高中化学 第三章《物质的聚集状态与物质性质》章末归纳整合课件 鲁科版选修3.ppt

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1、请请分分别别用一句用一句话话表达下列关表达下列关键词键词：晶体非晶体各向异性晶胞金属晶体离子晶体晶体非晶体各向异性晶胞金属晶体离子晶体晶格能原子晶体分子晶体液晶晶格能原子晶体分子晶体液晶纳纳米材料等离子米材料等离子体体提示提示晶体晶体内部粒子内部粒子(原子、离子或分子原子、离子或分子)在空在空间间按一按一定定规规律做周期性重复排列构成的固体物律做周期性重复排列构成的固体物质质。如：食。如：食盐盐、干、干冰、金冰、金刚刚石等。石等。非晶体非晶体内部原子或分子的排列呈内部原子或分子的排列呈现杂现杂乱无章的分布状乱无章的分布状态态的固体物的固体物质质。如：橡胶、松香、玻璃等。如：橡胶、松香、玻璃等。

2、章章 末末 归 纳 整整 合合各向异性各向异性晶体在不同的方向上表晶体在不同的方向上表现现出不同的物理性出不同的物理性质质即各向异性。即各向异性。晶胞晶胞晶胞是晶体中最小的晶胞是晶体中最小的结结构重复构重复单单元。晶胞都是从元。晶胞都是从晶体晶体结结构中截取下来的大小、形状完全相同的平行六面体。构中截取下来的大小、形状完全相同的平行六面体。金属晶体金属晶体金属晶体是指金属原子通金属晶体是指金属原子通过过金属金属键键形成的晶形成的晶体。体。离子晶体离子晶体离子晶体是阴、阳离子通离子晶体是阴、阳离子通过过离子离子键结键结合，在合，在空空间间呈呈现现有有规规律的排列所形成的晶体。例如：律的排列所形成

3、的晶体。例如：氯氯化化钠钠、氯氯化化铯铯、氧化、氧化镁镁等晶体都属于离子晶体。等晶体都属于离子晶体。晶格能晶格能晶格能是指晶格能是指1 mol离子化合物中，阴、阳离子离子化合物中，阴、阳离子由相互由相互远远离的气离的气态结态结合成离子晶体合成离子晶体时时所放出的能量。所放出的能量。原子晶体原子晶体相相邻邻原子之原子之间间以共价以共价键键相相结结合而形成空合而形成空间间网状网状结结构的晶体称构的晶体称为为原子晶体。原子晶体。分子晶体分子晶体分子分子间间通通过过分子分子间间作用力构成的晶体称作用力构成的晶体称为为分子分子晶体。晶体。液晶液晶在一定温度范在一定温度范围围内存在的液体既具有液体的可流内

4、存在的液体既具有液体的可流动动性，又具有像晶体那性，又具有像晶体那样样的各向异性，的各向异性，这这种液体种液体为为液液态态晶体，晶体，简简称称为为液晶。液晶。纳纳米材料米材料实际实际上是指三上是指三维维空空间间尺寸至少有一尺寸至少有一维处维处于于纳纳米米尺度的、具有特定功能的材料。尺度的、具有特定功能的材料。等离子体等离子体由大量由大量带电带电微粒微粒(离子、离子、电电子子)和中性微粒和中性微粒(原子原子或分子或分子)组组成的物成的物质质聚集体称聚集体称为为物物质质的等离子体。因的等离子体。因为为等离等离子体中正、子体中正、负电负电荷大致相等，荷大致相等，总总体来看等离子体呈准体来看等离子体呈

5、准电电中性。中性。晶体的特征和性晶体的特征和性质质是什么？是什么？提示提示晶体的基本性晶体的基本性质质是由晶体的周期性是由晶体的周期性结结构决定的。构决定的。(1)自范性：指晶体在适当条件下可以自自范性：指晶体在适当条件下可以自发发地形成几何多面地形成几何多面体的性体的性质质。(2)均一性：指晶体的化学均一性：指晶体的化学组组成、密度等性成、密度等性质质在晶体中各部在晶体中各部分都是相同的。分都是相同的。(3)各向异性：同一晶格构造中，在不同方向上各向异性：同一晶格构造中，在不同方向上质质点排列一点排列一般是不一般是不一样样的，因此晶体的性的，因此晶体的性质质也随方向的不同而有所差也随方向的不

6、同而有所差异。异。(4)对对称性：晶体的外形和内部称性：晶体的外形和内部结结构都具有特有的构都具有特有的对对称性。称性。在外形上，常有相等的在外形上，常有相等的对对称性。称性。这这种相同的性种相同的性质质在不在不1同的方向或位置上做有同的方向或位置上做有规规律的重复，就是律的重复，就是对对称性。晶体的称性。晶体的格子构造本身就是格子构造本身就是质质点重复点重复规规律的体律的体现现。(5)最小内能：在相同的最小内能：在相同的热热力学条件下，晶体与同种物力学条件下，晶体与同种物质质的的非晶体固体、液体、气体相比非晶体固体、液体、气体相比较较，其内能最小。，其内能最小。(6)稳稳定性：晶体由于有最小

7、内能，因而定性：晶体由于有最小内能，因而结结晶状晶状态态是一个相是一个相对稳对稳定的状定的状态态。(7)有确定的熔点：有确定的熔点：给给晶体加晶体加热热，当温度升高到某温度便立，当温度升高到某温度便立即熔化。即熔化。(8)能使能使X射射线产线产生衍射：当入射光的波生衍射：当入射光的波长长与光与光栅栅隙隙缝缝大小大小相当相当时时，能，能产产生光的衍射生光的衍射现现象。象。X射射线线的波的波长长与晶体与晶体结结构构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅栅，它能使，它能使X射射线产线产生衍射。利用生衍射。利用这这种性种性质质人人们们建立了建立了测测定晶体定晶体结结

8、构的重构的重要要实验实验方法。非晶方法。非晶态态物物质质没有周期性没有周期性结结构，不能使构，不能使X射射线线产产生衍射，只有散射效生衍射，只有散射效应应。特别提醒特别提醒：理解了等径球密堆：理解了等径球密堆积积原理，便能很好地原理，便能很好地认识认识金金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体中其构成粒子的属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体中其构成粒子的堆堆积积方式，方式，进进而很好地而很好地认识认识它它们们的的结结构。构。2四种晶体的比四种晶体的比较较提示提示晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体结结构构构成晶构成晶体的粒体的粒子子阴、阳离子阴、阳

9、离子分子分子原子原子金属离子、金属离子、自由电子自由电子微粒间微粒间作用力作用力离子键离子键分子间作分子间作用力用力共价键共价键金属键金属键性性质质熔、沸熔、沸点点熔、沸点高熔、沸点高熔、沸点熔、沸点低低熔沸点很熔沸点很高高熔、沸点熔、沸点高或低高或低性性质质硬度硬度硬而脆硬而脆硬度小硬度小质地硬质地硬硬度大硬度大或小或小溶解性溶解性易溶于极易溶于极性溶剂性溶剂部分水溶液部分水溶液能够导电能够导电不溶于大不溶于大多数溶剂多数溶剂导导电电性性晶体晶体不导电不导电不导电不导电不导电不导电导电导电熔融液熔融液导电导电不导电不导电不导电不导电导电导电溶液溶液导电导电可能导电可能导电不溶于水不溶于水不溶

10、于不溶于水水熔化时克熔化时克服的作用服的作用力力离子键离子键范德华力范德华力共价键共价键金属键金属键实例实例食盐晶体食盐晶体 氨、氯化氢氨、氯化氢金刚石金刚石镁、铝镁、铝晶体晶体类类型的判断方法有哪些？型的判断方法有哪些？提示提示掌握晶体掌握晶体类类型型对对推断物推断物质质的的结结构、性构、性质质、用途等意、用途等意义义重大，重大，对对晶体晶体类类型的判断常从以下几个方面型的判断常从以下几个方面进进行。行。(1)依据物依据物质质的分的分类类判断判断金属氧化物金属氧化物(如如K2O、Na2O2等等)、强强碱碱(如如NaOH、KOH等等)和和绝绝大多数的大多数的盐类盐类是离子晶体。大多数非金属是离

11、子晶体。大多数非金属单质单质(除金除金刚刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气、气态氢态氢化物、非金属化物、非金属氧化物氧化物(除除SiO2外外)、酸、酸、绝绝大多数有机物大多数有机物(除有机除有机盐盐外外)都是都是分子晶体。常分子晶体。常见见的原子晶体的原子晶体单质单质有金有金刚刚石、晶体硅、晶体石、晶体硅、晶体硼等；常硼等；常见见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属属单质单质(除汞外除汞外)与合金是金属晶体。与合金是金属晶体。1(2)依据依据组组成晶体的晶格成晶体的晶格质质点和点和质质点点间间的作用判断的作用判断离子晶体的

12、晶格离子晶体的晶格质质点是阴、阳离子，点是阴、阳离子，质质点点间间的作用是离子的作用是离子键键；原子晶体的晶格；原子晶体的晶格质质点是原子，点是原子，质质点点间间的作用是共价的作用是共价键键；分子晶体的晶格分子晶体的晶格质质点是分子，点是分子，质质点点间间的作用的作用为为分子分子间间作用作用力；金属晶体的晶格力；金属晶体的晶格质质点是金属离子和自由点是金属离子和自由电电子，子，质质点点间间的作用是金属的作用是金属键键。(3)依据晶体的熔点判断依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点离子晶体的熔点较较高，常在数百度至一千余度；原子晶体高，常在数百度至一千余度；原子晶体熔点高，常在一千度至几千度；分子晶体

13、熔点低，常在数熔点高，常在一千度至几千度；分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有相当百度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。低的。(4)依据依据导电导电性判断性判断离子晶体水溶液及熔化离子晶体水溶液及熔化时时能能导电导电；原子晶体一般；原子晶体一般为为非非导导体，体，但有些能但有些能导电导电，如晶体硅；分子晶体，如晶体硅；分子晶体为为非非导导体，而分子晶体，而分子晶体中的体中的电电解解质质(如酸和部分非金属气如酸和部分非金属气态氢态氢化物化物)溶于水，使溶于水，使分子内的化学分子内的化学键键断裂形成自由离子也能断裂形成自由离子也能导电导电；金属晶体

14、是；金属晶体是电电的良的良导导体。体。(5)依据硬度和机械性能判断依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度离子晶体硬度较较大或略硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶大或略硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且体硬度小且较较脆；金属晶体多数硬度大，但也有脆；金属晶体多数硬度大，但也有较较低的，低的，且具有延展性。且具有延展性。晶体熔沸点高低比晶体熔沸点高低比较较的的规规律是什么？律是什么？提示提示(1)相同条件不同状相同条件不同状态态物物质质的比的比较规较规律律在相同条件下，不同状在相同条件下，不同状态态的物的物质质的熔、沸点的高低是不同的熔、沸点的高低是不同的，一般有：固体液体气体。例如：的，一般有：固

15、体液体气体。例如：NaBr(固固)Br2HBr(气气)。(2)不同不同类类型晶体的比型晶体的比较规较规律律一般来一般来说说，不同，不同类类型晶体的熔、沸点的高低型晶体的熔、沸点的高低顺顺序序为为：原子：原子晶体离子晶体分子晶体，而金属晶体的熔、沸点有高晶体离子晶体分子晶体，而金属晶体的熔、沸点有高有低。有低。这这是由于不同是由于不同类类型晶体的微粒型晶体的微粒间间作用不同，其熔、作用不同，其熔、沸点也不相同。原子晶体沸点也不相同。原子晶体间间靠共价靠共价键结键结合，一般熔、沸点合，一般熔、沸点最高；离子晶体阴、阳离子最高；离子晶体阴、阳离子间间靠离子靠离子键结键结合，一般熔、沸合，一般熔、沸2

16、点点较较高；分子晶体分子高；分子晶体分子间间靠范德靠范德华华力力结结合，一般熔、沸点合，一般熔、沸点较较低；金属晶体中金属低；金属晶体中金属键键的的键键能有大有小，因而金属晶体能有大有小，因而金属晶体熔沸点有高有低。例如：金熔沸点有高有低。例如：金刚刚石食石食盐盐干冰干冰(3)同种同种类类型晶体的比型晶体的比较规较规律律原子晶体：熔、沸点的高低，取决于共价原子晶体：熔、沸点的高低，取决于共价键键的的键长键长和和键键能，能，键长键长越短，越短，键键能越大，熔沸点越高。例如：晶体硅、能越大，熔沸点越高。例如：晶体硅、金金刚刚石和碳化硅三种晶体中，因石和碳化硅三种晶体中，因键长键长CCCSiSiSi

17、，所以熔沸点高低，所以熔沸点高低为为：金：金刚刚石碳化硅晶体硅。石碳化硅晶体硅。离子晶体：熔、沸点的高低，取决于离子离子晶体：熔、沸点的高低，取决于离子键键的的强强弱。一弱。一般来般来说说，离子半径越小，离子所，离子半径越小，离子所带电带电荷越多，离子荷越多，离子键键就越就越强强，熔、沸点就越高。例如：，熔、沸点就越高。例如：MgOCaO，NaFNaClNaBrNaI。分子晶体：熔、沸点的高低，取决于分子分子晶体：熔、沸点的高低，取决于分子间间作用力的大作用力的大小。小。a一般来一般来说说，组组成和成和结结构相似的物构相似的物质质，其相，其相对对分子分子质质量量越大，分子越大，分子间间作用力越

18、作用力越强强，熔沸点就越高。，熔沸点就越高。(但但这这不包括不包括具有具有氢键氢键的分子晶体其熔沸点出的分子晶体其熔沸点出现现反常得高的反常得高的现现象，如象，如H2O、HF等等)。例如：。例如：CCl4CBr4CI4。b组组成和成和结结构不相似的物构不相似的物质质(相相对对分子分子质质量相近量相近)，分子极，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如：性越大，其熔、沸点就越高，如：CON2，CH3OHCH3CH3c在高在高级级脂肪酸形成的油脂中，不脂肪酸形成的油脂中，不饱饱和程度越大熔、沸和程度越大熔、沸点越低。如：点越低。如：C17H35COOHC17H33COOH。下列叙述正确的是下列叙述正确的

19、是 ()。A分子晶体中的每个分子内一定含有共价分子晶体中的每个分子内一定含有共价键键B原子晶体中的相原子晶体中的相邻邻原子原子间间只存在非极性共价只存在非极性共价键键C离子晶体中可能含有共价离子晶体中可能含有共价键键D金属晶体的熔点和沸点都很高金属晶体的熔点和沸点都很高解析解析分子晶体中不一定含有共价分子晶体中不一定含有共价键键，如稀有气体；原子，如稀有气体；原子晶体中可能含有极性共价晶体中可能含有极性共价键键，如，如SiO2；离子晶体中可能含；离子晶体中可能含有共价有共价键键，如，如NaOH；有的金属晶体的熔、沸点都很低，；有的金属晶体的熔、沸点都很低，如如Hg、Cs等。等。学科思想培养三学

20、科思想培养三【例例1】题型一题型一 化学键与晶体类型、性质、推断化学键与晶体类型、性质、推断答案答案C点评点评当离子晶体中存在多核当离子晶体中存在多核(阳或阴阳或阴)离子离子时时，多核离，多核离子内的原子子内的原子间间一定是以共价一定是以共价键结键结合的。若离子晶体只是合的。若离子晶体只是由由单单核离子形成的，核离子形成的，则则只含有离子只含有离子键键。短周期元素短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，的原子序数依次增大，W与与Y、X与与Z位于同一主族，位于同一主族，W与与X可形成共价化合物可形成共价化合物WX2，Y原子的内原子的内层电层电子子总总数是其最外数是其最外层电层电子数的子数的2

21、.5倍。下列倍。下列叙述中不正确的是叙述中不正确的是 ()。AWZ2分子中所有原子最外分子中所有原子最外层层都都为为8电电子子结结构构BWX2、ZX2的化学的化学键类键类型和晶体型和晶体类类型都相同型都相同CWX2是以极性是以极性键结键结合成的非极性分子合成的非极性分子D原子半径大小原子半径大小顺顺序序为为XWYZ【例例2】解析解析Y原子的内原子的内层电层电子子总总数是最外数是最外层电层电子数的子数的2.5倍，合倍，合理的关系只有最外理的关系只有最外层电层电子数子数为为4，内，内层电层电子子总总数数为为10，即，即Y为为Si元素，那么，元素，那么，W为为C元素。由元素。由W与与X形成形成WX2

22、且且X与与Z同主族和同主族和W、X、Y、Z的原子序数依次增大可知的原子序数依次增大可知X为为O元元素，素，Z为为S元素。即元素。即W、X、Y、Z依次依次为为C、O、Si、S四种四种元素。元素。A：CS2的的电电子式是子式是 ，C、S原子均原子均满满足最外足最外层层8电电子子结结构；构；B：CO2、SO2的化学的化学键类键类型均型均为为共价共价键键，晶体，晶体类类型均型均为为分子晶体；分子晶体；C：CO2是以极性是以极性键结键结合成的非极性合成的非极性分子；分子；D：原子半径：原子半径OCSi，即，即XWS，即，即YZ，所以，所以D项项不正确不正确(错错在在YCSi。(2)在在SiC晶体晶体结结

23、构中，每个构中，每个C原子与原子与Si原子形成四个完全相原子形成四个完全相同的同的CSi键键，所以，所以C原子的原子的杂杂化方式化方式为为sp3杂杂化。微粒化。微粒间间存在的作用力是共价存在的作用力是共价键键。(3)SiC的的电电子子总总数数为为20，所以，所以M的的电电子数子数为为(208)12个，个，故故M为为Mg；MgO和和CaO均属于离子晶体，均属于离子晶体，Mg2半径比半径比Ca2小，小，MgO中离子中离子键键强强，晶格能大，故熔点高。，晶格能大，故熔点高。(4)键键是由是由pp轨轨道肩并肩重叠而形成的，且道肩并肩重叠而形成的，且键键强强弱与弱与重叠的程度成正比。而重叠的程度成正比。

24、而Si原子的原子半径原子的原子半径较较大，大，Si、O原原子子间间距离距离较较大，大，pp轨轨道肩并肩重叠程度道肩并肩重叠程度较较小，不能形成小，不能形成稳稳定的定的键键。答案答案(1)1s22s22p63s23p2OCSi(2)sp3共价共价键键(3)MgMg2半径比半径比Ca2小，小，MgO晶格能大晶格能大(4)C的原子半径的原子半径较较小，小，C、O原子能充分接近，原子能充分接近，pp轨轨道道肩并肩重叠程度肩并肩重叠程度较较大，形成大，形成较稳较稳定的定的键键。Si的原子半径的原子半径较较大，大，Si、O原子原子间间距离距离较较大，大，pp轨轨道肩并肩重叠程度道肩并肩重叠程度较较小，不能

25、形成上述小，不能形成上述稳稳定的定的键键 已知已知X、Y和和Z三种元素的原子序数之和等于三种元素的原子序数之和等于42。X元元素原子的素原子的4p轨轨道上有道上有3个未成个未成对电对电子，子，Y元素原子的最外元素原子的最外层层2p轨轨道上有道上有2个未成个未成对电对电子。子。X跟跟Y可形成化合物可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成元素可以形成负负一价离子。一价离子。请请回答下列回答下列问题问题：(1)X元素原子基元素原子基态时态时的的电电子排布式子排布式为为_，该该元素的元素的符号是符号是_。(2)Y元素原子的价元素原子的价层电层电子的子的轨轨道表示式道表示式为为_，该该元元素的名称是素的名称

26、是_；(3)X与与Z可形成化合物可形成化合物YZ3，该该化合物的空化合物的空间间构型构型为为_；【例例9】(4)已知化合物已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属在稀硫酸溶液中可被金属锌还锌还原原为为XZ3，产产物物还还有有ZnSO4和和H2O，该该反反应应的化学方程式是的化学方程式是_；(5)比比较较X的的氢氢化物与同族第二、三周期元素所形成的化物与同族第二、三周期元素所形成的氢氢化化物物稳稳定性、沸点高低并定性、沸点高低并说说明理由明理由_。解析解析(1)因因为为X原子原子4p轨轨道上有道上有3个未成个未成对电对电子，可知其子，可知其电电子排布式子排布式为为：1s22s22p63s23p6

27、3d104s24p3并推出其元素符号并推出其元素符号为为As。(2)根据根据Y元素的最外元素的最外层层2p轨轨道上有道上有2个未成个未成对电对电子，子，Y和和Z元素的原子序数之和元素的原子序数之和为为42339，Y可能可能为为1s22s22p2或或1s22s22p4，再根据，再根据Z可形成可形成负负一价离子，推出一价离子，推出Y电电子排布子排布为为后者，价后者，价层电层电子子轨轨道表示道表示 ，元素名称，元素名称为为氧。氧。Z为氢为氢。(3)X与与Z形成的化合物形成的化合物为为AsH3，其空，其空间间构型可构型可类类比同主族比同主族的的氢氢化物化物NH3，为为三角三角锥锥形。形。(4)根据根据

28、电电子守恒配平即可。子守恒配平即可。(5)氢氢化物的化物的稳稳定性和元素的非金属性有关，或与共价定性和元素的非金属性有关，或与共价键键的的键长键长有关。有关。键长键长越短，越短，键键能越大，能越大，氢氢化物越化物越稳稳定，所以定，所以NH3PH3AsH3。由于。由于NH3分子分子间间形成形成氢键氢键，所以，所以NH3的的沸点最高。沸点最高。答案答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3As(2)氧氧(3)三角三角锥锥形形(4)As2O36Zn6H2SO4=2AsH36ZnSO43H2O(5)稳稳定性：定性：NH3PH3AsH3，因，因为键长为键长越短，越短，键键能越大，能越大，化合物越化合物越稳稳定沸点：定沸点：NH3AsH3PH3，NH3可以形成分可以形成分子子间氢键间氢键，沸点最高；，沸点最高；AsH3相相对对分子分子质质量比量比PH3大，分子大，分子间间作用力大，因而作用力大，因而AsH3的沸点比的沸点比PH3高高同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全