复习题教学实录及点评

《晶体结构与性质复习与题型小结》教案

汕头市金山中学

詹益仕

一﹑高考解读

1.命题角度：晶体结构与性质是高考必考内容,晶体类型的判断及晶体熔、沸点高低的比较相对比较简单;晶胞的分析及计算常出现在最后一问。晶胞的分析主要考查晶胞中所含微粒的个数、配位数、原子坐标参数、原子在晶胞中的位置等;晶胞的计算主要考查原子半径、原子之间的距离、密度计算、体积百分率等

2.备考启示：重点要强化晶胞的分析与计算,首先要掌握金属晶体的各种堆积方式,最好能根据实物模型图来培养学生的空间想象力,掌握如何分析配位数,如何结合数学知识进行相关的计算,把全国卷常考的几种计算类型进行归纳总结,构建解题思维模式

二﹑教学目标

这一节课我们主要复习并小结：晶体结构与性质

题型一：晶体类型的判断

题型二：晶体微粒间作用力

题型三：晶体性质的比较

题型四：题型四：晶胞中密度及微粒间距离的计算

三、教学重难点

晶体结构与性质题型小结

四﹑教学过程

微考点1 晶体和晶胞

1.回顾晶体与非晶体的特征

【教师讲解，学生回答】

结构特征

自范性

性质特征

熔点

异同表现

二者区别方法

科学方法：对固体进行 X射线衍射 实验

得到晶体的途径

①

熔融态

物质凝固。

②

气态

物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。

③溶质从溶液中

析出

。

【教师点评】晶体与非晶体的代表物质

2.回顾晶胞概念与均摊法计算

【教师讲解，学生回答】

晶体

结构粒子 周期性有序 排列

有

固定

__各向异性________

间接方法：测定其是否有固定的_熔点_____

非晶体

结构粒子 无序 排列

无

不固定

___各向同性________

二、掌握一个概念——晶胞

1．概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。

2．晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“

”构成晶体。

3．晶胞中粒子数目的计算——均摊法

如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有 属于这个晶胞。

1

(1)长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算

离子晶体

①NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引

6

个Cl，每个Cl同时吸引

6

个Na，配位数为

6

。每个晶胞含

4

个Na和

4

个Cl。

＋－－＋＋－＋－－＋②CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引

8

个Cs，每个Cs吸引

8

个Cl，配位数为

8

。

【教师点评】配位数的概念强调

分子晶体

①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有

12

个。

【教师点评】注意晶胞周围还有晶胞

②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的

4

个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成____2____ mol“氢键”。

【教师点评】注意共享问题

(2)非长方体晶胞中粒子视具体情况而定,如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被3个六边形共有,每个六边形占

1/3

,那么1个六边形实际有6×

1/3

=2个碳原子。又如,在六棱柱晶胞(如图所示)中,顶点上的原子为6个晶胞(同层3个,上层或下层3个)共有,面上的原子为2个晶胞共有,因此镁原子个数为12×

1/6

+2×

1/2

=3,硼原子个数为6。

【教师点评】可以利用键角计算

原子晶体(金刚石和二氧化硅)

2

①金刚石晶体中，每个C与另外_4_个C形成共价键，C—C 键之间的夹角是109°28′，最小的环是_6_元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有_2_ mol。

②SiO2晶体中，每个Si原子与_4_个O原子成键，每个O原子与_2_个硅原子成键，最小的环是_12____元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是__Si_原子，1 mol SiO2中含有_4_mol Si—O键。

石墨晶体

石墨层状晶体中，层与层之间的作用是

分子间作用力

，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是

2

，C原子采取的杂化方式是

sp2

。

常见金属晶体的原子堆积模型

堆积模型

晶胞

典型代表

配位数

空间利用率

(占有率)

简单立方堆积

体心立方堆积

六方最密堆积

Mg、Zn、Ti

12

74%

Na、K、Fe

8

68%

Po

6

52%

面心立方最密堆积

Cu、Ag、Au

12

74%

【教师点评】注意六方最密堆积与面心立方堆积区别：ABABA还是ABCAB、空间利用率计算与熟记数据

微考点2 常见晶体的结构与性质

类型比较

分子晶体

分子(或原子)间靠分子间作用力结合而成的晶体

原子晶体

原子之间以共价键结合而形成的具有空间网状结3 金属晶体

金属阳离子和自由电子以金属键结离子晶体

阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体

概念

构的晶体

合而形成的晶体

金属阳离子、自由电子

构成粒子

结构

分子(或

原子)

分子间

作用力(可能含有共价键，氢键)

较小

原子

阴、阳离子

粒子间的相互作用力

密度

共价键

金属键

离子键

较大

有的很大，有的很小

有的很大，有的很小

较大

硬度

较小

很大

较大

熔、

性质

较低

沸点

很高

有的很高，有的很低

较高

溶解性

导电、

导热性

延展性

相似相溶

难溶于任何溶剂

难溶于常见溶剂

电和热的良导体

良好

金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)

大多易溶于水等极性溶剂

晶体不导电，水溶液或熔融态导电

无

金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)

一般不导电，溶于水后有的导电

无

一般不具有导电性

无

一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，一部分非金属化合物(如SiC、SiO2)

物质类别及举例

大多数非金属单质(如P4、Cl2)、气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、非金属氧化物(如SO2、CO2、SiO2除外)、绝大多数有机物(如CH4，有机盐除外)

【教师点评】注意点：1.晶体的构成粒子(原子晶体与分子晶体对比，离子晶体与分子晶体对比) 2.硬度、熔沸点比较

3.熟记代表物质

3.题型总结

题型一：晶体类型的判断

(1)[2015·全国卷Ⅰ，37(4)]CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于___分子___晶体。

(2)[2015·全国卷Ⅱ，37(2)改编]氧和钠的氢化物所属的晶体类型分别为____分子晶体________和_原子晶体__________。

【教师点评】判断离子晶体或者原子晶体时，注意两原子间的电负性差异；开尔文温度与摄氏温度换算

题型二：晶体微粒间作用力的判断

(1)[2017·全国卷Ⅲ，35(4)节选]Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在__离子键与π键______。

4

(2)[2016·全国卷Ⅰ，37(5)改编]Ge单晶具有金刚石型结构，其微粒之间存在的作用力是_共价键_______。

(3)[2016·全国卷Ⅱ，37(3)节选]单质铜及镍都是由__金属____键形成的晶体。

【教师点评】不要忽视了复杂阴离子的杂化方式；紧跟题意作答；

题型三：晶体性质的比较

(1)(2018年全国Ⅲ卷,35节选)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃),其化学键类型是

离子键

,ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是

ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主,极性较小

。

(2)[2017·全国卷Ⅰ，35(2)节选]K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是___ K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱_。

(3)[2017·全国卷Ⅲ，35(3)改编]在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为__H2O>CH3OH>CO2>H2___，原因是__H2O与CH3OH均为极性分子，水中氢键比甲醇中多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大。

(4)[2016·全国卷Ⅲ，37(4)]GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是

__GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体_______________________________。

(5)[2015·全国卷Ⅱ，37(2)改编]单质氧有两种同素异形体，其中沸点高的是_O3___(填分子式)，原因是__O3相对分子质量较大且是极性分子，范德华力较大______。

【教师点评】结构决定性质类简答题答题模板：叙述结构→阐述原理→回扣结论。

关于晶体计算的一些重要关系和公式

(1)空间利用率=

。

(2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a): ①面对角线长=

②体对角线长=

③体心立方堆积4r=

④面心立方堆积4r=

a。

a。

a(r为原子半径)。

a(r为原子半径)。

(3)晶体密度计算公式：=

题型四：晶胞中密度及微粒间距离的计算

。

(1)[2018·全国卷Ⅲ，35(5)]金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为__六方最密堆积

_________。

65×6

32六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_________________ g·cmNA×6×4×ac－3(列出计算式)。

全国卷Ⅰ，37(6)改编]Ge

(2)[2016·单晶具有金刚石型结构。晶胞的原子坐标参数Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A

表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为

1111111为(0,0,0)；B为(2，0，2)；C为(2，2，0)。则D原子的坐标参数为(4，4，4)。

5 晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为_________________ g·cm－3(列出计算式即可)。

8×7373×10

6.02×565.76

(3)[2017·全国卷Ⅲ，35]MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2)为_0.148____nm。MnO也属于NaCl型结构，－晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2)为__0.076_____nm。

＋

二﹑课堂反馈

1掺杂稀土的硼化镁在39K时有超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列。图1是该晶体微观结构中取出的部分原子沿z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影。则硼化镁的化学式为____MgB2 _______。

2磷化硼(BP)是一种有价值的超硬耐磨涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。磷化硼晶胞如图2所示，在BP晶胞中B的堆积方式为___面心立方最密堆积

________，当晶胞晶格参数为478pm时，磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离为__三、课后作业

完成《赢在微点》配套练习

×10-10 _________cm。

6