化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)

1、專題4 化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)專題目標(biāo)：1、掌握三種化學(xué)鍵概念、實質(zhì)，了解鍵的極性 2、掌握各類晶體的物理性質(zhì)，構(gòu)成晶體的基本粒子及相互作用，能判斷常見物質(zhì)的晶體類型。經(jīng)典題型題型一化學(xué)鍵類型、分子極性和晶體類型的判斷 例1 4.下列各組物質(zhì)的晶體中,化學(xué)鍵類型相同、晶體類型也相同的是 (A)SO2和SiO2(B)CO2和H2 (C)NaCl和HCl(D)CCl4和KCl點撥首先根據(jù)化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)等判斷出各自晶體類型。A都是極性共價鍵，但晶體類型不同，選項B均是含極性鍵的分子晶體，符合題意。C NaCl為離子晶體，HCl為分子晶體D中CCl4極性共價鍵，KCl離子鍵，晶體類型也不同。規(guī)律總結(jié) 1、

2、含離子鍵的化合物可形成離子晶體 2、含共價鍵的單質(zhì)、化合物多數(shù)形成分子晶體，少數(shù)形成原子晶體如金剛石、晶體硅、二氧化硅等。 3、金屬一般可形成金屬晶體例2、.關(guān)于化學(xué)鍵的下列敘述中,正確的是( ).(A)離子化合物可能含共價鍵(B)共價化合物可能含離子鍵(C)離子化合物中只含離子鍵(D)共價化合物中不含離子鍵點撥化合物只要含離子鍵就為離子化合物。共價化合物中一定不含離子鍵，而離子化合物中還可能含共價鍵。答案 A、D鞏固下列敘述正確的是 A. P4和NO2都是共價化合物 B. CCl4和NH3都是以極性鍵結(jié)合的極性分子 C. 在CaO和SiO2晶體中，都不存在單個小分子D. 甲烷的結(jié)構(gòu)式： ，是

3、對稱的平面結(jié)構(gòu)，所以是非極性分子答案：C題型二：各類晶體物理性質(zhì)（如溶沸點、硬度）比較例3下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是（ ）A O2 、I2 Hg B、CO2 KCl SiO2 C、Na K Rb D、SiC NaCl SO2點撥物質(zhì)的熔點一般與其晶體類型有關(guān)，原子晶體最高，離子晶體（金屬晶體）次之，分子晶體最低，應(yīng)注意汞常溫液態(tài)選B 例4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。在下列三種晶體金剛石、晶體硅、碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是 A. B. C. D. 解析由于題給的三種物質(zhì)都屬于原子晶體，而且結(jié)構(gòu)相似都是正四面體形的空間

4、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以晶體的熔點有微粒間的共價鍵強弱決定，這里共價鍵強弱主要由鍵長決定，可近似地看作是成鍵原子的半徑之和，由于硅的原子半徑大于碳原子，所以鍵的強弱順序為CC>CSi>SiSi，熔點由高到低的順序為金剛石>碳化硅>晶體硅。本題正確答案為A。題型三成鍵原子最外層8電子結(jié)構(gòu)判斷，離子化合物、共價化合物電子式書寫判斷例5 下列分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是 A、光氣（COCl2）B、六氟化硫 C、二氟化氙D、三氟化硼解析光氣從結(jié)構(gòu)式可看出各原子最外層都是8電子結(jié)構(gòu)，硫最外層6個電子，氙最外層已有8個電子分別形成二氟化物、六氟化物最外層電子數(shù)必超過8，硼最外層3

5、個電子，分別與氟形成3個共價單鍵后，最外層只有6個電子。題型四根據(jù)粒子、晶體的空間結(jié)構(gòu)推斷化學(xué)式，將掌握晶體結(jié)構(gòu)知識在新情境下進(jìn)行應(yīng)用。例6第28屆國際地質(zhì)大會提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類 1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個水分子構(gòu)建成8個籠，每個籠可容納五個CH4分子或1個游離H2O分子。根據(jù)上述信息，完成第1、2題：（1）下列關(guān)于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是A 兩種都是極性分子 B 兩種都是非極性分子C CH4是極性分子，H2O是非極性分子 D H2O是極性分子，CH4是非極性分子（2）若晶體中每8個籠只有6個容納了CH4分

6、子，另外2個籠被游離H2O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為ACH4·14H2O B CH4·8H2O C CH4·(23/3)H2O D CH4·6H2O點撥晶體中8個籠只有6個容納CH4分子，另外2個籠被水分子填充，推出8個籠共有6個甲烷分子，46+2=48個水分子。答案（1）D（2）B 例7中學(xué)化學(xué)教材中圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni2+與最鄰近O2-的核間距離為a×10-8cm，計算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol)。 天然和絕大部分

7、人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某氧化鎳晶體中就存在如圖4-4所示的缺陷：一個Ni2+空缺，另有兩個Ni2+被兩個Ni3+所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O，試計算該晶體中Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比。 圖4-1圖4-2解析晶胞中陰、陽離子個數(shù)的確定通常采用“原子分割法”，具體如下：處于頂點的離子，同時為8個晶胞共有，每個離子有1/8屬于晶胞；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；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；處于內(nèi)部的1個離子，則完全屬于該晶胞，該離子數(shù)目為1。要確

8、定NiO的密度，就應(yīng)確定單位體積中NiO分子的個數(shù)，再結(jié)合NiO的摩爾質(zhì)量求算出該晶體中NiO的質(zhì)量，最后求出密度。本題解答如下： 如圖4-5所示，以立方體作為計算單元，此結(jié)構(gòu)中含有Ni2+O2-離子數(shù)為：4×=(個)，所以1molNiO晶體中應(yīng)含有此結(jié)構(gòu)的數(shù)目為6.02×1023÷=12.04×1023(個)，又因一個此結(jié)構(gòu)的體積為(a×10-8cm)3，所以1molNiO的體積應(yīng)為12.04×1023×(a×10-8cm)3，NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol，所以NiO晶體的密度為 解法一(列方程)：設(shè)1m

9、olNi0.97O中含Ni3+為xmol，Ni2+為ymol，則得 x+y=0.97 (Ni原子個數(shù)守恒) 3x+2y=2 (電荷守恒)解得x=0.06，y=0.91，故n(Ni3+):n(Ni2+)=6:91 解法二(十字交叉)：由化學(xué)式Ni0.97O求出Ni的平均化合價為2/0.97，則有 Ni3+ 3 0.06/0.97 2/0.97 Ni2+ 2 0.91/0.97故n(Ni3+):n(Ni2+)=6:91。隨堂作業(yè)1、1下列物質(zhì)為固態(tài)時，必定是分子晶體的是A.酸性氧化物B.非金屬單質(zhì)C.堿性氧化物D.含氧酸3下列化學(xué)式可表示一個分子的是 ( ) A. SiO2 B. NH4Cl C.

10、 CCl4 D. C4實現(xiàn)下列變化時，需克服相同類型作用力的是 ( )A. 二氧化硅和干冰的熔化 B. 液溴和液汞的氣化 C. 食鹽和冰的熔化 D. 純堿和燒堿的熔化5能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原子晶體是（）A、鋁 B、金剛石 C、硅 D、二氧化硅6下列各組物質(zhì)各自形成的晶體，均屬于分子晶體的化合物是（）A NH3，HD，C10H8 B PCl3，CO2，H2SO4C SO2，SiO2，P2O5 D CCl4，Na2S，H2O27 下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是屬于原子晶體的單質(zhì)是A 石英 B硫磺 C 干冰 D 食鹽 E 金剛石 F剛玉 G二氧化硅 H干冰8由鉀和氧組成的某種離子晶體含鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

11、是78/126，其陰離子只有過氧離子（O22）和超氧離子（O2）兩種。在此晶體中，過氧離子和超氧離子的物質(zhì)的量之比為 A 2：1 B 1：1 C 1：2 D 1：39. 1999年美國科學(xué)雜志報道：在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體干冰，下列推斷正確的是 A、 原子晶體干冰有很高的熔點、沸點，有很大的硬度B、原子晶體干冰易氣化，可用作制冷材料 C、原子晶體干冰硬度大，可用作耐磨材料D、每摩爾原子晶體干冰中含2mol CO鍵10.下列敘述中正確的是A.含有陽離子的晶體不一定是離子晶體 B.分子晶體中一定含有共價鍵C.原子晶體中一定含有非極性鍵 D.雙原子化合物分

12、子一定是極性分子11、共價鍵、金屬鍵、離子鍵和分子間作用力都是構(gòu)成物質(zhì)微粒間的不同相互作用，含有上述中兩種相互作用的晶體是A、SiO2晶體 B、CCl4晶體 C、NaCl晶體 D、NaOH晶體12. SF6是一種無色氣體，具有很強的穩(wěn)定性，可用于滅火。SF6的分子結(jié)構(gòu)如上圖所示，呈正八面體型。如果F元素有兩種穩(wěn)定的同位素，則SF6的不同分子種數(shù)為 A、6種 B、7種 C、10種 D、12種13.按要求回答下列問題石墨是層狀晶體，每一層內(nèi)，碳原子排列成正六邊形，一個個六邊形排列成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。如果將每對相鄰的碳原子的化學(xué)鍵看成一個化學(xué)鍵，則石墨晶體的每一層中碳原子數(shù)與CC化學(xué)鍵數(shù)的比是石墨晶體

13、中C-C鍵的鍵角為 。其中平均每個六邊形所含的C原子數(shù)為 個。白磷分子中的鍵角為 ，分子的空間結(jié)構(gòu)為 ，每個P原子與 個P原子結(jié)合成共價鍵。若將1分子白磷中的所有P-P鍵打開并各插入一個氧原子，共可結(jié)合 個氧原子,若每個P原子上的孤對電子再與氧原子配位，就可以得到磷的另一種氧化物 （填分子式）。 晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體。其中含有20個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個頂角各有一個原子，試觀察圖形回答。這個基本結(jié)構(gòu)單元由_個硼原子組成，共含有_B-B鍵。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)為 ，它具有堿性是由于分子中存在 ，當(dāng)結(jié)合H+后形成的NH4+離子的的空間結(jié)構(gòu)為 。分子中

14、N-H鍵的鍵角為 。晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體。其中含有20個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個頂角各有一個原子，試觀察圖形回答。這個基本結(jié)構(gòu)單元由_個硼原子組成，鍵角是_，共含有_個B-B鍵。14、（1）下圖為固態(tài)CO2的晶體結(jié)構(gòu)示意圖。通過觀察分析，可得出每個CO2分子周圍與之緊鄰等距的CO2有 個。（2）試判斷：SiO2，CO2，CS2晶體的熔點由高到低排列的順序是 .（填相應(yīng)物質(zhì)的編號）。 （3）在一定溫度下，用x射線衍射法測干冰晶胞（晶體中最小的重復(fù)單位）邊長: a5.72×108cm該溫度下干冰的密度為多少？，15最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，如附圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是_。16由A族元素A和A族元素B組成的陰離子結(jié)構(gòu)如右圖，所帶電荷x、y、z依次為A 2，3，4 B 2，3，2 C 5，6