资源简介

第一节《离子晶体、分子晶体、原子晶体》
一、教学目标：
1．了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的初步知识
2．初步认识分子间作用力、氢键
3．培养学生的空间想象能力和进一步认识“物质的性质决定于物质的结构”的客观规律
二、教学重、难点：
重点：离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型；晶体类型与性质的关系
难点：离子晶体、分子晶体和原子晶体的熔、沸点的比较；导电性的比较；氢键
三、教学方法：
以学生自学为主，重点引导学生一起讨论，教师展示模型进行精讲，并以练习进行巩固和提高。
四、教学设计：
[自学]请同学看教材彩图和P1页的图，阅读绪论部分。
一、晶体的概念
1. 晶体：微观粒子在空间按一定规律周期性重复的排列成而成具有规则的几何外形的固体。
2. 晶胞：晶体中切割出一个能代表晶格一切特征的最小单元,称为晶胞。[即晶体可重复的最小单元]
[练习1]下列物质哪些属于晶体（ ），并指出构成晶体的微粒。
A、二氧化碳气体 B、玻璃 C、液态汞 D、干冰
E、冰 F、固态氖 G、萘 H、氢氧化钠固体 I、金刚石 J、固态铁
[自学]请阅读教材P2—3页离子晶体部分，并完成下列知识的整理。
3、离子晶体：
定义 构成粒子 微粒之间的作用力 硬度 熔、沸点 导电性 物质类型
离子间通过离子键结合而成的晶体 阴阳离子 离子键 较大 较高 固态不导电，液态导电 大多数金属氧化物、大多数盐、强碱
[练习2]如图为NaCl晶体结构图，图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处的位置(不考虑体积的大小)。
(1) 请将其代表Na+的用笔涂黑圆点，以完成 NaCl晶体结构示意图？
(2) 确定晶体的晶胞，分析其构成？
(3)从晶胞中分Na+周围与它最近时且距离相等的Na+共有多少个
[答案]
(1)含8个小立方体的NaCl晶体示意图为一个晶胞
(2)在晶胞中Na+与Cl-个数比为1:1.
(3)12个
[讲解时展示模型]
[练习3]对于离子晶体，下列说法正确的是（ A ）
A.固态离子化合物一定是离子晶体
B.离子晶体中一定含有离子键，不可能有非极性共价键
C.离子晶体的固态.液态和其水溶液都能导电
D.碳酸钙的分子式为：CaCO3
[练习4]教材P2页上说“NaCl的熔点为8010C，沸点为14130C；CsCl的熔点为6450C，沸点为12900C。”。请你试着从离子键的角度分析其原因。
因为钠离子的半径比铯离子半径小，故氯化钠的离子键键能大于氯化铯，所以其熔沸点高一些。
[总结]：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，其离子键的键能越大，离子晶体的熔、沸点越高。
[练习5]下列物质中，熔点最高的是（ D ），熔点最低的是（ C ）
A、Na2O B、MgCl2 C、K2S D、Al2O3
[自学] 请阅读教材P3—5页分子晶体部分，并完成下列知识的整理。
4、分子晶体
定义 构成粒子 微粒之间的作用力 硬度 熔、沸点 导电性 物质类型
分子间通过分子间作用力相结合而成的晶体 分子 范德瓦耳斯力、氢键 小 低 固态不导电，液态不导电 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）
a、范德瓦耳斯力：
①定义：把分子聚集在一起的作用力叫分子间作用力，又称范德瓦耳斯力。
②大小：分子间作用力很弱，对组成和结构相似的物质而言，分子质量越大，分子间作用力越大，远远小于化学键的键能。
③对化合物性质的影响：分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。
b、氢键：
①定义：化合物分子中凡是和电负性较大的原子相连的氢原子都有可能再和同一分子或另一分子内的另一电负性较大的原子相连接，这样形成的键，叫氢键。
②表示方法：氢键通常可用通式X-H…Y表示。X和Y代表F，O，N等电负性大、原子半径较小，且含孤对电子的原子。
③类型：分子间氢键和分子内氢键。如：F—H….F，
④大小：氢键的键能在10-40KJ/mol，比范德瓦耳斯力稍大，比化学键键能小得多。原子的氧化性越强，其形成的氢键键能就越大。
⑤对化合物性质的影响：使化合物熔、沸点升高；使固体的体积和形状的变化；改变物质的溶解度等。
[练习6]下列说法中，正确的是（ C ）
A.分子晶体中一定存在共价键，也可能存在离子键
B.构成分子晶体的微粒一定是分子，不可能是离子或原子
C.碘的熔点和沸点较低，其原因是碘晶体中分子间作用力较弱
D.H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
E.冰.水和水蒸气中都存在氢键
F.SiH4的沸点比CH4高，其主要原因为SiH4分子间会产生氢键，CH4则不会
[练习7]下列情况中，不存在氢键的是（ D ）
A.纯H2O中的H2O分子之间
B.液态HF中的HF分子之间
C.NH3·H2O分子中的NH3与H2O之间
D.可燃冰CH4·nH2O中的CH4与H2O之间
[练习8] 现有A、B两有机物，结构简式如右图所示， 、
A可通过分子内氢健形成了一个六元环， 而B只能通过分子间氢健缔合 。
⑴若用“ ”表示硝基、用“．．．”表示氢键，画出A分子形成分子内氢键时的结构__ _ _。
⑵A、B分别溶于水， 的溶解度稍大些。（填A或B）
⑶工业上用水蒸气蒸馏法分离A、B的混合物，则首先被蒸出的成分是__ ___。（填A或B）
[练习9]下图为二氧化碳晶体的一个晶胞[黑点表示二氧化碳分子]，请认真分析回答下列问题。
1、处于晶胞中顶点的二氧化碳分子属于 8 个晶胞。
2、处于晶胞中面心的二氧化碳分子属于 2 个晶胞。
3、一个二氧化碳晶胞中实际上有 4 个二氧化碳分子。
4、每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为 12 个。
c、相似相溶原理：即相近相溶原理。
[自学] 请阅读教材P5—7页原子晶体部分，并完成下列知识的整理。
定义 构成粒子 微粒之间的作用力 硬度 熔、沸点 导电性 物质类型
相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 原子 共价键 大 高 固态不导电，液态不导电 金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅、碳化硅、晶体硼等
[练习10]右图是二氧化硅和金刚石晶体的部分结构图，请回答下列问题。
1、二氧化硅晶体中黑色原子代表 O 原子。
2、构成二氧化硅晶体结构的最小环是由 12 个原子构成的，其中有 6 个氧原子。1 mol SiO2中有 4 mol硅氧键。
3、构成金刚石晶体结构的最小环是由 6 个原子构成的。
4、晶体硅也是原子晶体，其结构类似金刚石，请分析晶体硅和金刚石哪个的熔点高？[金刚石]
[自我检测题]
一、选择题
1．下列晶体中属于原子晶体的是（ ）
A. 氖 B．食盐 C．干冰 D．金刚石
2．下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是（ ）
A．固态氢 B．固态氖 C．磷 D．三氧化硫
3．下列叙述中正确的是（ ）
A．离子晶体中肯定不含非极性共价键
B．原子晶体的熔点肯定高于其他晶体
C．由分子组成的物质其熔点一定较低
D．原子晶体中除去极性共价键外不可能存在其他类型的化学键
4．下列各组物质中，形成的晶体完全是分子晶体的是（ ）
A．CO2、Ar、SiO2 B．H2O、CO2、I2
C．PH4I、H2O2、CCl4 D．SO3、SiC、Al2Cl6
5．下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间作用力完全相同的是（ ）
A．碘的升华和干冰气化 B．二氧化硅和干冰熔化
C．苯和硝酸钾熔化 D．食盐和冰熔化
6．下列各晶体中，含有的化学健类型相同且晶体类型也相同的一组是（ ）
A．SiO2和SO2 B．SiO2和NaCl
C．NaCl和HCl D．CCl4和CH4
7．碳化硅这种结构类似于金刚石的晶体，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）
A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③
8．下列各组物质中，熔点由高到低的是（ ）
A．HI、HBr、HCl、HF B．石英、食盐、干冰、钾
C．CI4、CBr4、CCl4、CF4 D．Li、Na、K、Rb
9．下列过程中，共价键被破坏的是（ ）
A．碘升华 B．溴蒸气被木炭吸附 C．酒精溶于水 D．HCl气体溶于水
10．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C--C键间的夹角是（ ）
A．6个120° B．5个108° C．4个109°28′ D．6个109°28′
11．共价键、离子键、分子间作用力都是微粒间的作用力，下列物质中含有以上两种作用力的晶体是（ ）
A．SiO2 B．CCl4 C．NaCl D．NaOH
二、填空题
12．现有甲、乙、丙(如下图》三种晶体的晶胞：(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶体中x与y的个数比是__________，乙中a与b的个数比是_______，丙晶胞中有_______个c离子，有____________个d离子。
13．参考下表中数据，回答有关问题
物质 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔点／℃ 995 801 755 651 —90. 2 —70. 4 5．2 120．5
物质 NaCl KCl RbCl CsCl SiCl4 GeCl4 SnCL4 PbCl4
熔点／℃ 801 776 715 646 —70．4 —49．5 —36．2 —15．0
(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与__________有关，随_________增大，_______减小，故熔点依次降低；
(2)硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与____________有关，随着________增大，则_______增大，故熔点依次升高；
(3)钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物熔点高的多,这与__________有关，因为___________，故前者熔点远远高于后者。
14．单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答：
金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点(K) 沸点(K) 硬度(moh) >3823 5100 10 1683 2628 7．0 2573 2823 9．5
(1)晶体硼的晶体类型属于_________晶体。
(2)已知晶体硼的基本结构单元是由B原子构成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个B原子。通过观察图形及推算，可知此结构单元是由___________个B原子构成，其中B—B键间的夹角是_______________。
答案：
1．D 根据原子晶体的组成特点及常见的性质判断
2．B H2是双原子分子，氖(Ne)是单原子分子是分子晶体，P包括白磷(P4)、红磷，其不是单原子分子，SO3是多原子分子。
3．C A选项离子晶体中有时也含非极性共价键，例Na2O2 B选项SiO2的熔点为1723℃，而钨(W)熔点3410℃ C选项分子晶体一般熔点较低 D选项金刚石晶体C—C间为非极性共价键
4．B SiO2是原子晶体；PH4I与NH4Cl一样是离子化合物;SiC是原子晶体
5．A 碘和干冰都是分子晶体，克服分子间作用力；B选项二氧化碳克服共价键；C选项硝酸钾克服的是离子键，苯克服分子间作用力；C选项食盐克服离子键
6．D．SiO2、SO2、HCl、CCl4、CH4都是共价键，NaCl形成的是离子键；SiO2形成原子晶体，NaCL形成离子晶体，SO2、HCl、CCl4、CH4形成的都是分子晶体
7．A 熔点高低取决于共价键强弱，共价键强弱又与各原子的原子半径有关，C的原子半径小于Si的原子半径
8．CD 组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，熔沸点依次升高 A选项HF可形成氢键，出现反常；B选项钾的熔点高于干冰；D选项碱金属随着相对分子质量增加，熔点依次降低
9．D HCl是共价化合物，溶于水在水分子作用下电离生成H＋或Cl－，共价键被破坏
10．D 根据金刚石的棱型结构特点可知最小环上碳原子数为6个，任意两个C—C键间夹角为109°28′
11．BD A选项SiO2只有共价键；B选项CCl4既有共价键，又有分子间作用力；C选项只有离子键；D选项NaOH既有共价键，又有离子键
12．x:y＝4:3 a：b＝1：1 4个c 4个d 处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱边的微粒为四个立方体共有，位于立方体面的微粒为两个立方体共有，所以x:y＝l：6×1／8＝4：3；a:b=1:8×1／8＝1：1；丙晶胞中c离子为12×1／4+1＝4(个)；d离子为8×1／8+6×1／2＝4(个)
13．(1)离子半径；离子半径；静电作用 (2)相对分子质量；相对分子质量；范德华力 (3)晶体类型；因钠的卤化物为离子晶体，其熔点取决于离子键的强弱，硅的卤化物为分子晶体，其熔点取决于分子 间作用力，而离子键比分子间作用力强得多。
14．(1)原子 (2)12；60°
根据B的熔沸点、硬度可知应为原子晶体又根据图示可看出，每个面平均拥有的B原子数1／5×3＝0．6，则20个面共有B原子数为0．6×20＝12，B—B键夹角为60°
21世纪教育网
www.
—OH
—NO2
A：
B：
PAGE

展开更多......

收起↑