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文檔簡介
1、第3章 物質的聚集狀態(tài)與物質性質章末重難點專題突破學習目標定位1.能根據晶體的組成、結構和物理性質判斷晶體類型。2.了解晶體熔、沸點的變化規(guī)律,理解晶體性質與結構之間的關系。3.能利用均攤法進行晶胞的分析和計算。一、晶體類型的判斷例1(2017·北京四中高二期中)(1)判斷下列晶體類型。sii4:熔點為120.5 ,沸點為271.5 ,易水解,為_。硼:熔點為2 300 ,沸點為2 550 ,硬度大,為_。硒:熔點為217 ,沸點為685 ,溶于氯仿,為_。銻:熔點為630.74 ,沸點為1 750 ,可導電,為_。(2)三氯化鐵常溫下為固體,熔點為282 ,沸點為315 ,在300
2、 以上易升華。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據此判斷三氯化鐵晶體為_(填晶體類型)。答案(1)分子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體(2)分子晶體解析(1)sii4為低熔點化合物,為分子晶體;晶體硼熔點高,硬度大,是典型的原子晶體;硒熔、沸點低,易溶于chcl3,為分子晶體;銻可導電,為金屬晶體。(2)fecl3熔、沸點低,易溶于水及有機溶劑,應為分子晶體。二、晶體熔、沸點的比較例2下列各組物質的沸點按由低到高的順序排列的是()anh3、ch4、nacl、nabh2o、h2s、mgso4、so2cch4、h2o、nacl、sio2dli、na、k、rb、cs答案c解析c項中sio2是原子晶
3、體,nacl是離子晶體,ch4、h2o都是分子晶體,且常溫下水為液態(tài),ch4是氣態(tài)。方法規(guī)律比較不同晶體熔、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;二是看物質所屬類型,一般是原子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相應規(guī)律進行判斷。同類晶體熔、沸點比較思路:原子晶體共價鍵鍵能鍵長原子半徑;分子晶體分子間作用力相對分子質量;離子晶體離子鍵強弱離子所帶電荷數(shù)、離子半徑。三、四種類型的結構與性質的對比例3下列有關晶體的說法正確的是()a晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定b原子晶體中共價鍵越強,熔點越高c冰融化時水分子中共價鍵發(fā)生斷
4、裂d氯化鈉熔化時離子鍵未被破壞答案b解析分子的穩(wěn)定性由分子內共價鍵的強弱決定,而與分子間作用力的大小無關,a項錯誤;原子晶體中只存在共價鍵,共價鍵越強,破壞共價鍵所需的能量越多,熔點越高,b項正確;冰在融化時克服的是氫鍵和范德華力,水分子內部共價鍵并沒有斷裂,c項錯誤;氯化鈉熔化時,離子間的距離變大,離子鍵被破壞,d項錯誤。四、晶胞分析及化學式的確定例4鑭系合金是稀土系儲氫合金的典型代表、由荷蘭菲利浦實驗室首先研制出來。它的最大優(yōu)點是容易活化。其晶胞結構如圖所示:則它的化學式為()alani2 bla2ni3cla2ni5 dlani5答案d解析根據晶胞結構圖可知,面心上的原子為2個晶胞所共有
5、,頂點上的原子為6個晶胞所共有,內部的原子為整個晶胞所有,所以晶胞中l(wèi)a原子個數(shù)為3,ni原子個數(shù)為15,則鑭系合金的化學式為lani5。易誤警示(1)晶胞中關于粒子個數(shù)的計算,關鍵是分析晶胞中任意位置的一個粒子被幾個晶胞共有。對于由獨立原子構成的分子則不能用均攤法。(2)在使用均攤法計算晶胞中的微粒個數(shù)時,要注意晶胞的形狀。不同形狀的晶胞,應先分析任意位置上的一個粒子被幾個晶胞所共有。如六棱柱晶胞中,頂點、側棱、底面上的棱、面心上的微粒依次被6、3、4、2個晶胞所共有。五、有關晶胞密度的計算例5(1)cu的一種氯化物晶胞結構如圖所示(黑球表示銅原子,白球表示氯原子),該氯化物的化學式是_。若
6、該晶體的密度為 g·cm3,以na表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶胞的邊長a_ nm。(2)用晶體的x射線衍射法對cu的測定得到以下結果:cu的晶胞為面心立方最密堆積(如圖),已知該晶體的密度為9.00 g·cm3,cu的原子半徑為_ cm(阿伏加德羅常數(shù)的值為na,只要求列式表示)。(3)一種銅金合金晶胞如圖所示(au原子位于頂點,cu原子位于面心),則該合金中au原子與cu原子個數(shù)之比為_,若該晶胞的邊長為a pm,則合金的密度為_ g·cm3(只要求列算式,不必計算出數(shù)值,阿伏加德羅常數(shù)的值為na)。答案(1)cucl(2)×(3)13解析(1)晶胞
7、中銅原子的個數(shù)是4,氯原子的個數(shù)是8×6×4,所以該氯化物的化學式為cucl。根據mv可知(a×107 cm)3× g·cm3×99.5 g·mol1,解得a nm。(2)cu的晶胞為面心立方最密堆積,根據晶胞的結構圖可知,晶胞中含有銅原子數(shù)為8×6×4,設晶胞的邊長為a cm,則a3 cm3× g·cm3×na mol14×64 g·mol1,所以a,cu的原子半徑為× cm。(3)在晶胞中,au原子位于頂點,cu原子位于面心,該晶胞中au原子
8、個數(shù)為8×1,cu原子個數(shù)為6×3,所以該合金中au原子與cu原子個數(shù)之比為13,晶胞體積v(a×1010 cm)3,每個晶胞中銅原子個數(shù)是3、au原子個數(shù)是1,則 g·cm3 g·cm3。方法規(guī)律(1)晶體密度的求解過程:確定晶胞中微粒數(shù)(設為n個)求該微粒的物質的量(n/na)用物質的量乘以摩爾質量得到晶胞的質量晶胞的質量除以晶胞的體積得到密度。(2)在計算晶胞密度時,一定注意單位之間的換算,一般情況下邊長的單位是pm,而密度的單位是g·cm3,沒有進行單位換算或沒有正確進行換算(即1 pm1010 cm),則會導致錯誤。六、晶胞
9、中原子空間占有率的計算例6gaas的熔點為1 238 ,密度為 g·cm3,其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為_,ga與as以_鍵鍵合。ga和as的摩爾質量分別為mga g·mol1和mas g·mol1,原子半徑分別為rga pm和ras pm,阿伏加德羅常數(shù)的值為na,則gaas晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_。答案原子晶體共價×100%解析根據晶胞結構示意圖可以看出,as原子與ga原子形成了空間網狀結構的晶體,結合gaas的熔點知gaas是原子晶體。首先用均攤法計算出1個晶胞中含有as原子的個數(shù)為8×6×4,再通過觀察可知1個晶胞中含有4個ga原子。4個as原子和4個ga原子的總體積v14×(×1030×r×1030×r)cm3;1個晶胞的質量為4個as原子和4個ga原子的質量之和,即() g,所以1個晶胞的體積v2(masmga) cm3。最后由×100%即得晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率。易錯警示計算時,若沒有注意到1個晶胞中含有4個“gaas”,則會錯誤地按照含1個“gaas”進行計算;若沒有注意到所給原子半徑的單位是pm,沒有進行單位
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