diǎn)的高低取決于離子鍵的強(qiáng)弱,而離子晶體的穩(wěn)定性又取決于什么?在離子晶體中,構(gòu)成晶體的粒子和構(gòu)成離子鍵的粒子是相同的,即都是陰、陽離子。離子晶體發(fā)生三態(tài)變化,破壞的是離子鍵。也就是離子鍵強(qiáng)弱即決定了晶體熔、沸點(diǎn)的高低,又決定了晶體穩(wěn)定性的強(qiáng)弱。
(2)離子晶體中為何不存在單個的小分子?
在離子晶體中,陰、陽離子既可以看作是帶電的質(zhì)點(diǎn),又要以看作是帶電的球體,其中,陽離子總是盡可能的多吸引陰離子、陰離子又總是盡可能多的吸引陰離子(只要空間條件允許的話)這種結(jié)構(gòu)向空間延伸,即晶體多大,分子就有多大,晶體內(nèi)根本不存在單個的小分子,整個晶體就是一個大分子。
4、離子晶體的判斷及晶胞折算
(1)如何判斷一種晶體是離子晶體
方法一:由組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)種類分:離子化合物一定為離子晶體。
方法二:由晶體的性質(zhì)來分:①根據(jù)導(dǎo)電性:固態(tài)時不導(dǎo)電而熔化或溶解時能導(dǎo)電的一般為離子晶體。
②根據(jù)機(jī)械性能:具有較高硬度,且脆的為離子晶體。
(2)什么是晶胞?如何由晶胞來求算晶體的化學(xué)式?
構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)粒子是按著一定的排列方式所形成的固態(tài)群體。在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單位叫晶胞。
根據(jù)離子晶體的晶胞,求陰、陽離子個數(shù)比的方法?
①處于頂點(diǎn)上的離子:同時為8個晶胞共有,每個離子有1/8屬于晶胞。
②處于棱上的離子:同時為4個晶胞共有,每個離子有1/4屬于晶胞。
③處于面上的離子;同時為2個晶胞共有,每個離子有1/2屬于晶胞。
④處于體心的離子:則完全屬于該晶胞。
[學(xué)生練習(xí)]
題目:在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中,有一種化合物叫鈣鈦礦,其晶體結(jié)構(gòu)中有代表性的最小單位結(jié)構(gòu)如圖所示試回答:
(1)在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個?
(2)在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個數(shù)化是多少?
[解析]由圖看出,在每個鈦離于的同層左、右與前后、上下各層中都緊密排列著完全相同的鈦離子,共有晶胞邊長的6個鈦離子。
至于同一晶胞中獨(dú)占三元素粒子個數(shù)比,則從每種元素粒子是晶胞中的位置考慮。Ca2+位于立方體的中央為一個晶胞所獨(dú)占;鈦離子位于晶胞的頂點(diǎn)上,為相鄰兩層8個晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4個而上下中相同重復(fù)共8個),而每個晶胞獨(dú)占有8×1/8=1個。氧離子位于棱上,在同一晶胞中,每個氧離子為同層的4個晶胞所共有,一個晶胞獨(dú)占12×1/4=3個。故氧、鈣、鈦的粒子數(shù)之比為 3:1:1
[答案]6 3:1:1
5、總結(jié)
1.離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫離子晶體。構(gòu)成離子晶體的微粒是陽離子和陰離子。離子晶體中,陽離子和陰離子間存在著較強(qiáng)的離子鍵,因此,離子晶體一般硬度較高,密度較大,熔、沸點(diǎn)較高。
2.一般地講,化學(xué)式與結(jié)構(gòu)相似的離子晶體,陰、陽離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高。如:KCI離子晶體針對性訓(xùn)練
一、選擇題
1.下列性質(zhì)中,可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵
的是 ( )
A.可溶于水 B.有較高的熔點(diǎn)
C.水溶液能導(dǎo)電 D.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電
2.下列物質(zhì)中,含有極性鍵的離子化合是。
A.CaCl2 B.Na202 C.NaOH D.K2S
3.Cs是IA族元素,F(xiàn)是VIIA族元素,估計(jì)Cs和F形成
的化合物可能是
A.離子化合物 B.化學(xué)式為CsF2
C. 室溫為固體 D.室溫為氣體
4.某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素,其排列方式
如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫
出),晶體中A、B、C的中原子個數(shù)之比依次為
A.1:3:1 B.2:3:1
C.2:2:1 D.1:3:3
5.NaF,Nal,MgO均為離子化合物,根據(jù)下列數(shù)據(jù),這
三種化合物的熔點(diǎn)高低順序是 ( )
A.①>②>③ B.③>①>②
C.③>②>① D.②>①>③
6.在NaCl晶體中與每個Na+距離等同且最近的幾個Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為 ( )
A.正四面體 B.正六面體
C.正八面體 D.正十二面體
7.如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元),已知晶體中2個最近的Cs+離子核間距為a cm,氯化銫的式量為M,NA為阿伏加德羅常數(shù),則氯化銫晶體的密度為
B. C. D.
二、填空題
8.參考下列熔點(diǎn)數(shù)據(jù)回答:
鈉的鹵化物從NaF到NaI及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點(diǎn)逐漸____________這與__________有關(guān)。隨__________增大__________減小,故熔點(diǎn)__________逐漸 。
9.某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,x位于立方體的
頂點(diǎn),Y位于立方體中心。試分析:
(1)晶體中每個Y同時吸引著__________個X,每
個x同時吸引著__________個Y,該晶體的化學(xué)式
為__________ 。
(2)晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等
的X共有__________個。
(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角
∠XYX的度數(shù)為__________。
(4)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,晶體密度為ρ·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA則晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為__________ 。
10.晶體具有規(guī)則的幾何外型、晶體中最基本的重復(fù)單
位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO
晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型,由于晶體缺陷,x值小于1
測知FexO晶體密度為ρ=5.71 g·cm-3,晶胞邊長為
4.28×10-10 m。
(1)FexO中x值(精確至O.01)為
(2)晶體中的Fe分別為Fe2+、Fe3+,在Fe2+和
Fe3+的總數(shù)中,F(xiàn)e2+所占分?jǐn)?shù)(用小數(shù)表示,精確至0.001)為 ______________。
(3)此晶體的化學(xué)式為 _____________。
(4)與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-圍成的空間幾何形狀是_____________。
(5)在晶體中,鐵元素間最短距離為_____________cm
11.有一種藍(lán)色晶體,它的結(jié)構(gòu)特征是Fe2+和Fe3+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn),而CN-離子位于立方體的棱上。
(1)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),推出其化學(xué)式(用最簡單整數(shù)表示)__________________________。
(2)此化學(xué)式帶何種電荷?用什么樣的離子(用Mn+表示)與其結(jié)合成中性的化學(xué)式?寫出此電中性的化學(xué)式。
答:
(3)指出(2)中添加離子在晶體結(jié)構(gòu)中的什么位置。
答:
12.1986年,瑞士兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種性能良好的金屬氧化物超導(dǎo)體,使超導(dǎo)工作取得突破性進(jìn)展,為此兩位科學(xué)家獲得了1987年的Nobel物理學(xué)獎。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。
(1)根據(jù)圖示晶胞結(jié)構(gòu),推算晶體中Y,Cu,Ba和O原子個數(shù)比,確定其化學(xué)式
(2)根據(jù)(1)所推出的化合物的組成,計(jì)算其中Cu原子的平均化合價(該化合物中各元素的化合價為Y+3,Ba+2,Cu+2和Cu+3)試計(jì)算化合物中這兩種價態(tài)Cu原子個數(shù)比
離子晶體針對性練習(xí)答案
一、選擇題
1.D 2.C 3.AC 4.A 5.B 6.C 7.C
二、填空題
8.降低 陰離子半徑由F-到I-逐漸增大離半徑 陰、陽離子相互吸引 降低
9.(1)4 8 XY2(或Y2X)
(2)12 (3)109°28
(4)
10.(1)0.92 (2)0.826
(3)
(4)正八面體 (5)3.03×10-10
11.(1)FeFe(CN)6-
(2)帶一個單位負(fù)電荷,可用Na+,K+,Rb+ (用M+表示)與之結(jié)合MFeFe(CN)6
(3)M+在每隔一個立方體的體心上。
12.(1)YBa2Cu3O7
(2)Cu2+:Cu3+=2:1