第3章 物质的聚集状态与物质性质
第1节 认识晶体
第1课时 晶体的特征
【教学目标】
1．能区分晶体与非晶体。
2. 认识晶体的重要特征。
【教学重难点】
晶体的特征
【教学方法】探究法
【教学过程】
【新课引入】
【投影】几种常见的晶体图片
【联想·质疑】
1.食盐、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石等 都是晶体，那么什么样的物质才能称为晶体？
2.晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？
3.为什么晶体具有明显不同于非晶体的特性？
【讲述】
像上面这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。
【板书】
一、晶体的特征
【板书】
1. 晶体与非晶体的本质差异
【提问】
在初中化学中，大家已学过晶体与非晶体，你知道它们之间有没有差异？
【回答】
学生：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点。
【讲解】
晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点，这只是晶体与非晶体的表观现象，那么他们在本质上有哪些差异呢？
[投影] 晶体与非晶体的本质差异
固定熔点
微观结构
晶体
有
原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体
没有
原子排列相对无序
【讲述】
通过前面对晶体与非晶体的讨论，现在我们来总结一下，晶体有哪些特点：
【板书】
2. 晶体的特点：
【阅读思考】
晶体具有何种特性
（1）在适宜条件下，晶体能自发呈现封闭的、规则的多面体外形---自范性；
（2）在不同的方向上表现不同的物理性质（如导电）----向异性
（3）具有特定的对称性---对称性
【过渡】
通过以上的学习如何给晶体下一定义？晶体又有何分类？分类的依据又是什么？
【板书】
3.晶体的分类
（1）晶体： 内部微粒在空间按一定的俄规律做周期性重复排列构成的固体物质
（2）依据：根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用
（3）分类：离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体
【思考】各类晶体有何区别？
【学生归纳】
【问题】晶体有何用途呢？
【板书】
4.晶体的用途（学生阅读教材）
【练习】
1. 从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是（ ）
A.是否具有规则的几何外形的固体
B.是否具有固定组成的物质
C.是否具有美观对称的外形
D.内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列
2.下列物质中属于晶体的是（ ）
A.橡胶 B.玻璃 C.食盐 D.水晶
3. 关于晶体的自范性，下列叙述正确的是（ ）
A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B.缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方块
C.圆形容器中结出的冰是圆形的
D.由玻璃制成的圆形的玻璃球
4.下列物质具有固定熔点的是（ ）
A.橡胶 B.玻璃 C.水玻璃 D.CuSO4?5H2O
5.下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是（ ）
A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形
B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
6.晶体材料有着十分广泛的用途，人们常常利用晶体的性能制造各种有用的材料。下列对晶体材料的应用与水晶有关的是（ ）。
A.制造红宝石激光器
B.制造晶体管等电子元件
C.用于遥控器.电子表.手机.声呐等实现能量转化
D.应用于杀菌和快速准确进行外科手术
1. D 2. CD 3.B 4.D 5.B 6.C
【板书设计】
一、晶体的特征
1.晶体与非晶体的本质差异
2.晶体的特点
（1）在适宜条件下，晶体能自发呈现封闭的、规则的多面体外形---自范性；
（2）在不同的方向上表现不同的物理性质（如导电）----向异性
（3）具有特定的对称性---对称性
3.晶体的分类
4.晶体的用途
第1节 认识晶体
第2课时 晶体结构的堆积模型
【教学目标】
1.了解最基本的两种类型（A1 A3）的等径圆球的密堆积型式
2.知道离子晶体的可视为不等径圆球的密堆积
【教学重难点】
了解最基本的两种类型（A1 A3）的等径圆球的密堆积型式
【教学方法】探究法
【教学过程】
【新课引入】
【问题】晶体具有规则的几何外形是有什么决定的？
【回答】晶体的内部微粒按一定的规律周期性重复排列。
【联想质疑】晶体具有的规则几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性地重复排列。
那么晶体中的微粒是如何排列的？ 如何认识晶体内部微粒排列的规律性？
【板书】二、晶体结构的堆积模型
我们先来探讨金属晶体的内部结构
【讲述】密堆积：由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。
密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。
1.等径圆球的密堆积
【活动探究】把乒乓球装入盒中，盒中的乒乓球怎样排列才能使装入的乒乓球数目最多？
【活动提示】
（1）将小球先排成列，然后排成一层，认真观察每一个小球周围最多排几个小球，有几个空隙。
（2）将球扩展到两层有几种方式，认真观察两层球形成的空隙种类。
（3）扩展到三层，有几种排列方式，并寻找重复性排列的规律。
【思考】
1. 将等径圆球在一列 上的最紧密排列有几种？ 如何排列？
2.等径圆球在同一平面上的堆积方式是唯一的吗？ 最紧密堆积有几种排列？ 在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围几个球相接触？
【板书】密置层：在同一平面上，每个等径圆球与周围其它六个球相接触形成最紧密堆积方式
【思考】取A、B两个密置层，将B层放在A层的上面，有几种堆积方式？最紧密的堆积方式是哪种？它有何特点？
【讲述】
1.在第一层上堆积第二层时，要形成最密堆积，必须把球放在第二层的空隙上。这样，仅有半数的三角形空隙放进了球，而另一半空隙上方是第二层的空隙。
2.第一层上放了球的一半三角形空隙，被4个球包围，形成四面体空隙；另一半其上方是第二层球的空隙，被6个球包围，形成八面体空隙。
【板书】密置双层：将B层放在A层上面时，两层平行地错开，使B层每个球的球心恰好对应于A层中相邻三个球所围成的空隙中心，并使两层紧密接触
【思考】如果将密置层C放在刚才堆成的密置双层的上面，有几种最密堆积方式？如何堆积？
【讲述】第二层堆积时形成了两种空隙：四面体空隙和八面体空隙。那么，在堆积第三层时就会产生两种方式：
1.第三层等径圆球的突出部分落在正四面体空隙上，其排列方式与第一层相同，但与第二层错开，形成ABAB…堆积。这种堆积方式可以从中划出一个六方单位来，所以称为六方最密堆积（A3）。
2.另一种堆积方式是第三层球的突出部分落在第二层的八面体空隙上。这样，第三层与第一、第二层都不同而形成ABCABC…的结构。这种堆积方式可以从中划出一个立方面心单位来，所以称为面心立方最密堆积（A1）。
【讲述】一个原子或离子周围所邻接的原子或离子数目叫配位数。
【小结】
由于金属键没有方向性和饱和性，每个金属原子周围总是尽可能多的与邻近金属原子密堆积在一起，以使能量达到最低。
金属晶体的结构型式可以归结为等径圆球密堆积。
事实上，大部分金属采用最密堆积方式，例如金属镁就属于A3型密堆积，金属铜就属于A1型密堆积。只有少数金属采用非密堆积的方式。金属采取哪种堆积方式可以通过X射线衍射实验证实。
【过渡】构成离子晶体的微粒是什么?它们的作用力是什么? 离子键的特点?
【回答】阳离子和阴离子，通过离子键(静电引力)结合。 没有方向性和饱和性。
【启发】对比金属晶体的结构，阳离子和阴离子之间怎样排列最稳定?
【讲解】阳、阴离子也是球对称的。但阳、阴离子半径不同，一般情况下阴离子的半径比阳离子的半径大。因此，离子晶体的结构可以看做不等径圆球密堆积。
【板书】2．不等径圆球密堆积
一个离子周围尽可能多地吸引带相反电荷的离子以降低能量。
堆积方式：大球先按一定方式做等径圆球密堆积，小球再填入大球所形成的空隙中。
举例：CsCl晶体、NaCl晶体、ZnS晶体。
配位数概念，三种晶体中离子配位数分别为：8：8，6：6，4：4。
同学们想深入了解离子晶体的结构，可以自学“知识点击”部分。
【小结】晶体中的微粒通过没有方向性的金属键力、离子键力结合尽可能进行紧密堆积，以使能量达到最低。
【讲述】分子晶体属非等径圆球密堆积方式，分子晶体尽可能采取紧密堆积的方式，但受到分子形状的影响。原子晶体不服从紧密堆积方式
【板书设计】
二、晶体结构的堆积模型
1. 等径圆球的密堆积
2．不等径圆球密堆积
第1节 认识晶体
第3课时 晶体结构的最小重复单元——晶胞
【教学目标】
1.知道晶胞是晶体的最小结构重复单元。
2.能用切割法计算一个晶胞中实际拥有的微粒数
【教学重难点】
能用切割法计算一个晶胞中实际拥有的微粒数
【教学方法】探究法
【教学过程】
【新课引入】
【联想质疑】
通过前面的学习你已经知道，晶体可以看成是微粒按照一定的规律无限堆积而得到的，整个晶体里排列着无数个微粒。那么，如何研究晶体内部微粒的排列规律呢？
【板书】
三.晶体结构的基本单元
1.晶胞定义：晶胞是晶体中最小的结构重复单元。晶胞都是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的平行六面体。
【多媒体展示】各种类型的晶胞
【问题讨论】晶胞必须符合两个条件？我们又如何去划分晶胞呢？
【总结】
晶胞必须符合两个条件： 一是代表晶体的化学组成二是代表晶体的对称性 。
划分晶胞要遵循2个原则：一是尽可能反映晶体内结构的对称性；二是尽可能小
【陈述】由A3密堆积中可以划分出六方晶胞，从A1密堆积中可以划分出立方面心晶胞。
整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成，所谓无隙是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所谓并置是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。晶胞是具有代表性的体积最小的平行六面体。
【交流研讨】既然晶体是由无数个晶胞堆积形成的，晶胞内威力的组成就能反映整个晶体的组成。那么？应如何来分析一个晶胞中的微粒数呢？
【板书】2.晶胞中原子个数的计算方法：（分割法）
分割法是一种计算一个晶胞中实际拥有微粒数目的一种方法。
分割法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如被X个晶胞所共有，那么每个晶胞对这个原子分享1/X。如对于立方晶胞
（1） 每个顶点上的原子被8个晶胞共有，所以晶胞对顶点的每个原子占有1/8。
（2） 每条棱上的原子被4个晶胞共有，所以晶胞对棱上的每个原子只占有1/4。
（3） 每个面上的原子被2个晶胞共有，所以晶胞对面上的每个原子只占有1/2。
（4） 晶胞内部的原子属于晶胞自己，不与其它晶胞分享。
【思考】你能用这种方法分析一下NaCl、CsCL晶体吗？(多媒体展示)
【计算】NaCl晶胞、CsCl晶胞中含有的阴、阳离子数目分别是多少？
NaCl晶胞：钠离子：1＋12×1/4 ＝ 4 氯离子：8 ×1/8＋6×1/2 ＝ 4
CsCl晶胞：铯离子：1 氯离子：8 ×1/8＝ 1
【迁移应用】计算物质的化学式
【例题】如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、光电等功能的晶体材料的晶胞。晶体内与每个“Tｉ”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是（各元素所带的电荷均已略去）
【解析】Ba：1x1 Ti：8x(1/8) O：12x(1/4)
化学式为：BaTiO3
【板书设计】
三.晶体结构的基本单元
1.晶胞定义
2.晶胞中原子个数的计算方法：
第2节 金属晶体与离子晶体
第1课时 金属晶体
【教学目标】
知道金属原子的三种常见堆积方式：A1、A2、A3型密堆积
能从构成金属晶体的微粒间的作用力和微粒的密堆积出发解释金属晶体的延展性
【教学重点】金属晶体内原子的空间排列方式，
【教学难点】金属晶体内原子的空间排列方式。
【教学方法】借助模型课件教学
【教师具备】制作课件
【教学过程】
【复习提问】
1.如何用金属键解释金属的导热性、导电性？
2.哪些因素会影响金属键的强弱呢？
3. 何谓金属键？成键微粒是什么？有何特征？
4. A1型密堆积？何谓A3型密堆积？
【联想质疑】通过上一节的学习，你已知道金属铜的晶体属于A1型密堆积，金属镁属于A3型密堆积，那么，金属铁、钠、铝、金、银等属于哪种类型的密堆积？除了A1型和A3型外，金属原子的密堆积还有哪些型式？
【板书】一、金属晶体
【讨论】什么是金属晶体？它有何特征？
【回答】
【板书】
1.定义：金属晶体是指金属原子通过金属键形成的晶体。
2.金属键的特征：由于自由电子为整个金属所共有，所以金属键没有方向性和饱和性。
【陈述】金属原子的外层电子数比较少，容易失去电子变成金属离子和电子，金属离子间存在反性电荷的维系――带负电荷的自由移动的电子（运动的电子使体系更稳定），这些电子不是专属于某几个特定的金属离子这就是金属晶体的形成的原因。
【练习】金属晶体的形成是因为晶体中存在( )
①金属原子②金属离子③自由电子④阴离子
A.只有① B.只有③ C.②③ D.②④
解析：金属晶体内存在的作用力是金属键，应该从金属键的角度考虑，分析金属键的组成和特征：由自由电子和离子组成，自由电子具有良好导电性，即金属晶体是金属离子和自由电子通过金属键形成的。
【过渡】金属原子的密堆积还有哪些型式
【板书】
3.金属晶体的结构型式：
【思考】如果把金属晶体中的原子看成直径相等的球体,把他们放置在平面上,有几种方式?
【学生活动】利用20个大小相同的玻璃小球进行探讨？
【思考】上述两种方式中,与一个原子紧邻的原子数(配位数)分别是多少?哪一种放置方式对空间的利用率较高?
【思考交流】对于非密置层在三维空间有几种堆积方式?
【讲述】一种：上下对齐 的简单立方。 另一种：将上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中,每层均照此堆积.钾、钠、铁等金属采用这种堆积方式，简称为A2型。
Ca、Al、Cu、Ag、Au等金属晶体属于A1型最密堆积，Mg、Zn等金属晶体属于A3型最密堆积，A2型密堆积又称为体心立方密堆积，Li、Na、K、Fe等金属晶体属于A2型密堆积。A1型配位数为12，A2型配位数为8，A3型配位数为 12。
【联想·质疑】金属晶体有哪些共同的性质？为什么？
【回答】导电导热性强;不透明、有金属光泽;延展性好;
【讨论】金属晶体中的金属键和原子的堆积方式与金属晶体的物理性质的关系如何？
【板书】4. 金属晶体中的金属键和原子的堆积方式与金属晶体的物理性质的关系
【总结讲述】
（1）金属晶体具有良好的导电性：金属中有自由移动的电子，金属晶体中的自由电子在没有外加电场存在时是自由运动的，当有外加电场存在的情况下，电子发生了定向移动形成了电流，呈现良好的导电性。
（2）金属晶体具有良好的导热性：自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，从而引起两者能量的交换。当金属某一部分受热时，在那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，于是通过碰撞，自由电子把能量传给金属离子。金属容易导热就是由于自由电子运动时，把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
（3）金属晶体具有良好的延展性：金属有延性，可以抽成细丝，例如最细的白金丝直径不过1/5000 mm。金属又有展性，可以压成薄片，例如最薄的金箔只有1/10000 mm厚。金属晶体的延展性可以从金属晶体的结构特点加以解释。当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，由于金属离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，滑动以后，各层之间仍保持着这种相互作用，在外力作用下，金属虽然发生了变形，但不会导致断裂。
（4）金属的熔点、硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱。一般来说金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部作用力越强。因而晶体熔点越高、硬度越大。
金属晶体的熔点变化差别较大。如：Hg在常温下为液态，熔点低（－38.9℃）,而铁等金属熔点高（1355℃），这是由于金属晶体紧密堆积方式，金属阳离子与自由电子的作用力不同造成的。同类型金属金属晶体，金属晶体的熔点由金属阳离子半径，离子所带的电荷决定，阳离子半径越小，所带电荷越多，相互作用力就越大，熔点就越高。如：熔点：Li>Na>K>Rb>Cs，Na
【练习】金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是（ ）
A.金属原子的价电子数少 B.金属晶体中有自由电子
C.金属原子的原子半径大 D.金属键没有饱和性和方向性
解析：这是因为分别借助于没有方向性的金属键形成的金属晶体的结构中，都趋向于使原子吸引尽可能多的原子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。答案：D
【思考】合金为何比纯金属的性质优越？
【学生】阅读—追根寻源并思考1.合金的概念？2.合金的特点？3.合金的类型及其性质特点？
【板书】5. 合金及合金的优点
【总结】合金及合金的优点
⑴合金：
①定义：把两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成具有金属特性的物质叫做合金。
②特点：
a.合金的熔点比其成分中各金属的熔点都要低，而不是介于两种成分金属的熔点之间。
b.具有比各成分金属更好的硬度、强度和机械加工性能。例如：金属铝很软，但如果将铝与铜、镁按一定的比例混合，经高温熔融后冷却可以得到硬铝，硬度大大提高。
⑵合金的不同类型及各自的性质特点
①当两种金属的电负性、化学性质和原子半径相差不大时，形成的合金称为金属固熔体，如铜镍、银金合金。这类合金的强度和硬度一般都比组成它的各成分金属的强度和硬度大。
②当两种金属元素的电负性或原子大小相差较大时，形成的合金称为金属化合物，如Ag3Al合金。这类合金通常具有较高的熔点，较大的强度，较高的硬度和耐磨性，但塑性和韧性较低。
③原子半径较小时氢、硼、氮等非金属元素渗入过渡金属结构的间隙中，称为金属间隙化合物或金属间隙固熔体。这类合金具有很高熔点和很大的硬度，遮住要是填隙原子和金属原子之间存在共价键的原因。
【概括整合】
【板书设计】
金属晶体
1.定义：金属晶体是指金属原子通过金属键形成的晶体。
2.金属键的特征；金属键没有方向性和饱和性。
3.金属晶体的结构型式：
4. 金属晶体中的金属键和原子的堆积方式与金属晶体的物理性质的关系
5. 合金及合金的优点
第2节 金属晶体与离子晶体
第2课时 离子晶体
【教学目标】
1. 使学生认识几种常见的AB型离子晶体（NaCl、CsCl、ZnS）的结构，了解其配位数情况。
2. 能用“切割法”计算一个给定的简单离子晶体晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数。
3. 了解晶格能的概念，知道离子晶体的熔、沸点等性质决定于晶格能的大小；知道晶格能的大小与离子晶体的结构型式和阴、阳离子所带电荷以及阴、阳离子的间距有关。
【教学重点、难点】离子晶体的空间堆积方式，离子晶体的结构特点。
【教学方法】借助模型课件教学
【教师具备】制作课件
【教学过程】
【复习引入】
1. 晶体有哪些类型？
?2. 什么叫离子晶体？
?【回答】
1. 金属晶体，离子晶体，分子晶体和原子晶体。
２.离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。
那么，离子晶体的结构是怎样的，有什么特点呢？我们这节课就来学习离子晶体的结构。
【板书】二、离子晶体
我们先来探讨NaCl晶体的内部结构
【提出问题】请同学们观察NaCl晶体的堆积模型，思考以下问题：
１. NaCl晶体采取哪种堆积方式？
2. 像NaCl这样的离子晶体采取密堆积的原因是什么？
【回答】
１. NaCl晶体中的Cl-采取A1型密堆积，Na+填在Cl- 所形成的空隙中，整体是采取不等径圆球的密堆积。
２. 离子晶体微粒间的作用力为离子键，离子键无方向性和饱和性，因此离子晶体尽可能采取密堆积，以使得体系能量降低，达到稳定状态。
【过渡】我们知道晶体中最小的结构重复单元称为晶胞，将一个个晶胞上、下、前、后、左右并置起来，就构成整个晶体结构，那么NaCl晶胞是怎样的呢？
【展示】NaCl的堆积模型
请同学们观察NaCl晶胞，思考以下几个问题：
1.NaCl晶体中Na+ 和Cl-的配位数分别为多少？
?? 2. NaCl晶体中在Na+周围与它最近且距离相等的Na+共有几个？
?３.一个NaCl晶胞中含有的Na+ 和Cl-各是多少？
?４.“NaCl”这一化学式表示什么含义？
?学生看到屏幕上NaCl晶胞中体心上的Na+，6个面心上的Cl-不停地闪烁
【回答】
1.在NaCl晶体中，每个Na+同时吸引6个Cl-，每个Cl-同时吸引6个Na+，所以Na+ 、Cl-配位数均为6。
2.12个?
3.Na+：12ⅹ１／４＋１＝４ Cl-：８ⅹ１／８＋６ⅹ１／２＝４
4.离子晶体中，并不存在单独的“NaCl”分子，在整个晶体Na+与Cl-的个数比为１：１，因此，“NaCl”这一化学式表示的只是氯化钠的组成。
【过渡】通常哪些物质为离子化合物呢？
【答案】强碱、大部分金属氧化物和盐
请同学们观察课本80页介绍的几种常见的AB型离子晶体：NaCl型、CsCl型、ZnS型，根据CsCl、ZnS的晶胞找出它们的配位数和每个晶胞中含有的阴、阳离子的个数。
学生通过简单计算，迅速给出答案，然后教师简单总结：
CsCl配位数：８：８ ZnS配位数：４：４
CsCl晶胞中 Cs+：１个 Cl-：１个
ZnS晶胞中 Zn2+：４个 S2-：４个
【过渡】我们知道，离子晶体中阴阳离子通过离子键相互结合，因此离子晶体的熔点和离子晶体的稳定性与离子键的强弱有关。离子键的强弱在一定程度上可以用离子晶体的晶格能来衡量。
请同学们自学81页到872页，通过交流研讨，弄清楚以下几个问题：
１.什么叫晶格能？
2.结构相似的离子晶体，晶格能的大小与哪些因素有关？
【回答】
晶格能∝q1ⅹq2／r
晶格能的大小还与离子晶体的结构型式有关
【总结】对结构相似的离子晶体，阴阳离子间的距离越小，所带电荷数越多，晶格能越大，熔点越高。
【练习】试比较CaO、BaO、NaCl、KCl的熔点高低顺序
【回答】CaO>BaO>NaCl>KCl
【过渡】我们知道结构决定性质，在学习了晶体的结构以后，请同学们总结离子晶体具有哪些特性？
【讨论总结】引导学生共同总结出离子晶体的特性：
１.?熔点、沸点较高，而且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，晶格能增大，熔点升高。
２. 一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。
３. 固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电。
【小结】离子晶体是阴阳离子通过离子键结合在空间城县有规律的排列所形成的晶体。离子晶体的结构型式可归结为不等径圆球的密堆积。离子晶体的性质主要由晶格能决定。
【回忆概括】
【板书设计】
二、离子晶体
??? 1.NaCl的堆积方式
??? 2.NaCl晶胞的分析
??? 3.哪些物质为离子化合物
??? 4.晶格能
???? (1)?定义
??? （2）影响晶格能大小的因素
?? 5.离子晶体的特性
第3节 原子晶体与分子晶体
第1课时 原子晶体
【教学目标】
通过了解典型原子晶体金刚石的宏观性质，引导学生理解原子晶体的空间结构特点及微粒的堆积方式，
认识由共价键构成的晶体特点。
【重点难点】
重点：掌握原子晶体的结构与性质特点。
难点：理解原子晶体与离子晶体、金属晶体的区别。
【教学方法】
自主合作探究型学案教学
【教学过程】
教 师 活 动
学 生 活 动
设 计 意 图
情景导入
【设问】通过初中和必修课程的学习我们知道，碳和硅虽然都是ⅣA族元素，但他们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较大。例如，常温下，二氧化碳是气体，二氧化硅却是熔点高、硬度大的晶体，这是为什么呢？这与它们的结构有什么关系？这一节我们就来研究他们的结构及性质上的不同。
学生聆听、思考。
提出问题，引起学生思考，激发学生学习的兴趣。
问题发现
【自学】请同学们先自学课本，然后完成学案中的[基础自测]内容，再相互讨论，将发现的疑难问题写到学案的[问题发现]栏目中。（教师巡视，指导学生自学及正确使用学案。）
学生先阅读教材，然后完成学案中的相应内容。相互讨论，提出问题。
充分发挥学生的主体作用，提高课堂效率，培养学生的自学能力。
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问题探究与应用
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问题探究与应用
【问题探究1】在初中我们都学习过金刚石的性质（展示金刚石的图片），金刚石有哪些特性？这些性质显然是由金刚石的结构决定的，已知金刚石中的碳原子的杂化轨道是sp3，那么，金刚石有怎样的结构呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作金刚石的结构模型。
思考
1. 在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？
2. 在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？
3. 在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？
【板书】一．原子晶体
１.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体．
【归纳拓展】（展示甲烷和金刚石的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）甲烷分子中的碳原子的杂化轨道是sp3杂化轨道，甲烷分子是正四面体形分子。金刚石中的碳原子的杂化轨道也是sp3杂化轨道，故每个碳原子以sp3杂化轨道和它近邻的四个碳原子以共价键相互结合在一起形成正四面体形的空间立体网状结构。其中C—C键键长为0.154nm，键能为347kJ·mol-1,正是这种特殊的排列方式造就了金刚石晶体的独特性质。
【迁移应用】关于金刚石的下列说法中，错误的是（ ）。
A．晶体中不存在独立的分子
B．碳原子间以共价键相结合
C．是硬度最大的物质之一
D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应
【板书】2.常见的原子晶体
金刚石（C）、晶体硅(Si)、 晶体硼（B）、晶体锗(Ge) 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
二氧化硅（ SiO２）晶体
【问题探究2】水晶是一种古老的宝石（展示水晶的图片），晶体完好时呈六棱住钻头形，它的成分是二氧化硅。水晶的结构可以看成是硅晶体中每个Si—Si键中“插入”一个氧原子形成的，那么在二氧化硅中原子是怎样排列的呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作二氧化硅的结构模型。
思考1. 在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？
思考2. 在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？
【归纳拓展】（展示二氧化硅的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）碳和硅都是第ⅣA族元素，若以硅原子代替金刚石晶体结构中的碳原子，便可得到晶体硅的结构；若再在硅晶体每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的二氧化硅的结构。在二氧化硅晶体里，一个硅原子能形成四个共价键，一个氧原子能形成两个共价键，因此二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2。
【问题探究3】通过以上分析，比较金刚石、二氧化硅与我们前面学过的金属晶体、离子晶体有何不同？
【归纳拓展】金刚石、二氧化硅与金属晶体、离子晶体的构成微粒和微粒间的相互作用都不同。可列表比较如下（先让学生自己填表，再分析讲解）：
晶体类型
构成微粒
微粒间作用力
实 例
金属晶体
?
?
Ca、Cu、Mg
离子晶体
?
?
?
?
?
?
金刚石、
二氧化硅
像这样相邻原子间以共价键相结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体成为原子晶体。常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、金刚砂、水晶等。
说明：由金刚石的晶体结构可以看出，在每个碳原子周围排列的碳原子只能有四个，这是由共价键的饱和性与方向性决定的。正是因为在中心原子周围排列的原子的数目是有限的，所以这种比较松散排列的结构与金属晶体和离子晶体中的紧密堆积排列有很大的不同。
【迁移应用】在二氧化硅晶体中，原子未排列成“紧密堆积”结构，其原因是（ ）。
A．共价键具有饱和性
B．共价键具有方向性
C．二氧化硅是化合物
D．二氧化硅是由非金属元素的原子构成的
【交流与研讨】分析下表中的数据，
部分原子晶体的键能、熔点和硬度表
晶体
键能/kJ·mol-1
熔点/℃
硬度*
金刚石
（C—C）347
3350
10
碳化硅
（C—Si）301
2600
9
晶体硅
（Si—Si）226
1415
7
【思考】1. 怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？
2. “具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？
【归纳拓展】
1．在原子晶体中，各原子均以共价键相结合，由于原子晶体熔化时必须破坏其中的共价键，而共价键的键能相对较大，破坏他们需要很高的温度，所以原子晶体具有很高的熔点。
2．对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。
【板书】3.原子晶体的物理特性
在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的
（1）熔点和沸点高
（2）硬度大
（3）一般不导电
（4）且难溶于一些常见的溶剂
【迁移应用】碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是（ ）。
A．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
B．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞晶体硅＞碳化硅
C．三种晶体中的结构单元都是正四面体结构
D．三种晶体都是原子晶体且均为电的良导体
学生分组讨论、探究，并根据想象动手制作金刚石的球棍模型。然后小组代表发表自己的看法。
?
学生回顾复习杂化轨道知识，完善自己的金刚石球棍模型。
?
?
?
?
学生练习，巩固有关金刚石的知识。
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?
?
学生分组讨论、探究，并根据想象动手制作二氧化硅的球棍模型。然后小组代表发表自己的看法。
?
学生根据分析，完善自己的二氧化硅球棍模型。
?
?
?
?
?
学生复习、填表，总结复习有关晶体的知识。
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学生练习，巩固有关原子晶体的知识。
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学生分组讨论，探究原子晶体的性质递变规律及原因。
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?
学生练习，巩固有关原子晶体性质递变规律的知识。
通过问题探究和迁移应用，学习金刚石的知识。
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通过问题探究及迁移应用，学习二氧化硅的知识。
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?
?
?
?
通过问题探究，总结出原子晶体的有关知识，比较金属晶体、离子晶体、原子晶体的不同。
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?
?
?
?
?
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?
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?
?
?
?
通过问题探究，总结原子晶体的熔点等递变规律。
概括整合
1．金属晶体、离子晶体、原子晶体在结构和性质上有何不同？请填写下表。
晶体类型
金属晶体
离子晶体
原子晶体
构成微粒
?
?
?
微粒间的作用力
?
?
?
化学键
特征
?
?
?
实 例
?
?
?
2．常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、金刚砂、水晶，比较并填写下表。
常见原
子晶体
原子数与化
学键数比值
最小环上
的原子数
键长与
键能比较
金刚石
?
?
?
碳化硅
?
?
?
晶体硅
?
?
?
二氧化硅
?
?
?
学生填表练习，比较总结几种晶体的有关结构和性质。
?
?
?
?
?
?
?
学生填表练习，比较总结常见的几种原子晶体的有关结构和性质。
以问题的形式呈现，让学生讨论、总结，归纳出本节主要内容及有关规律。
【板书设计】
一．原子晶体
１.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体．
2.常见的原子晶体
3.原子晶体的物理特性
第3节 原子晶体与分子晶体
第2课时 分子晶体
【教学目标】
?1.了解干冰的宏观性质，明确分子晶体的概念。
2.理解分子晶体的空间结构特点及微粒的堆积方式。
3.知道分子晶体熔沸点高低与晶体结构及微粒间作用力的关系。 ?
【教学?重难点】掌握分子晶体的结构与性质特点。
【教学方法】
1.利用多媒体手段展示图片，激发学生学习兴趣，引导学生去探究分析分子晶体的结构特点。 2.利用图片、模型以及教材上的“联想·质疑”“交流·研讨”等栏目，承上启下，使课堂学习环环相扣。
3.课堂上利用学案导学，通过学生自学、小组讨论、上黑板展示、师生评价等形式，完成学习目标。并通过迁移应用、当堂反馈等习题的设置，巩固所学知识、检测学生的学习效果，使教学更有针对性。
【教学过程】
教学活动
学生活动
设计意图
【引入问题情景】我们已知道，冰易融化，干冰易气化，碘晶体易升华，你知道这些晶体为什么具有上述的特殊性质吗？它们的结构是怎样的呢？（利用多媒体展示冰融化，干冰气化，碘晶体升华等图片）
聆听、观看图片
启发学生思考：冰、干冰、碘的性质与离子晶体、金属晶体、原子晶体的区别。
[板书]二、分子晶体
[板书]1.分子晶体的概念
[讨论]（1）干冰的宏观性质和应用有哪些？
（2）分子晶体中分子的排列是否采取紧密堆积的方式？为什么？
（3）分子晶体的结构特点有哪些？
[思考]CO2中C原子和O原子之间以共价键相结合，故CO2形成的晶体为原子晶体。你认为正确吗？为什么？ （教师对学生的讨论结果做出评价并用多媒体展示）
[迁移·应用]下列物质形成的晶体中属于分子晶体的化合物是（? ）。
A.NH3、H2、C10H8 B.H2S、CO2、H2SO4
C.SO2、SiO2、P2O5 D.CH4、Na2S、H2O
? ? 观察碘晶体和干冰晶体的晶胞，熟悉典型分子晶体的结构。
? 讨论给定的有关问题 学生思考讨论并展示结论，学生之间相互评价。 ?
[讨论题答案：（1）常见的干冰呈块状或丸状，在低温实验、人工降雨等场合常用做致冷剂。
（2）分子晶体中分子的排列采取紧密堆积的方式，因分子间的相互作用不具有方向性。
（3）分子以分子间作用力相互结合形成晶体，并采取紧密堆积方式排列。
思考题答案：不正确，因为CO2中C原子和O原子之间虽然以共价键相结合，但CO2分子与分子之间是通过分子间作用力相结合而形成的分子晶体。
迁移应用答案：B]??? ?
? ?通过设置的讨论题可加深学生对分子晶体结构特点的认识。 ??? 通过迁移应用，使学生学以致用，达到巩固提高的目的。
[板书] 2.冰晶体的结构与性质
[阅读思考]
（1）冰晶体中微粒间的作用力有哪几种？
（2）冰晶体的结构特点如何？冰中水分子的排列是否采取紧密堆积的方式？为什么？
（3）由水变为冰，水的密度如何变化？为什么？ （指导学生思考问题）
[迁移·应用]冰晶体中，在每个水分子周围结合的水分子的个数为??????? 。
（教师对学生的结论作出评价并用多媒体展示）
阅读教师指定内容，参考课本图示，思考、讨论学案提出的问题。 （1）六人一组，组内合作，集思广益。 （2）各小组上黑板展示问题的结论。
（3）有问题的先同组内同学改，再小组之间改。
[思考题答案：（1）范德华力和氢键
（2）冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。因氢键具有一定的方向性，故冰中水分子不能采取紧密堆积方式。
（3）密度减小；因冰中水分子的间距教大，分子的排列比较松散。
迁移应用答案：4]
?
通过思考和组内、组间的交流，让学生自己发现规律和方法。
[板书]3.分子晶体的物理性质
[阅读思考]
（1）分子晶体的物理性质有何特点？
（2）分子晶体的熔点为什么比原子晶体和离子晶体的熔点低？
（3）与同族元素的氢化物形成的分子晶体相比，为什么水的熔沸点相对较高？
（4）如何判断组成和结构相似的分子晶体的熔沸点的相对高低？为什么？ （指导学生阅读相关内容，完成学案提出的问题）
[迁移·应用] 1.下列各组物质按熔点由低到高的顺序排列的是???????? 。
A.F2、Cl2、Br2、I2
B.H2O、H2S、H2Se
C.CO2、H2O、
D.白磷、金刚石
2.试解释甲烷晶体在常温常压不能存在的原因是什么？ （教师对迁移·应用答案进行评析）
【板书】4. 哪些晶体属于分子晶体
较典型的分子晶体有：
(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷，等等；
(2)部分非金属单质，如卤素(X2)(如图3-9的碘)、氧(O2)(如图3-10)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)(如图3-10)，等等；
(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2，等等
阅读教师指定内容，思考、讨论学案提出的问题。 （1）六人一组，组内合作，集思广益。 （2）各小组上黑板展示问题的结论。
（3）有问题的先同组内同学改，再小组之间改。
对于迁移应用给出的题目，学生独立完成，然后同桌之间相互批阅，指出合理或不合理之处。 [阅读思考答案：（1）熔沸点低、硬度较小，有较强的挥发性。
（2）分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，而原子晶体或离子晶体熔化时破坏的是化学键，故分子晶体的熔点较低。
（3）水分子间除了分子间作用力外，还有氢键。
（4）对组成和结构相似且晶体中不含氢键的物质来说，相对分子质量越大，物质的熔沸点越高。因相对分子质量越大，分子间作用力越大。
迁移应用答案：1.C?? 2.AC
3.甲烷形成的晶体是分子晶体，分子间依靠范德华力相结合，因范德华力较弱，故其熔点低，在常温常压下只能以气体形式存在。]
?
以问题的形式将内容具体化，使学生在探究、讨论问题的过程中掌握学习目标。 ??? ?
?
?
?
?
配以适当的练习，巩固所学知识。
[小结]教师引导、启发学生总结本节所学主要知识内容框架 （多媒体展示本节主要内容）
[开拓思考]
金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？
[板书]5.混合晶体
【学生】阅读教材归纳总结结构特点
回忆、概括整合： 分子间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体。分子晶体中的分子以范德华力或氢键相结合，并采取紧密堆积方式。由于分子间作用力较小，因此分子晶体的熔点和硬度都比较低。
再现本节课主要学习过程。 抓住要点。
【板书设计】
二、分子晶体
1.分子晶体的概念
2.冰晶体的结构与性质
3.分子晶体的物理性质
4、哪些晶体属于分子晶体
[板书]5.混合晶体
第4节 几类其他聚集状态的物质
【教学目标】
1.初步了解非晶体、液晶、等离子体、纳米尺度聚集体等不同物质聚集态的结构及特殊性质。
2.初步了解这些聚集体的实际用途及作用。
3.能从物质聚集状态按不同类型和不同聚集程度来区分物质。
【教学重难点】不同聚集状态物质的结构与性质特点。
【教师具备】多媒体辅助教学
【教学方法】查阅资料、交流研讨、比较、归纳、概括、自我评价
【教学过程】
教学环节
教师活动
学生活动
教学意图
提前布置学生走访商场或查阅资料或通过其他可能途径搜集信息资料
布置走访任务或查找信息
1了解非晶体，
2什么是液晶？有什么特性和用途？
3什么是纳米材料，又什么特性和用途？（能举例说明）
4什么是等离子体，有什么性质和用途？
学生自愿报名分小组：
走访商场的为一组
查阅资料的为一组
规定时间汇总
培养学生搜集处理信息的能力。
导入新课
显示：一块食盐晶体、一杯液态物质、一集气瓶二氧化氮气体。
提出问题：固、液、气三态有什么区别？
学生思考、讨论、从宏观物质的状态回答。
微观上学生可能回答不出来
利用多媒体技术，激起学习兴趣。提出问题，引起学生思考。
从微观上探究固液气三态的区别
老师指导学生阅读课本。
然后填写下表（投影）
板书：
一、固、液、气三态区别
构成物质的微粒间距离
微粒微观运动
性质
固体
液体
气体
学生阅读
学生思考、讨论。最后独立完成表中内容。
一学生回答。其余补充完善。
从结构方面指出固、液、气间的区别，使学生对三者的认识提高到一个新高度
非
晶
体
教
学
过渡：我们知道晶体是有规则几何外形的固体，有自己的性质、特点，但对于同属于固体的非晶体你知道多少呢？那位同学来给我们介绍一下？
指导学生看书。
学生填写下表内容（投影）
板书：
二、晶体和非晶体的区别
晶体
非晶体
外形
微粒排列
物理性质
举例
学生已经搜集好资料，踊跃举手回答，展示自己成果。
其他学生聆听。
交流研讨
学生阅读课本
学生独立完成表中内容。
一学生回答，其余评价完善
晶体
非晶体
外形
有规则几何形状
没有规则几何形状
微粒排列
物理性质
举例
培养学生勇于展示自己的品质，培养学生共同学习的能力
提出问题：根据你搜集的资料，你能举例说明晶体和非晶体可以相互转化吗？
师生共同总结：
实际上，一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，并不是绝对的。既许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体。
学生搜集了不同的资料，抢着举手回答。如：天然水晶是晶体，而熔化后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体。晶体硫与弹性硫的转化等。
学生补充。
温故知新，拓展学生视野
指导阅读：
固体除了以晶体和非晶体形态存在外，还有其他存在形态。请同学们阅读课本，了解一下准晶体的知识。
学生阅读
培养学生的阅读能力，进一步拓展学生视野，让学生知道固体的其他存在形态
液
晶
教
学
提出问题：你知道显示屏上的图像是用什么方法显示出来的吗？
投影学生收集的资料。
学生根据搜集的资料，交流研讨，积极举手回答。
其他学生聆听。补充。
联系实际，展示与学生密切相关的物-品，使课本知识与生活实际联系起来，提高学生学习兴趣。
请同学们总结：什么是液晶？有什么性质特点？各向异性的原因是什么？有什么重要用途？
师生共同总结
投影：
三、液晶
1. 定义:在一定温度范围内既具有流动性又具有各项异性的液体，称为液态晶体，简称液晶。
2. 性质特点：流动性，各向异性
3. 各向异性的原因：
4. 用途：制造液晶显示器
学生认真总结
回答
补充
培养学生提炼知识、总结知识的能力。
提出问题：你知道液晶是怎么发现的吗？
学生根据搜集的信息，回答。
利用液晶发现的故事，对学生进行化学史教育。并对液晶与液体晶体的区别进一步了解。
纳
米
材
料
教
学
播放关于纳米材料的录像
投影学生搜集到的有关资料
学生观看，学生感到纳米材料的神奇，产生浓厚兴趣。
学生带着兴趣阅读有关资料。
思考：纳米材料为什么这么神奇？它的构造是怎样的？
创设情景，使学生对世界的神奇、科技对生活的影响产生浓厚的学习兴趣。
提出问题：你对纳米材料有那些了解？
学生根据录像、资料积极回答，从不同侧面对纳米材料的结构、性质、用途作答。
设计开放性的问题，有利于学生从不同侧面思考，有利于使学生真正成为学习的主体。
对学生提出的其他问题简要解释。
请同学们总结纳米材料的定义、组成、结构、性质、用途，并回答。
师生共同总结（投影）
板书：
四、纳米材料
1. 定义：是指三维空间尺度至少有一维处于纳米尺度（1～100nm）的.具有特定功能的材料。
2. 组成：有纳米颗粒和颗粒间界面组成
3. 结构：纳米颗粒是长程有序的晶状结构 ，界面是既不长程有序也不短程有序的无序结构
4. 性质：有既不同于微观粒子又有不同于宏观物体的独特性质
5. 用途：医疗上的用途.日常生活中的用途等
学生根据收集到的资料可能还列举出纳米材料的其他性质和更广更多的用途，或提出其他有关问题。
学生总结
回答
补充
明确学生本部分内容应达到的要求，使学生学习有的放矢。
指导学生阅读 纳米技术
学生认真阅读
拓展学生视野，引起探究热情
等
离
子
体
教
学
提出问题：100℃时水会变为气体，若温度升高到几千度，会发生什么变化呢？
产生联想，质疑
利用问题情景，引起学生联想，引入等离子体教学。
请学生展示搜集的有关资料：图片、文字
学生观看、思考，获取知识
培养学生自主学习，获取信息的能力
提出问题：什么是等离子体？
是怎样产生的？
有什么性质和特点?
师生共同总结（投影）
板书：
五、等离子体
1. 定义：有大量带电微粒（离子.电子）和中性微粒（原子或分子）所组成的物质聚集体称为物质的等离子体。
2. 产生原因：
3. 性质特点：很好的导电性.很高的温度.有流动性.呈准电中性。
4. 存在：
5. 用途：
学生总结。
讨论。
回答。
补充完善。
充分调动学生的积极性。
发挥教师的主导作用和学生主体作用。
本节概括整合
布置学生自己将本节知识进行整合。
学生板书。
师生共同完善。
学生回忆、整合本节知识
再现本节主要学习过程，完善知识结构，培养学生总结、整合知识的能力
【板书设计】
一、固、液、气三态区别
二、晶体和非晶体的区别
三、液晶
四、纳米材料
五、等离子体
作业布置
查阅资料，了解纳米技术发展状况，以“纳米技术与未来生活”为题写一片小论文
学生课后查阅资料，完成小论文。
培养学生的创新能力、热爱科学的品质、深入研究的科学精神。
课件47张PPT。第3章 物质的聚集状态与物质性质第3章
物质的聚集状态与物质性质第1节 认识晶体课程标准导航
1.了解晶体与晶胞的概念。
2．了解晶体与非晶体的性质差异。
3．了解常见的晶体结构堆积模型与化学式
的确定。
自主学习
一、晶体的特征
1.晶体的概念
内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做_____________________构成的固体物质。
2.晶体的特性周期性重复排列(1)晶体的________性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。
(2)晶体的_________性：晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质。
(3)晶体的_________性：晶体具有规则的几何外形。自范各向异对称3.晶体的分类
根据晶体内部微粒的种类和微粒间___________的不同，可以将晶体分为离子晶体、_____________、原子晶体和分子晶体。
相互作用金属晶体 想一想
1．晶体为什么有自范性？
提示：晶体中粒子在微观空间内呈现周期性的有序排列导致晶体有自范性。二、晶体结构的堆积模型
1.等径圆球的密堆积
A3型最密堆积…ABCABC…2.非等径圆球的密堆积
等径圆球分子的形状饱和性不服从想一想
2.为什么在金属晶体、离子晶体、分子晶体中各微粒尽量采取紧密堆积的排列方式？
提示：因为金属键、离子键和分子间作用力均没有方向性，因此都趋向于使原子、离子或分子尽可能多的吸引其他原子、离子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。三、晶胞
最小重复单元平行六面体形状种类、个数1/n 想一想
3.由晶胞构成的晶体，其化学式是否可表示一个分子中原子的数目？
提示：不可以，只表示每个晶胞中不同原子的最简整数比。
自主体验
1.下列叙述正确的是( )
A．固态物质一定是晶体
B．金属镁的晶体属于A1型最密堆积
C．晶体内部的微粒按一定规律做周期性重复排列
D．构成晶体的微粒一定是离子解析：选C。固态物质不一定是晶体，如玻
璃为非晶体；金属镁的晶体属于A3型最密堆
积； 构成晶体的微粒可以是分子、原子或
离子。
?2.下列叙述不属于晶体特征的是( )
A．晶体有规则的几何外形
B．晶体具有各向异性C．晶体有对称性
D．晶体没有固定的熔点
解析：选D。晶体的特性包括自范性(规则几何外形)、各向异性、对称性，且晶体有固定的熔点。3.在单质的晶体中，一定不存在( )
A．离子键
B．分子间作用力
C．共价键
D．金属离子与自由电子间的作用
解析：选A。单质是由同种元素组成的纯净
物，同种元素之间不可能形成离子键。
探究导引1
晶体中的微粒在空间中的排列服从什么原
理？为什么？
提示：紧密堆积原理；这种排列体系能量
低、晶体稳定。
探究导引2 金属晶体的结构型式是什么类型的密堆积？有几种密堆积方式？
提示：等径圆球密堆积，有A1型最密堆积(…ABCABC…)和A3型最密堆积
(…ABAB…)。探究导引3 离子晶体和分子晶体大多采用哪种堆积方式？为什么？
提示：A1型最密堆积，由于离子晶体中的离子间存在无方向的静电作用和分子晶体中分子之间范德华力无方向性和饱和性，故它们都以A1型最密堆积方式排列。
要点归纳
1.等径圆球的密堆积方式
等径圆球在一个层中，最紧密的堆积方式只有一种情况——一个球与周围六个球相切，在中心球的周围形成六个凹位，将其算为第一层。第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球心对准1、3、5位(或对准2、4、6位，其情形是一样的)。(1)六方最密堆积(A3型)
对于第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密方式。第一种是将球心对准第一层的球心。于是每两层形成一个周期，即“…ABAB…”堆积方
式，形成六方紧密堆积，即A3型密堆积。由以上堆积可知，同一层上每个球与同层中周围6个球相接触，同时又与上下两层中各3个球相接触，故每个球与周围12个球相接
触，所以它们的配位数是12。
(2)面心立方最密堆积(A1型)
第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的2、4、6位，不同于AB两层的位置，这是C层。第四层再排A，于是形成ABC三层一个周期的排列方式，得到面心立方堆积，即A1型密堆积，配位数为1
2( 同层是6、上下
层各为3)。
2.非等径圆球的密堆积
由离子构成的晶体可视为不等径圆球的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做等径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的空隙中。如：NaCl晶
体、ZnS晶体中，Cl－、S2－均按A1型密堆
积，Na＋、Zn2＋填在它们的空隙中。在干冰中，直线形的二氧化碳分子在空间以A1型密堆积方式形成晶体。即时应用
1.下列关于右图不正确的说法是( )
A．此种最密堆积为面心立方最密堆积
B．该种堆积方式称为A1型最密堆积
C．该种堆积方式
可用符号“…AB
CABC…”表示D．该种堆积方式称为A3型最密堆积
解析：选D。从垂直方向看，相邻三层球的球心位置均不在同一条垂线上，但第四层与第一层的球心相对应，所以为A1型(面心立
方)最密堆积，D项错误。
探究导引
如何分析晶体内部的原子在三维空间里呈周期性的有序排列？
提示：由于晶体内部微粒在空间呈现可重复的周期性排列，因此在研究晶体结构时，只需找出其中最小的重复单元加以分析即可。
要点归纳
1.晶胞知识要点
(1)习惯上采用的晶胞都是平行六面体，是描述晶体结构的最小重复单元。
(2)整个晶体可以看作由数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
(3)晶体结构的基本重复单元是晶胞，晶胞的结构可反映晶体的结构。即时应用
如图为某晶体的一个晶胞，该晶体由A、
B、C三种基本粒子组成。该晶体的化学
式是( )
A．A6B8C
B．A2B4C
C．A3BC
D．A3B4C
从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是( )A．是否具有规则的几何外形的固体
B．是否具有固定组成的物质
C．是否具有美观对称的外形
D．内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列
【思路点拨】 解此题关键需注意两点：
(1)晶体与非晶体的区别；
(2)晶体的本质特征。【解析】 有规则几何外形或美观对称外形的固体不一定都是晶体，如玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外形；具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定组成。
【答案】 D【名师点睛】 晶体的特征：晶体内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列。这一本质特征决定了晶体有规则的几何外形，各向异性，特定的对称性等基本特征。
某离子晶体晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体中心，试分
析：晶体中每个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________
个Y，该晶体的化学式为
__________.【思路点拨】 求算晶胞对应的晶体的化学式必须掌握“分摊法”灵活应用。
【答案】 4 8 XY2(或Y2X)
【名师点睛】分析晶胞中粒子实际数目时，要充分运用想象和立体几何的思想采用
“均摊法”进行有关计算。石墨晶体结构的分析
【经典案例】
石墨的片层结构如图所示，试回答：
?(1)平均_____个碳原子构成一个正六边形。(2)石墨晶体每一层内碳原子数与C—C键键数之比是________。
(3)n g碳原子可构成________个正六边形。
【解析】(1)利用点与面之间的关系，平均每个正六边形需碳原子数：6×1/3＝2。
(2)分析每个正六边形：①所占的碳原子数为6×1/3＝2；
1.下列关于晶体的说法不正确的是( )
A．粉末状的固体肯定不是晶体
B．晶胞是晶体结构的基本单元
C．晶体有规则的几何外形是晶体内部的粒子按一定规律做周期性的有序排列的结果
D．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
解析：选A。在晶体中，不管固体颗粒的大小，只要其组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列，就属于晶体；晶体规则的几何外形是内部粒子有规律周期性有序排列的结果，否则为非晶体，所以A项不正确。
2.等径圆球形成的A1型最密堆积和A3型最密堆积中，每个球的配位数分别是( )
A．3，3 B．12，12
C．3，6 D．6，6
解析：选B。等径圆球形成的A1型最密堆积和A3型最密堆积中，每个球的配位数都是12，其中同一层上是6个，上下相邻两层各3个。
3.
某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为( )
A．B2A
B．BA2
C．B7A4
D．B4A7
解析：选B。晶胞中A离子数目为8，B离子数目为8×＋6×＝4，所以该晶体的化学式为BA2。
4.
某晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。试分析：
(1)在一个晶胞中有__________个X，________个Y。
(2)晶体中距离最近的两个X和一个Y所形成的夹角∠XYX为________(填角的度数)。
解析：(1)Y在晶胞的体心，即有1个Y属于晶胞；X在顶点，属于该晶胞的X有4×＝个。
(2)4个X连线后构成正四面体，Y原子位于正四面体的体心。类似于甲烷的分子构型，所以∠XYX＝109.5°。
答案：(1) 1 (2)109.5°
5.(2012·益阳高二检测)如图所示的甲、乙、丙三种晶体：
试写出：
(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________________________________________________________________________。
(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________________________________________________________________________。
(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________个。
解析：解答这类习题，通常采用均摊法。均摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。晶体立方体中微粒实际占有“份额”规律：顶点微粒在立方体中实占，立方体面上微粒实占，立方体棱上微粒实占，立方体内部微粒按有1算1统计。甲中X位于立方体中心，算做1，Y位于立方体顶点，实际占有：×4＝个，X∶Y＝1∶＝2∶1，所以甲的化学式为X2Y。乙中A占有：×8＝1，B占有×6＝3，C占有1个，由此推出微粒个数之比为A∶B∶C＝1∶3∶1。丙中D周围的E的个数与E周围D的个数相同，E周围有8个D，所以D周围有8个E。
答案：(1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8
1.下列晶体的结构不遵循“紧密堆积原理”的是( )
A．金属铜 B．氯化钠
C．金刚石 D．干冰
解析：选C。金刚石是原子晶体，由于共价键的方向性和饱和性，决定了金刚石的结构中，每个碳原子周围的其他碳原子数目是有限的，且堆积方向是一定的，故不服从紧密堆积原理。
2.下列叙述中，正确的是( )
A．具有规则几何外形的固体一定是晶体
B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
C．具有各向异性的固体一定是晶体
D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体
解析：选C。晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列。晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子规律性排列的外部反映，因此B项错；有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，所以A项错；具有各向异性的固体一定是晶体，C项正确；晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体是依据构成晶体的粒子的种类及粒子间的相互作用，因此D项错。
3.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是( )
①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体
A．①④ B．②③
C．②④ D．①③
解析：选A。晶体有固定的熔点。由图分析知，a一直在吸热但中间有一段温度不变，这段对应的温度就代表此晶体的熔点；而b曲线温度一直在升高，没有固定的熔点，因此b为非晶体。
4.下列不属于晶体特点的是( )
A．一定有规则的几何外形
B．一定有各向异性
C．一定有固定的熔点
D．一定是无色透明的固体
解析：选D。晶体的特点是有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、固定的熔点及各向异性，但不一定是无色透明的固体，如紫色的碘晶体及蓝色的硫酸铜晶体。
5.下列关于晶体结构形式的说法正确的是( )
A．所有晶体的空间排列都服从紧密堆积原理
B．晶体尽量采用紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
C．金属晶体的结构型式可以归结为非等径圆球的密堆积
D．等径圆球的密堆积有A1、A3两种结构型式，其中Cu属于A3型最密堆积
解析：选B。A项，在原子晶体中由于共价键具有饱和性和方向性，其堆积不遵循密堆积原理；C项，金属晶体的结构型式为等径圆球的密堆积；D项，等径圆球的密堆积主要有A1、A3两种，其中Cu属于A1型最密堆积。
6.
如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度为( )
A. B.
C. D.
解析：选D。CsCl晶胞中实际含有1个Cs原子，CsCl晶胞体积等于a3，故ρ＝＝。
7.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞a、b、c内金属原子个数比为( )
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4
C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
解析：选A。a晶胞中，顶点的微粒被6个晶胞所共有，所以a中原子个数为12×＋2×＋3＝6；b中原子数为8×＋6×＝4；c中原子个数为8×＋1＝2。
8.下列叙述中，不正确的是( )
A．氯化钠的晶体结构为非等径圆球密堆积
B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循紧密堆积原理
D．金属铜和镁均以…ABAB…方式堆积
解析：选D。在NaCl晶体中，半径较大的Cl－按A1型方式进行最密堆积，Na＋填在Cl－所形成的空隙中，因此NaCl晶体结构为非等径圆球密堆积，A选项正确。密堆积原理适合于没有方向性的金属键、离子键和分子间作用力相互作用形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体，而不适合于具有方向性和饱和性的共价键所形成的原子晶体以及氢键所形成的分子晶体，采用密堆积的方式可以降低体系的能量，使晶体变得比较稳定，B和C两选项都正确。金属铜采用“…ABCABC…”方式堆积，金属镁采用“…ABAB…”方式堆积，所以D选项错误。
9.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( )
A．3∶9∶4 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
解析：选B。A粒子数为6×＝；B粒子数为6×＋3×＝2；C粒子数为1。故A、B、C、粒子数之比为1∶4∶2。
10. 在氯化钠晶体中，由于Cl－的半径大于Na＋的半径，Cl－先按一定的型式进行最密堆积，Na＋填在Cl－所形成的空隙中。在氯化钠晶体中，Cl－的堆积型式是________。
解析：氯化钠晶体中Cl－的堆积型式(A1型)由教材中可知。
答案：A1型(或…ABCABC…型)
11.在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。
(1)在表面皿上加少量冷水的作用是_____________________________________。
(2)观察到的实验现象是_______________________________________________。
(3)在表面皿上碘是________(填“晶体”或“非晶体”)。
(4)这种方法是________，属于________变化。
解析：获得晶体有3个途径：熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华)；溶质从溶液中析出。
答案：(1)冷却碘蒸气
(2)烧杯中充满紫色的蒸气，在表面皿上有紫黑色的晶体
(3)晶体
(4)凝华 物理
12.如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。
(1)在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近的且等距离的钛离子共有________个。
(2)该晶体中，元素氧、钛、钙的个数比是________。
解析：回答第(1)小题要注意发挥空间想象能力，在晶胞的上下、左右、前后都有完全等同的晶胞。依据一个晶胞我们能观察到3个与钛离子最接近且等距离的钛离子，在这3个钛离子相反的位置还有3个，所以共有6个。对于第(2)小题我们可以使用均摊法求得：O∶Ti∶Ca＝∶∶1＝3∶1∶1。
答案：(1)6 (2)3∶1∶1
13.钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题：
(1)钛有Ti和Ti两种原子，它们互称为________。Ti元素基态原子的电子排布式为________________________________________________________________________。
(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示，它的化学式是________。
解析：根据偏钛酸钡晶体的晶胞结构，求得Ba、Ti、O原子数之比＝1∶∶＝1∶1∶3，故它的化学式是BaTiO3。
答案：(1)同位素 1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2) (2)BaTiO3
课件65张PPT。第2节 金属晶体与离子晶体课程标准导航
1.了解离子晶体、金属晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别。
2．了解金属晶体的三种原子堆积模型，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
3．了解几种典型离子晶体的晶胞结构。
4．了解晶格能的概念和含义。
自主学习
一、金属晶体
1.定义：金属原子通过___________形成的晶体。
2.金属晶体的原子堆积模型对比
金属键812123.金属的物理性质
金属具有良好的延性、展性、可塑性等性质均与_________有关；另一方面，金属晶体中原子的堆积方式也会影响金属的性质，如具有____________结构的金属往往比其他结构的金属有更好的延展性。
金属键最密堆积 想一想
1．金属具有很好的延展性，金属变形后化学键有无变化？为什么？
提示：无变化。金属键在整个晶体的范围内起作用，故变形后化学键无变化。二、离子晶体
1.定义：______________通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。
2.常见AB型离子晶体的晶体类型
阴、阳离子NaClCsCl683.晶格能
1 稳定结构型式4.离子晶体的特征
(1)熔、沸点：熔、沸点_______，而且随着离子电荷的增加、离子间距的缩短，晶格能________，熔、沸点_________。
(2)溶解性：一般水中________，非极性溶剂中__________。
(3)导电性：固态时__________，熔融状态或在水溶液中____________。较高增大升高易溶难溶不导电能导电 想一想
2．比较MgO、CaO的晶格能，熔、沸点和硬度大小。
提示：MgO和CaO比较，O2－相同，Mg2＋与Ca2＋所带电荷相同，但Mg2＋半径小，
所以晶格能MgO>CaO，熔、沸点MgO>CaO，硬度MgO>CaO。自主体验
1.金属钠、镁、铝、钾的熔点高低的顺序正确的是( )
A．K>Na>Mg>Al
B．Al>Mg>Na>K
C．Mg>Al>Na>K
D．K>Na>Al>Mg解析：选B。金属阳离子的半径越小，所带电荷越多，金属阳离子与“自由电子”的作用力越大，金属键越强。钠和钾的离子的电荷数相等，但前者半径小，所以熔、沸点
Na>K；钠、镁、铝离子的电荷数逐渐增大，离子半径逐渐减小，故三者熔、沸点大小
为：Al>Mg>Na。2.金属具有延展性的原因是( )
A．金属原子半径都较大，价电子较少
B．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈的作用
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量解析：选B。金属在锻压或锤打时，各密置层之间仍存在金属键的作用，使金属晶体发生形变而不断裂。
3.NaF、NaI、MgO均为离子化合物，根据
下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序
是( )
A.①>②>③ B．③>①>②
C．③>②>① D．②>①>③
探究导引1
为什么金刚石不导电，而Fe可以导电？
提示：金刚石中无自由移动的电子，而Fe中有自由移动的电子。
探究导引2
金属镁的熔点，为什么比钠高？
提示：Mg2＋半径比Na＋小且带电荷多，金属键强，故Mg的熔点比Na高。
要点归纳
1.金属晶体的结构与金属性质的内在联系
(1)金属晶体结构与金属的导电性的关系
在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的作用下自由电子就会发生定向运
动，因而形成电流，所以金属容易导电。(2)金属晶体结构与金属的导热性的关系
金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温
度。
(3)金属晶体结构与金属的延展性的关系
金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间受外力作用发生相对滑动以
后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。
2.金属熔、沸点变化规律
金属单质是以金属键结合的，金属键越强，熔、沸点就越高，金属键的强弱则与金属阳离子的半径和离子所带电荷有关。具体说，金属阳离子半径越小，离子所带电荷越多，金属键越强，金属单质的熔、沸点越高。
(1)同一周期的金属元素
从左到右，阳离子半径逐渐减小，离子所带电荷逐渐增加，金属键逐渐增强，熔、沸点逐渐升高。如Na、Mg、Al。(2)同一主族的金属元素
从上到下，由于电子层数的增加，阳离子半径逐渐增加，离子所带电荷相同，金属键逐渐减小，熔、沸点逐渐降低。如碱金属。
即时应用
1.要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属
键。金属晶体熔点高低和硬度大小一般取决于金属键强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是( )
A．金属镁的熔点大于金属铝B．碱金属单质的熔点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属铝的硬度大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
解析：选C。镁离子比铝离子的半径大而所
带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键
弱，熔点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半
径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐
渐减弱，熔点和硬度都逐渐减小；因离子的半径小而所带电荷多，使金属铝比金属钠的金属键强，所以金属铝比金属钠的熔点和硬度都大；因离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔点和硬度都大。
探究导引1
在NaCl晶体中，晶胞的空间构型是什么？
提示：正六面体型。
探究导引2 Na2O2为什么不能写成NaO呢？
要点归纳
1.离子晶体
(1)离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。
(2)离子晶体微粒之间的作用力是离子键。由于静电作用没有方向性，故离子键没有方向性。只要条件允许，阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子，同样，阴离子周围可以尽可能多地吸引阳离子，故离子键也没有饱和性。根据静电作用大小的影响因素可知，在离子晶体中阴、阳离子半径越小，所带电荷数越多，晶格能越大，离子键越强。
(3)离子晶体中不存在单个分子，晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示分子的组成。2.常见的离子晶体模型
(1)NaCl型晶体结构模型：配位数为6。
①在NaCl晶体中，每个Na＋周围同时吸引着
6个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着6个
Na＋。
②每个Na＋周围与它最近且等距的Na＋有12
个，每个Na＋周围与它最近且等距的Cl－有6
个。
(2)CsCl型晶体结构模型：配位数为8。
①在CsCl晶体中，每个Cs＋周围同时吸引着8个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着8个Cs＋。
②每个Cs＋与6个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与8个Cl－等距离相邻。
即时应用
2.下列说法中正确的是( )
A．固态时能导电的晶体一定是金属晶体
B．熔融态能导电的晶体一定是离子晶体
C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体
D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体解析：选D。离子晶体是阴、阳离子组成
的，固态时阴、阳离子不能自由移动，不
导电；熔融状态时，离子化合物电离，能
够导电。而石墨晶体固态时也能导电。
探究导引1
为什么用电解熔融态Al2O3制备Al，而不用AlCl3?
提示：Al2O3是离子化合物，而AlCl3是共价化合物，AlCl3熔化后不能发生电离。
探究导引2
为什么用电解熔融态MgCl2制备Mg，而不用MgO?
提示：MgO与MgCl2均是离子化合物，由
于MgO的晶格能大，熔融时需消耗大量的
能量。
要点归纳
1.晶格能对离子晶体物理性质的影响
对晶体构型相同的离子化合物，离子电荷数越多，核间距越小，晶格能越大；晶格能越大，离子键越强，晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
2.离子晶体的物理性质
(1)熔、沸点离子晶体中有较强的离子键，熔化或气化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。
(2)硬度
硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断
裂，导致晶体破碎。(3)导电性
①晶体不导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。
②熔化导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子，在外加电场的作用
下，离子定向移动而导电。③溶于水导电。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电。
(4)溶解性
大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子。
即时应用A.晶格能的大小与离子半径成正比
B．阳离子相同阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小
C．阳离子不同阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大
D．金属卤化物晶体中，晶格能越小，氧化性越强
解析：选AD。由表中数据可知晶格能的大小
与离子半径成反比，A项错误；由NaF、
NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定B
项说法正确；由LiF、NaF、KF晶格能的大
小即可确定C项说法正确；表中晶格能最小
的为碘化物，因还原性F－知D项错误。 金属能导电的原因是( )
A．金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
【思路点拨】 解答此题注意以下两点：(1)导体能够导电是因为导体中含有自由移动的带电微粒；(2)金属晶体的组成。【解析】电子是属于整个晶体的，在外加电
场作用下，自由电子发生了定向移动从而导电，故B项正确，C项错误；有的金属中金
属键较强，但依然导电，故A项错误；金属
导电是物理变化，而不是失去电子的化学变
化，故D项错误。
【答案】 B
下列性质中，可以证明某化合物形
成的晶体一定是离子晶体的是( )
A．可溶于水
B．具有较高的熔点
C．水溶液能导电
D．熔融状态能导电【思路点拨】 解答此题注意：离子化合物与共价化合物的本质区别就是构成物质的微粒不同，前者是由阴、阳离子构成的，而后者是由分子构成的。
【解析】 许多气体物质，如HCl能溶于
水，并且溶于水所得溶液能导电，金刚石具有较高的熔点，但它们都不属于离子晶体，所以A、B、C项均错误。熔融状态能导电的可能是离子晶体也可能是金属晶体，但金属晶体是单质，题中要求是化合物，所以D项正确。
【答案】 D
【规律方法】 离子晶体区别于其他晶体的特点是：晶体在固体时不导电，而在熔融态下能导电，因为组成晶体的微粒是阴、阳离子，而金属晶体无论是固态还是液态均可以导电。
如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。
(1)在该物质的晶体结构
中，每个钛原子周围与
它最近且距离相等的钛原子、钙原子各有________个、________个。(2)该化合物的化学式为________。
(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为d nm(1 nm＝1×10－9 m)，则该晶体的密度为_______g/cm3(阿伏加德罗常数用NA表示)。
【解析】 (1)每一个钛原子周围与它最近且距离相等的钛原子有6个(上、下、前、后、左、右各1个)，每一个钛原子周围与它最近且距离相等的钙原子位于以该钛原子为中心的8个正六面体的中心，共8个。
(2)该正六面体结构单元中，钙原子位于晶胞的中心，故钙原子数为1个。阴、阳离子配位数的判断
【经典案例】若已知三种阴、阳离子电荷
(绝对值)相同的AB型离子化合物ac、bc、
ad中阴、阳离子的半径如下表。
提示：阳、阴离子半径比与配位数的关系
【解析】ac晶体中,r＋/r－＝169/181＝0.934,
在0.732～1.000之间，结构类型为CsCl型，
阴、阳离子的C.N.均为8。bc晶体中，r＋/r－＝95/181＝0.525，在0.414～0.732之间，结构类型为NaCl型，阴、阳离子的C.N.均为6。ad晶体中，r＋/r－＝169/133＝1.271，r＋/r－>1.000，结构类型为CsF型，阴、阳离子的C.N.均为12。三种晶体中，ad晶体的r＋/r－最大，配位数最大，bc晶体的r＋/r－最小，配位数最小。
【答案】 (1)ad ac bc (2)8 6 12
1.下列关于金属晶体的体心立方密堆积的结构型式的叙述中，正确的是( )
A．晶胞是六棱柱 B．属于A2型最密堆积
C．每个晶胞中含4个原子 D．每个晶胞中含5个原子
解析：选B。金属晶体的体心立方密堆积的晶胞是平行六面体，体心立方密堆积的堆积方式为立方体的顶点和体心各有1个原子，属于A2型最密堆积，每个晶胞中含有8×＋1＝2个原子。
2.下列各类化合物中，固态时只能形成离子晶体的是( )
A．非金属氧化物 B．非金属单质
C．强酸 D．强碱
解析：选D。根据分类标准，纯净物可分为单质和化合物，单质又分为金属单质与非金属单质，化合物可以分为离子化合物和共价化合物，在这四类物质中，金属单质形成的晶体一定是金属晶体，离子化合物形成的晶体一定是离子晶体，非金属单质形成的晶体可能是分子晶体，也可能是原子晶体。非金属氧化物、强酸都属于共价化合物，强碱属于离子化合物。
3.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A．熔点：NaF>MgF2>AlF3
B．晶格能：NaF>NaCl>NaBr
C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2
D．硬度：MgO>CaO>BaO
解析：选A。由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，即熔点依次升高；F－、Cl－、Br－的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小；CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4；
Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋的半径依次增大，MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，即硬度依次减小。
4.镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有________________________________________________________________________。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示，请改正图中错误：________________________________________________________________________。
解析：(1)钠、钾、钙等都是比镁活泼的金属，它们的氯化物在熔融盐中的电离大于氯化镁，所以除了可变成混合物而降低熔点外，还能够增大熔融盐中的离子浓度，增强导电性。(2)因为氧化镁与氯化钠的晶胞相似，所以在晶体中每个Mg2＋周围应该有6个O2－，每个O2－周围应该有6个Mg2＋，根据此规则可得⑧应该改为黑色。
答案：(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性 (2)⑧应为黑色
5.如图，直线交点外的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置，这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
(1)请将其中代表Cl－的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体结构示意图。
(2)晶体中，在每个Na＋的周围与它最接近的且距离相等的Na＋共有________个。
(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶点上，面上，棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl－的个数等于________，即(填计算式)________；Na＋的个数等于________，即(填计算式)________。
解析：(1)如答案所示。
(2)从体心Na＋看，与它最接近的且距离相等的Na＋共有12个。
(3)根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是：①处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子有属于晶胞。②处于棱上的离子，同时为4个晶胞共有，每个离子有属于晶胞。③处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子有属于晶胞。④处于晶胞内部(体心)的离子，则完全属于该晶胞。由此可知。图NaCl晶胞中，含Cl－：8×＋6×＝4个；含Na＋：12×＋1＝4个。
答案：(1)
(2)12 (3)4 8×＋6×＝4 4 12×＋1＝4
1.某物质熔融状态可导电，固态可导电，将其投入水中水溶液也可导电，则可推测该物质可能是( )
A．金属 B．非金属
C．可溶性碱 D．可溶性盐
解析：选A。由固态导电可排除C、D，由熔融状态导电可排除B。
2.金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是( )
A．易导电 B．易导热
C．有延展性 D．易锈蚀
解析：选D。金属锈蚀大多数发生的是电化学腐蚀，与金属晶体结构无关。
3.金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是( )
A．金属原子的价电子数少
B．金属晶体中有自由电子
C．金属原子的半径大
D．金属键没有饱和性和方向性
解析：选D。晶体中的微粒通过相互间的作用力尽可能紧密堆积，由于金属键没有方向性和饱和性，所以金属晶体在空间排列上服从紧密堆积原理，使金属晶体常见的结构型式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。
4.金属的下列性质中，与自由电子无关的是( )
A．密度大小 B．易导电
C．延展性好 D．易导热
解析：选A。对于金属，其导电性、导热性及延展性好均与自由电子有关。
5.
氯化铯晶胞(晶体中重复的结构单元)如图中(1)所示，该晶体中Cs＋与Cl－的个数比为1∶1，化学式为CsCl。若某晶体晶胞结构如图中(2)所示，其中含有A、B、C三种元素的微粒，则该晶体中A、B、C的微粒个数比为( )
A．8∶6∶1 B．4∶3∶1
C．1∶6∶1 D．1∶3∶1
解析：选D。A的个数＝8×＝1，B的个数＝6×＝3，C的个数为1。
6.氧化钙在2973 K时熔化，而氯化钠在1074 K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构都类似，有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是( )
A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多
B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大
C．氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同
D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定
解析：选C。CaO和NaCl都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。
7.下列图像是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的图像是( )
A．图(1)和图(3) B．图(2)和图(3)
C．只有图(1) D．图(1)和图(4)
解析：选D。在NaCl晶体结构中。每个Na＋周围等距且最近的Cl－有6个，图(1)和图(4)能够满足；在CsCl晶体中，与每个Cs＋等距且最近的Cl－有8个，图(2)和图(3)符合。
8.
高温下，超氧化钾晶体(KO2)呈面心立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)，则下列有关说法中正确的是( )
A．KO2中只存在离子键
B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有1个K＋和1个O
C．晶体中与每个K＋距离最近的O有6个
D．晶体中，所有原子都以离子键结合
解析：选C。根据题给信息知超氧化钾晶体是面心立方结构，而且该晶体(KO2)是离子化合物，阴、阳离子分别为K＋、O，晶体中K＋与O间形成离子键，但O中O—O键为共价键，故A、D不正确；作为面心立方结构，每个晶胞中含有K：8×＋6×＝4，含O：1＋×12＝4，B不正确；晶胞中与每个K＋距离最近的O有前、后、上、下、左、右共6个，故C选项正确。
9.MgO、Rb2O、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高低顺序是( )
A．MgO>Rb2O>BaO>CaO
B．MgO>CaO>BaO>Rb2O
C．CaO>BaO>MgO>Rb2O
D．CaO>BaO>Rb2O>MgO
解析：选B。四种离子晶体所含阴离子相同，所含阳离子不同。Mg2＋、Rb＋、Ca2＋、Ba2＋比较，Rb＋所带电荷量少，其与O2－形成的离子键最弱，使Rb2O的熔点最低。Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋比较，它们所带正电荷一样多，半径Mg2＋Ca2＋>Ba2＋，相应离子晶体的熔点由高到低的顺序是MgO>CaO>BaO。综上所述，四种离子晶体熔点的高低顺序是MgO>CaO>BaO>Rb2O。
10.下面列出的是一些离子晶体空间结构示意图(“○”代表阴离子，“●”代表阳离子)，用M和N分别代表阳离子和阴离子，分别写出各离子晶体的化学式：
A：____________________；B：____________________；
C：____________________；D：____________________。
解析：A中M与N的个数比为＝；B中M与N的个数比为＝；C中M与N的个数比为＝＝；D中M与N的个数比为＝。
答案：MN M2N3 MN2 MN
11.
金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共用。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。
(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是钢性小球外，还应假定________________________________________________________________________。
(3)一个晶胞的体积是________。
(4)金晶体的密度是________。
解析：(1)利用均摊法。顶点的金原子属于晶胞的有，面心的有，所以每个晶胞中含金原子数＝8×＋6×＝4。(2)还应假定在立方体各个面的对角线上的三个金原子彼此两两相切(紧密排列)。
(3)设晶胞边长为a，则：
2a2＝(2d)2，a＝d，故每个晶胞的体积
V＝a3＝(d)3＝2d3。
(4)ρ＝＝＝。
答案：(1)4 (2)在立方体各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切(紧密排列) (3)2d3 (4)
12.A、B 为两种短周期元素，A的原子序数大于B，且B原子的最外层电子数为A原子最外层电子数的3倍。A、B形成的化合物是中学化学常见的化合物，该化合物熔融时能导电。试回答下列问题：
(1)A、B的元素符号分别是________、________。
(2)A、B所形成的化合物的晶体结构与氯化钠晶体结构相似，则每个阳离子周围吸引了________个阴离子；晶体中阴、阳离子个数之比为________________。
(3)A、B形成的化合物的晶体的熔点比NaF晶体的熔点________，其判断的理由是________________________________________________________________________。
解析：该化合物熔融时能导电，说明A、B形成的化合物是离子化合物，A和B一种是活泼的金属元素，一种是活泼的非金属元素，再结合A的原子序数大于B，且B原子的最外层电子数为A原子最外层电子数的3倍，推断出A是Mg元素，B是O元素。MgO和NaF虽然离子半径差别不大，但MgO中离子所带电荷较多，离子键强。
答案：(1)Mg O (2)6 1∶1
(3)高 离子半径差别不大，但MgO中离子所带电荷较多，离子键强
13.(2011·高考海南卷)铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：
(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)SO的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是________；
(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为________________________________________________________________________；
一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心、Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为________；该晶体中，原子之间的作用力是________；
(5)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为________________________________________________________________________。
解析：(1)金属铜与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。
(2)白色的CuSO4粉末与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O晶体，该反应常用于检验微量水的存在。
(3)根据价层电子对互斥理论可以判断，SO的价层电子对数n＝＝4，所以中心硫原子采取sp3杂化，立体构型为正四面体形。
(4)铜的价电子排布为3d104s1，最外层只有1个电子，最外层电子排布式为4s1，所以与Cu同族的第六周期的Au原子最外层电子排布式为6s1。立方最密堆积的结构中，顶点有8个Au原子，顶点上的原子为8个晶胞共用，完全属于该晶胞的有8×＝1个，6个面的中心共有6个Cu原子，面上的原子被2个晶胞共用，完全属于该晶胞的有6×＝3个，所以Cu原子与Au原子数量之比为3∶1。铜金合金属于金属晶体，微粒间的作用力为金属键。
(5)氟化钙的晶胞如图所示，在立方体里面有8个F－，每个F－恰好处于4个Ca2＋围成的四面体的中间。若把该铜金合金中的Cu原子和Au原子等同看待，则Cu原子和Au原子相当于CaF2中的Ca2＋，所储H原子相当于F－，故其化学式为Cu3AuH8。
答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)白色CuSO4粉末和水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O晶体
(3)正四面体形 sp3杂化
(4)6s1 3∶1 金属键 (5)Cu3AuH8
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1.了解原子晶体空间结构特点及性质。
2．能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
3．了解分子晶体的结构特点及性质。
第3节 原子晶体与分子晶体自主学习
一、原子晶体 1.原子晶体
共价键有限共价键较高较大较高2.典型的原子晶体——金刚石和二氧化硅
(1)金刚石
①晶体中C—C键间的夹角为___________，碳原子采取了_________杂化。
②在晶体中每个碳原子以__________与相邻的4个碳原子相结合，成为____________形空间网状结构。109.5°sp3共价键正四面体③最小环上有6个碳原子。
(2)二氧化硅
①1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，1个氧原子和2个硅原子形成2个共价键，SiO2晶体中Si∶O＝__________。
1∶2②最小环上有_____个原子，包括______个硅原子，______个氧原子。
1266 想一想
1．化学式SiO2能表示一个二氧化硅分子
吗？为什么？
提示：不能。SiO2是原子晶体，其化学式表示Si与O原子的个数比，不存在单个二氧化硅分子。二、分子晶体 1.分子晶体
分子间作用力方向性最密堆积分子间作用力较低较小增强升高2.典型的分子晶体
想一想
2.水结冰为什么浮在水面上而不沉于水底？
提示：水结冰后，水分子间主要靠氢键结合在一起，由于氢键有一定方向性，使水分子排列比较疏松，分子间有许多空隙，导致体积膨胀、密度减小，故水结冰浮于水面上。三、石墨晶体
1.结构特点
(1)石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排列成____________，一个个六边形排列成平面的网状结构，每一个
碳原子都跟其他3个碳原
子相结合。正六边形(2)在同一层内，相邻的碳原子以_________相结合，每一个碳原子的一个未成对电子形成_________键；
(3)层与层之间以___________相结合。
2.所属类型
石墨中既有_________，又有__________，共价键大π范德华力共价键范德华力同时还有___________的特性，是一种___________型晶体。
3.性质：熔点高、质软、易导电。
想一想
3．为什么金刚石与石墨均由碳元素组成石墨具有滑腻性而金刚石没有？
提示: 石墨晶体是层状结构,层与层之间作用力是范德华力，很弱,故石墨具有滑腻性
金属键混合键自主体验
1.干冰、碘易升华是由于( )
A．干冰、碘是非极性分子
B．键能小
C．化学性质不活泼
D．分子间的作用力较弱解析：选D。干冰和碘均属于分子晶体，升华时只需要克服较弱的分子间作用力。
2.碳化硅(SiC)的晶体具有类似金刚石的结
构，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解析：选A。原子晶体中，熔点高低与键长有关，因键长Si—Si>Si—C>C—C，所以熔点从高到低的顺序为①③②。
3.熔化时，必须破坏非极性共价键的是( )
A．冰 B．金刚石
C．铁 D．二氧化硅
解析：选B。金刚石为原子晶体，熔化时需要破坏碳原子之间的非极性共价键。
探究导引1
原子晶体与分子晶体的结构有什么特点？
提示：原子晶体由原子通过共价键形成的空间网状结构，分子晶体是由分子通过分子间作用力形成的晶体。
探究导引2
共价键可以存在哪些晶体中？
提示：原子晶体：如SiO2；分子晶体：如
CO2；离子晶体：如NaOH。
探究导引3
C、Si均属第ⅣA族，但CO2与SiO2的物理性
质差别很大，为什么？提示：SiO2是原子晶体，而CO2是分子晶
体，构成晶体的微粒间作用力不同，SiO2晶体Si、O原子通过共价键形成的，CO2则是
二氧化碳分子通过分子间作用力形成的。
要点归纳
即时应用
1.某元素的最高正价和最低负价的绝对值相等，其最高价氧化物的相对分子质量与其气态氢化物的相对分子质量之比是15∶8，该元素的最高价氧化物形成的晶体是( )
A．分子晶体 B．离子晶体
C．原子晶体 D．以上晶体都不是
探究导引1
不同晶体的熔、沸点一般有什么规律？
提示: 一般地:原子晶体>离子晶体>分子晶体
探究导引2
冰与干冰是同一物质吗？构成晶体的微间作用力相同吗？
提示：冰是由H2O分子构成的，而干冰是由CO2分子构成的，晶体微粒均是分子，微粒之间的作用力均是分子间作用力。 探究导引3
从F2→I2熔、沸点为什么依次升高？
提示：F2、Cl2、Br2、I2均是由分子构成的，且类型相同，而F2→I2相对分子质量依次增
大，分子间作用力依次增大，故熔、沸点依次升高。要点归纳
1.不同类型晶体熔、沸点高低的一般规律
原子晶体>离子晶体>分子晶体。
2.同种晶体类型的物质熔、沸点高低的一般规律
晶体内微粒间的作用力越大，熔、沸点
越高。(1)原子晶体：比较共价键的强弱。
一般地认为，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，物质的熔、沸点越高。
如：金刚石(C)>金刚砂(SiC)>晶体硅(Si)。
(2)离子晶体：比较离子键的强弱(或晶格能的大小)。一般地认为，阴阳离子电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力越大，离子键越强，晶格能越大，熔、沸点越高。如熔点：MgO>NaCl>CsCl。
(3)金属晶体：比较金属键的强弱。
一般地认为，金属阳离子半径越小，离子所带电荷越多，则金属键越强，晶体的熔、沸点越高。如：Al>Mg>Na。(4)分子晶体：分子间作用力越强，熔、沸点越高。
①组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越
高。如：F2②若分子间具有氢键，熔、沸点反常的高。如：H2O>H2Te>H2Se>H2S。③在有机物同分异构体中，随着支链的增
多，熔、沸点降低。
如：正戊烷>异戊烷>新戊烷。
即时应用
2.下列各组物质中，熔点由高到低的是
(双选)( )
A．HI、HBr、HCl、HF
B．CI4、CBr4、CCl4、CF4
C．Rb、K、Na、Li
解析：选BD。A项HF中存在氢键，使HF的熔点高于HI；B项四种物质组成和结构相
似，熔点随相对分子质量的减小而减小；
C项是碱金属，同主族元素由上到下熔点逐渐减小；D项三种物质属于同分异构体，支链越多，熔点越低。
下列晶体分类中正确的一组是( )【思路点拨】解答此题要注意两点：(1)能够准确判断晶体和非晶体；(2)弄清不同晶体微粒的特点。
【解析】 从晶体中粒子的性质去判断晶体
的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都
是通过离子键相互结合的离子晶体；H2SO4
分子间以范德华力和氢键相互结合为分子晶
体；Ar、萘( )、SO2分子间以范德华力相互结合为分子晶体；石墨是混合键型晶体；水晶与金刚石是典型的原子晶体；硫的化学式以一个硫表示，实际上是由多个硫原子构成的分子，分子间以范德华力结合成分子晶体；玻璃无固定的熔点，加热时逐渐软化，是非晶体。
【答案】 C
下列有关晶体的叙述中，错误的是
( )
A．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时化学键不被破坏
B．白磷晶体中，结构粒子之间通过共价键相结合C．石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体
D．构成分子晶体的粒子中不一定存在共价键
【思路点拨】 解答此题需注意两点：(1)构成晶体微粒之间的作用力；(2)构成晶体的微粒内部的作用力。【解析】 离子晶体是通过离子键将阴、阳离子结合在一起的，所以熔化时，离子键被破坏；而分子晶体是通过范德华力将分子结合在一起的，所以熔化时，分子内部的化学键未发生变化，破坏的只是范德华力，由上述分析知A正确；白磷晶体是分子晶体，在P4内部存在共价键，而结构粒子(P4)之间是通过范德华力结合的，B错误；石英晶体是原子晶体，C正确；稀有气体在固态时也属于分子晶体，而稀有气体全是单原子分子，在分子内部不存在共价键，D正确。
【答案】 B
下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是( )
A．SiO2 CsCl CBr4 CF4
B．SiO2 CsCl CF4 CBr4
C．CsCl SiO2 CBr4 CF4
D．CF4 CBr4 CsCl SiO2
【思路点拨】 解答此题要注意两点：(1)准确判断某物质所属的晶体类型；(2)分析晶体微粒间作用力然后作出判断。
【解析】 物质的熔点高低与晶体的类型有关，一般来说：原子晶体>离子晶体>分子晶体；即：SiO2>CsCl>CBr4、CF4。当晶体的类型相同时，原子晶体的熔点与原子半径有关；离子晶体的熔点与离子半径和离子所带的电荷有关；当组成和结构相似时，分子晶体的熔点高低与相对分子质量的大小有关，一般来说，相对分子质量大的熔点高，即CBr4>CF4。
【答案】 A【规律方法】 比较物质熔、沸点的高低：不同晶体类型的物质熔、沸点高低顺序一般是：原子晶体>离子晶体>分子晶体。同一晶体类型的物质，其晶体内部粒子间的作用力越强，熔、沸点越高，例如原子晶体间要比较共价键的强弱；离子晶体间要比较离子键的强弱；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。
碳族元素相关物质的结构探究
【经典案例】 碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。
(1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过_______杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。(2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________。
(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角________120°(填“>”、“<”或“＝”)。(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构
是：Pb4＋处于立方晶胞顶点，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为 _______，每个Ba2＋与_______个O2－配位。
【解析】 本题主要考查了物质结构的相关知识。
(1)石墨晶体中碳原子采取sp2杂化。石墨的平面结构以范德华力结合形成层状结构。
(2)CH4中共用电子对偏向C，说明C的电负性大，同理可知H的电负性大于Si。【答案】
(1)sp2 分子间作用力(或范德华力)
(2)C>H>Si (3)< (4)BaPbO3 12
1.氮化硼(BN)是一种新型结构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等优良特性，下列各组物质熔化时，所克服的微粒间作用与氮化硼熔化时克服的微粒间作用相同的是( )
A．硝酸钠和金刚石 B．晶体硅和水晶
C．冰和干冰 D．苯和萘
解析：选B。因BN具有超硬、耐磨、耐高温的性质，符合原子晶体的特性，选项中只有B项物质全部为原子晶体。
2.在常温常压下呈气态的化合物，降温使其固化得到的晶体属于( )
A．分子晶体 B．原子晶体
C．离子晶体 D．何种晶体无法判断
解析：选A。因该化合物在常温时为气态，说明熔、沸点很低，具有分子晶体的性质。
3.根据下列几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法中，错误的是( )
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
B(硼单质)
熔点/℃
801
714
190
－70
2300
沸点/℃
1413
1412
182.7
57.6
2500
注：AlCl3熔点在2.52×105 Pa条件下测定。
A．SiCl4是分子晶体
B．B单质是原子晶体
C．AlCl3加热能升华
D．MgCl2所含离子键的强度比NaCl大
解析：选D。因SiCl4、AlCl3的熔、沸点较低，应为分子晶体；B单质的熔、沸点很高，是原子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以加热时能够升华；因MgCl2的熔、沸点分别低于NaCl的熔、沸点，所以，MgCl2中离子键的强度比NaCl小。
4.有下列8种晶体：A.水晶、B.冰醋酸、C.氧化镁、D.白磷、E.晶体氩、F.氯化铵、G.铝、H.金刚石。用序号回答下列问题。
(1)属于原子晶体的化合物是________，直接由原子构成的晶体是________，直接由原子构成的分子晶体是________。
(2)由极性分子构成的晶体是________，含有共价键的离子晶体是________，属于原子晶体的单质是________。
(3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________，受热熔化后化学键不发生变化的是________。
解析：解答本题时一定要注意选项中的“关键词”。如(1)中属于原子晶体的化合物，则不能选H，因为金刚石为单质；直接由原子构成的晶体不仅有原子晶体，还要注意分子晶体中稀有气体的特殊性——稀有气体为单原子分子；(2)中注意选项中的“定语”即关键词，如极性分子、含有共价键、单质等。
答案：(1)A A、E、H E
(2)B F H
(3)G B、D、E
5.在第3周期各元素(稀有气体除外)中，原子半径最大的原子是______，其单质晶体属于______晶体；原子半径最小的原子是______，其单质晶体属于______晶体，用电子式表示两元素形成化合物的过程__________________________，该化合物的晶体属于________晶体，最低负化合价的绝对值等于最高正化合价的原子是____________，其单质晶体类型为________________。
解析：同周期从左到右，原子半径依次减小；|最低负化合价|＝最高正价，必为第ⅣA族元素。
答案：Na 金属 Cl 分子
1.(2011·高考四川卷)下列说法正确的是( )
A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键
B．分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸
C．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
D．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强
解析：选A。稀有气体分子内没有化学键，A正确；分子中含有两个氢原子的酸不一定是二元酸，关键看是否能电离出两个氢离子，B错误；金属晶体也含有金属阳离子，C错误；非金属性是原子得电子能力，而单质的活泼性与物质的结构有关，D错误。
2.(2012·海口高二检测)碳家族的新成员C60，它具有空心的类似足球的结构，被称为足球烯，下列有关C60的说法正确的是( )
A．C60是一种新型的化合物
B．C60和石墨都是碳的同分异构体
C．C60中含有非极性键，是原子晶体
D．C60相对分子质量为720
解析：选D。C60是碳元素形成的一种单质分子，它和石墨互为同素异形体，其相对分子质量是720。
3.干冰和二氧化硅晶体同属第ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是( )
A．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量
B．C—O键键能比Si—O键键能小
C．干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体
D．干冰易升华，二氧化硅不能
解析：选C。干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，SiO2为原子晶体，熔化时破坏共价键，所以熔点较高。
4.四氯化硅的分子结构与四氯化碳类似，对其作出如下推测：
①四氯化硅晶体是分子晶体
②常温常压下四氯化硅是液体
③四氯化硅分子是由极性键形成的分子
④四氯化硅熔点高于四氯化碳。其中正确的是( )
A．只有① B．只有①②
C．只有②③ D．①②③④
解析：选D。四氯化硅的分子结构与四氯化碳类似，均为分子晶体，二者结构相似，四氯化硅的相对分子质量大，熔、沸点高。
5.下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质的一个分子的是( )
A．NaOH B．SiO2
C．Fe D．C3H8
解析：选D。NaOH是离子晶体，离子晶体的化学式表示的是阴、阳离子的最简个数比，并不表示它的真实组成。SiO2是原子晶体，原子间以共价键结合，是呈空间网状结构的巨型分子。Fe为金属晶体，金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的晶体，金属晶体的化学式也不能表示该微粒的真实组成。
6.下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的是( )
A．Cl2>I2
B．SiCl4>CCl4
C．N2>O2
D．C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3
解析：选B。A、B、C、D选项中均无氢键，且都为分子晶体，物质结构相似相对分子质量大的熔点高，故A、C错误，B正确；D中同分异构体，支链越多，熔点越低，故D错误。
7.(2012·惠州检测)下列性质适合于分子晶体的是( )
A．熔点1070 ℃，易溶于水，水溶液导电
B．熔点2853 ℃，液态不导电，水溶液也不导电
C．能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃
D．熔点97.81 ℃，质软导电，密度为0.97 g·cm－3
解析：选C。A选项熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点低；B选项是原子晶体的性质；D选项是金属钠的性质。
8.(2011·高考四川卷)下列推论正确的是( )
A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3
B．NH为正四面体结构，可推测PH也为正四面体结构
C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
D．C2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子
解析：选B。由于氨分子之间存在氢键，故其沸点比磷化氢的高；CO2是分子晶体，SiO2为原子晶体；丙烷的碳链不是直线形，而是锯齿形。
9.几种物质的熔点如下表：
物质
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
熔点/℃
920
801
1291
190
－107
2073
－57
1723
据此作出的下列判断中错误的是( )
A．铝的化合物的晶体中，有的是离子晶体
B．表中物质里只有BCl3和CO2的晶体是分子晶体
C．同主族元素的氧化物可能形成不同类型的晶体
D．不同主族元素的氧化物可能形成相同类型的晶体
解析：选B。Al2O3的熔点是2073 ℃，据此可知A项是对的。AlCl3的熔点是190 ℃，为分子晶体，据此可知B项是错误的。碳和硅是同主族元素，CO2晶体是分子晶体，SiO2晶体是原子晶体，由此可知C项是对的。钠和铝是不同主族元素，Na2O晶体和Al2O3晶体都是离子晶体，由此可知D项是对的。
10.(1)下列三种晶体的状态变化，克服的微粒间的作用力分别是：
氯化钾熔化________________________________________________________________________；
二氧化硅熔化________________________________________________________________________；
碘的升华________________________________________________________________________；
三种晶体的熔点由高到低的顺序是________________________________________________________________________。
(2)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：
A．固态时能导电，能溶于盐酸
B．能溶于CS2，不溶于水
C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水
D．固态、液态时均不导电，熔点为3500 ℃
试判断它们的晶体类型。
A．________________________________________________________________________；
B．________________________________________________________________________；
C．________________________________________________________________________；
D．________________________________________________________________________。
解析：晶体熔化时破坏的是微粒间的作用力，而微粒间作用力的强弱顺序一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体，金属晶体的差别很大。
答案：(1)离子键 共价键 分子间作用力 二氧化硅>氯化钾>碘
(2)金属晶体 分子晶体 离子晶体 原子晶体
11.(1)Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为－20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于________(填晶体类型)。
(2)三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体类型为________。
解析：由于分子间作用力很弱，分子晶体气化或熔融时，只需克服分子间的作用力，不破坏化学键，所以分子晶体一般具有较低的熔点和沸点，较小的硬度，易升华，有较强的挥发性等特点。
答案：(1)分子晶体 (2)分子晶体
12.A、B两元素的最外层都只有一个电子。A的原子序数等于B的原子序数的11倍，A的离子的电子层结构与周期表中非金属性最强的元素的阴离子的电子层结构相同；元素C与B易形成化合物B2C，该化合物常温下呈液态。则：
(1)A的原子结构示意图为________，在固态时属于________晶体。
(2)C在固态时属于________晶体，B与C形成化合物B2C的化学式________，电子式________；它是由________________________________________________________________________
键形成的________分子，在固态时属于________晶体，每个分子周围通过________键与另外________个相同的分子结合。
解析：元素周期表中非金属性最强的元素为F，其离子(F－)核外有10个电子，A元素形成的离子最外层也有10个电子，且原子序数为B的11倍，可见A只能是Na，而B为H，与H易形成液态化合物的C元素为O。
答案：(1) (极性)共价 极性 分子 氢 4
13.(2011·高考山东卷)氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。
(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为__________________。
，原因是________________。
(3) H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为__________________________。
(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g·cm－3, NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为________cm3。
解析：(1)氧元素核外有8个电子，其基态原子核外电子排布为1s22s22p4，所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2个。
(2)O—H键属于共价键，键能最大；分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为O—H键、氢键、范德华力；氢键不仅存在于分子之间，有时也存在
于分子内。邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在分子之间不存在氢键；对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢键，而在分子内不能形成氢键，分子间氢键强于分子内氢键，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。
(3)依据价层电子对互斥理论知H3O＋中O上的孤对电子对数＝1/2(5－3×1)＝1，由于中心O的价层电子对数共有3＋1＝4对，所以H3O＋为四面体，因此H3O＋中O原子采用的是sp3杂化；同理可以计算出H2O中O原子上的孤电子对对数＝1/2(6－2×1)＝2，因此排斥力较大，水中H—O—H键角较小。
(4)氯化钠的晶胞如图所示，因此晶胞中含有的氯离子个数为8×1/8＋6×1/3＝4，同样也可以计算出钠离子个数为4。由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子，因此CaO晶胞体积为＝。
答案：(1)2 (2)O—H键、氢键、范德华力 形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大
(3)sp3 H2O中O原子上有2对孤电子对，H3O＋只有1对孤电子对，排斥力较小
(4)
课件37张PPT。第4节 几类其他聚集状态的物质课程标准导航
1.了解非晶体、液晶、等离子体、纳米材料的结构特征及特殊性质。
2．了解上述聚集体的实际用途和作用。
自主学习
一、非晶体
1.概念：内部原子或分子的排列呈___________的分布状态的固体。
2.非晶体和晶体的区别
杂乱无章长程无序无二、液晶
1.定义：在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的_____________的性
质。
2.结构特点
液晶内部分子的排列沿分子____________呈
现出有序的排列，各向异性长轴方向使液晶在__________、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性。
想一想 1．为什么液晶具有显示功能？
提示：液晶的显示功能与液晶材料内部分子的排列有关，施加电压时，液晶分子能够沿电场方向有序排列，而移去电场后，液晶分子又恢复到原来的状态。
折射率三、纳米材料
1.定义：三维空间尺寸至少有_________处于纳米尺度的、具有特定功能的材料。
2.结构特点
(1)纳米材料由纳米颗粒和______________
两部分组成。纳米颗粒内部具有___________，界面则为无序结构。一维颗粒间的界面晶体结构(2)组成粒子为原子排列成纳米量级的___________。
想一想
2．纳米材料为什么在光、电、磁、化学反应等方面表现出特异功能？
原子团提示：组成纳米材料的晶状颗粒的内部有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数50%，界面原子比例高，加之粒子的细化，使其表现出特异功能。
四、等离子体
带电中性热运动电子带电微粒相等准电中性电荷自由移动导电性想一想
3．如何将气体转化为等离子体？
提示：将气体高温加热或用紫外线、X射线与γ射线照射。
自主体验
1.下列有关非晶体的描述，不正确的是( )
A．非晶体和晶体均呈固态
B．非晶体内部的粒子是长程无序和短程有序的
C．非晶体结构无对称性、各向异性和自范性D．非晶体合金的硬度和强度一定比晶体合金的小
解析：选D。某些非晶体合金的硬度和强度比相应晶体合金高很多。
2.下列有关等离子体的叙述，不正确的是
( )
A．等离子体是物质的另一种聚集状态
B．等离子体是很好的导体C．水可能形成等离子体状态
D．等离子体中的微粒不带电荷
解析：选D。等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性。
3.下列关于纳米材料的基本构成微粒的叙述
中，错误的是( )A．三维空间尺寸必须都处于纳米级
B．既不是微观粒子，也不是宏观物体
C．是原子排列成的纳米量级原子团
D．纳米颗粒内部具有晶状结构
解析：选A。纳米材料构成微粒的三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度。
探究导引1
液晶有什么特点？
提示：液晶在一定温度范围内既具有液体的可流动性又具有晶体的各向异性。
探究导引2 纳米材料在三维空间里是否都处于纳米尺度？
提示：不一定。至少有一维处于纳米尺度。
探究导引3 等离子体呈电中性吗？
提示：等离子体中正、负电荷数相等，呈电中性。
要点归纳
特别提醒
等离子体、液晶、纳米材料的典型性质比较
(1)等离子体中正负电荷大致相等，总体来看等离子体呈准电中性，等离子体具有很好的导电性。
(2)液晶既具有液体的可流动性，又具有像晶体那样的各向异性，在折射率、磁化率、电导率等方面具有宏观物体的性质。(3)纳米材料具有良好的物理、化学性质。纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面完全不同于由微米量级或毫米量级的结构颗粒构成的材料。
即时应用
下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是( )
A．等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带电的分子或原子
B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排
列，使液晶具有各向异性
D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序
解析：选D。纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒具有晶状结构，界面则为无序结
构。
纳米材料是最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新材料给予了极大的关注。纳米粒子是指直径为1～100 nm的超细粒子(1 nm＝10－9 m)。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的
光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料，有关纳米粒子的叙述不正确的是( )
A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体
B．一定条件下纳米粒子可催化水的分解
C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可发生任意弯曲，可塑性好D．纳米粒子半径小，表面活性高
【思路点拨】 解决此类题目的关键：
(1)了解当代材料的发展和研究方向；
(2)联系生产、生活实际，拓展知识面。【解析】题中涉及纳米材料这一新型材料，根据纳米粒子微粒大小，判断出其分散质粒子大小刚好处在胶体分散质大小的范围内，因此我们要结合胶体知识，并紧密联系题干中的有关知识、分析讨论。
【答案】 A
【名师点睛】 多关注生产、生活与化学的联系，及时了解材料的发展以及开发研究的实际应用价值，做到学以致用。
等电子体结合其他性质在元素推断中的应用
?【经典案例】(2011·高考江苏卷)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z
原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为__________，1 mol Y2X2含有σ键的数目为__________。
(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是___________。(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是_________。
(4)元素W的一种氯化物
晶体的晶胞结构如图所示，
该氯化物的化学式是__________，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为______。
【解析】本题把元素推理和物质结构与性质融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理、晶胞结构、化学键的数目计算、新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点突出。
1.下列关于等离子体的叙述中，错误的是( )
A．是物质的一种聚集状态
B．是一种混合物存在状态
C．具有导电性
D．基本构成微粒只有阴、阳离子
解析：选D。等离子体的基本构成微粒既有带电的阴、阳离子，也有中性的分子或原子，是个复杂的混合体系，D选项错误。
2.等离子体的用途十分广泛，运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，其利用了等离子体的特点是( )
A．微粒带有电荷 B．高能量
C．基本构成微粒多样化 D．准电中性
解析：选B。切割金属或者进行外科手术，是利用了等离子体高能量的特点。
3.下列叙述正确的是( )
A．食盐粉末为非晶体
B．液体与晶体混合物叫液晶
C．最大维度处于纳米尺度的材料叫纳米材料
D．等离子体的外观为气态
解析：选D。食盐粉末仍由细小食盐晶体组成，保持食盐晶体的结构和性质特点，不是非晶体，故A项不正确；液晶是指外观为液态，但却有晶体的特性的物质，故B项不正确；纳米材料是指至少有一维为纳米级尺度的材料，故C项不正确；等离子体是物质在气态的基础上进一步解离产生的气态带电微粒，故D项正确。
4.等离子体灭菌医疗器械的灭菌性能是普通器械的100倍，比环氧乙烷、甲醛等灭菌更快更可靠，在该器械中主要运用了等离子体______________特点。氙气和氖气的混合物形成的等离子体可用于制造等离子体显示器，其主要原因是
________________________________________________________________________，
这种显示屏还具备________特点。
解析：考查等离子体的反应特点(产生高温)和等离子体的重要用途(制造显示器)。
答案：可以获得比燃烧所产生的温度高5倍以上的高温
电流激发气体，使其发出肉眼看不见的紫外线，这种紫外线碰击后面玻璃上的红、蓝、绿三色荧光体，它们再发出我们在显示器上看到的光 超薄
5.(2012·福建三明高二检测)请根据如图所示回答下列问题：
(1)纳米是________单位，1纳米等于________米。纳米科学与技术是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质与应用。它与________分散系的粒子大小一样。
(2)世界上最小的马达，只有千万分之一个蚊子那么大，如图，这种分子马达将来可用于消除体内垃圾。
①该图是马达分子的________模型。
②该分子中含有的组成环的原子是__________元素的原子，分子中共有__________个该原子。
③纳米产品以其优异的性能令人向往，下列关于纳米用品的说法中错误的是________。
a．现代家庭普遍使用的电冰箱大多都是“纳米冰箱”，它耗电少且无污染
b．现代商场里的高档衣服都是“纳米衣服”，它冬暖夏凉且无污染
c．专供幼儿、学生饮用的“营养强化牛奶”是“纳米牛奶”，它能使人增强记忆力
解析：胶体是分散质粒子直径为1～100 nm的分散系。根据我们的生活经验判断，现在市面上还没有或极少有纳米生活用品。
答案：(1)长度 10－9 胶体
(2)①球棍 ②碳 30 ③abc
1.干冰是二氧化碳的分子晶体，但是已经有科学家在实验室里将干冰制成了原子晶体。下列预测中错误的是( )
A．干冰原子晶体会比二氧化硅原子晶体熔点更高
B．干冰原子晶体会保持易升华的物理性质
C．有可能将干冰晶体制成纳米材料
D．有可能将干冰制成等离子体
解析：选B。干冰原子晶体中的化学键是C—O键，二氧化硅原子晶体中的化学键是Si—O键，C—O键比Si—O键键长小、键能大，所以干冰原子晶体会比二氧化硅原子晶体熔点更高。干冰原子晶体是由碳、氧原子以共价键相互结合而成的晶体，共价键键能大，需要很高的能量才能断裂，所以干冰原子晶体不易升华。由纳米材料和等离子体的组成可知，干冰有可能被加工为纳米材料或等离子体。
2.下列有关等离子体的说法不正确的是( )
A．等离子体内部全部是带电荷的微粒
B．等离子体正、负电荷大致相等
C．等离子体具有很好的导电性
D．等离子体的用途之一是可以制造等离子体显示器
解析：选A。等离子体中有带电微粒，也有中性微粒，A错误；等离子体总体来看正、负电荷数大致相等，呈准电中性，B正确；等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体有很好的导电性，C正确；如等离子电视就是运用等离子体显示技术制造的，D正确。
3.电子数相等的微粒叫等电子体，下列微粒组是等电子体的是( )
A．N2O4和NO2 B．Na＋和Cl－
C．SO和PO D．NO和O2
解析：选C。本题考查等电子体。N2O4电子数是NO2的2倍；Na＋的电子数是10，Cl－的电子数是18；NO的电子数是15，O2的电子数是16，故A、B、D不正确。
4.下列各项与等离子体无关的是( )
A．等离子电视 B．日光灯和霓虹灯
C．宇宙中发光的星球 D．液晶显示器
解析：选D。本题考查等离子体的存在及用途。我们周围有很多地方存在等离子体，如日光灯、霓虹灯的灯管里等；在广袤无垠的宇宙中，大部分发光的星球，它们内部的温度和压力都极高，这些星球内部的物质几乎都处于等离子态；等离子电视就是采用的等离子显示器。故答案为D。
5.科学研究表明，宇宙中90%以上的物质以等离子体状态存在，其原因是大部分发光星球的内部温度和压力都很高。下列说法中正确的是( )
A．只有在宇宙发光星球上才存在等离子体
B．等离子体能吸收电磁波
C．有些难于发生的化学反应，在等离子体化学反应过程中也不能发生
D．等离子体是一种自然现象，不能人工得到
解析：选B。常见的火焰就是等离子体，A、D两项说法错误。等离子体因含带电微粒而能吸收电磁波，因能量很高而能使难于发生的化学反应迅速发生C项说法错误，B选项说法正确。
6.下列有关液晶的叙述中不正确的是( )
A．具有液体的流动性、晶体的各向异性
B．制造液晶显示器
C．不是物质的一种聚集状态
D．液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
解析：选C。由液晶的定义可知液晶是物质的一种聚集状态，C错误；这种在一定温度范围内存在的液体既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，这种液体称为液态晶体，简称液晶，这是液晶的定义，所以A正确；液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响，这是液晶的性质，也可以用来解释为什么可以用液晶来做液晶显示器，所以B、D都正确。
7.纳米材料是指其基本构成微粒的三维尺度中的任一维在1～100 nm范围内的材料，纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响远远超过了电子技术。下列关于纳米技术的叙述不正确的是( )
A．将“纳米材料”分散到液体分散剂中可制得液溶胶
B．用纳米级金属颗粒粉剂做催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率
C．用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更大的推动力
D．银器能抑菌、杀菌，纳米银微粒植入内衣织物中，有奇异的抑菌、杀菌效果
解析：选B。本题考查纳米材料的有关知识。纳米材料直径在1～100 nm之间，与胶粒直径相当，A正确；催化剂能改变化学反应速率，但不能使化学平衡移动，B不正确；纳米颗粒直径小，比表面积大，反应速率快，短时间内可产生更大推动力，C正确；银为重金属，重金属微粒可使蛋白质变性，故有杀菌作用，D正确。
8.下列关于物质特殊聚集状态的叙述中，错误的是( )
A．在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列
B．非晶体的内部原子或分子的排列杂乱无章
C．液晶最重要的用途是制造液晶显示器
D．由纳米粒子构成的纳米陶瓷有极高的硬度，但低温下不具有优良的延展性
解析：选D。纳米粒子构成的纳米陶瓷在低温下具有良好的延展性。
9.下列说法符合科学性的是( )
A．我厂生产的食盐对人体有益，它是纳米材料，易吸收、易消化
B．我厂生产的食盐，处于液晶状态，是你日常生活中不可缺少的物质，它是非常纯净的非晶体
C．金的常规熔点约为1064 ℃，而制成2 nm尺寸的金的熔点只有327 ℃左右，所以纳米金属于分子晶体
D．液晶是一种具有晶体性质的特殊物质，可用于制造显示器
解析：选D。A、B是错误的，食盐易溶于水，溶解前处于什么状态与溶解、吸收无多大关系，只是溶解的快慢问题。通常使食盐处于晶体状态，不是处于液晶状态。纳米材料不同于一般的晶体、非晶体，所以C也是错误的。
10.有一种蓝色的晶体，它的结构特征是Fe2＋和Fe3＋分别占据立方体互不相邻的顶点，立方体的每条棱上均有一个CN－。
(1)根据晶体结构的特点，推出这种蓝色晶体的化学式(用最简整数表示)________。
(2)此蓝色晶体带________电荷，如用Rn＋与其结合成电中性微粒，此微粒的化学式为________。
解析：Fe2＋、Fe3＋占据立方体互不相邻的顶点，则每个立方体顶点上有4个Fe2＋、4个Fe3＋，根据晶体的空间结构特点，每个顶点上的微粒有1/8属于该立方体，则该立方体中有1/2个Fe2＋、1/2个Fe3＋、CN－位于立方体的棱上，棱上的微粒有1/4属于该立方体，该立方体中有12×1/4个CN－(即3个CN－)，所以该晶体的化学式为[Fe2(CN)6]－，此晶体带负电荷，若结合Rn＋形成中性微粒，此微粒的化学式为R[Fe2(CN)6]n。
答案：(1)[Fe2(CN)6]－ (2)负 R[Fe2(CN)6]n
11.(CH3)3NH＋和AlCl可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100 ℃，其挥发性一般比有机溶剂________(填“大”或“小”)，可用做________(填代号)。
a．助燃剂 b．“绿色”溶剂
c．复合材料 d．绝热材料
解析：由(CH3)3NH＋和AlCl形成的离子液体，阴、阳离子间的作用力肯定大于有机溶剂分子间的范德华力，因此其挥发性一般比有机溶剂小；该离子液体中不含氧，则其不助燃，属于无机物，一般不能用做复合材料；由阴、阳离子形成的离子液体，应该具有导热性，不可能用作绝热材料。
答案：小 b
12.晶体与非晶体不同，晶体的各向异性是指____________________，玻璃等非晶体物质的物理性质一般____________________。由于形成晶体的有些物质内无分子，你认为哪几类晶体中不存在分子？________________________________，稀有气体都是由原子直接构成的，原子不组合成分子，但其晶体叫分子晶体，简述其原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：从实质上理解晶体与非晶体在结构、性质上的区别；稀有气体元素的原子具有分子特性，是单原子分子，原子之间只存在范德华力，无其他相互作用，所以属分子晶体。
答案：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质 不随方向而变化 离子晶体、原子晶体、金属晶体 原子之间无化学键，稀有气体元素原子具有分子特性，构成晶体时，各微粒之间只存在范德华力，无其他相互作用
13.纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
(1)A和B的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料。已知A和B为短周期同主族元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
电离能(kJ/mol)
I1
I2
I3
I4
A
932
1821
15390
21771
B
738
1451
7733
10540
①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了________。
②A在元素周期表中的位置为________。
(2)氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C—C键的键长为0.154 nm，C60中C—C键键长为0.140～0.145 nm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由____________________。
②
科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C60分子的个数比为________。
③继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是________。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为________个。
解析：(1)因I3(A)?I2(A)，所以A为ⅡA元素，又因A、B为同主族短周期元素且I1(A)>I1(B)，所以A为Be、B为Mg。①根据能量最低原理，3s能级上应该有2个电子。
(2)①C60为分子晶体，熔点较低；金刚石为原子晶体，熔点较高。
②K原子数＝12×＝6，C60分子数＝8×＋1＝2。
③三原子在周期表中的位置为，电负性为N>C>Si。由题意知2个Si原子形成一个π键，所以π键数为30个。
答案：(1)①能量最低原理 ②第2周期ⅡA族
(2)①不正确。C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键 ②3∶1 ③N>C>Si 30
课件38张PPT。章末优化总结第3章 物质的聚集状态与物质性质其他聚集状态专题一 晶体类型的判断
1.依据组成晶体的微粒及微粒间的作用判断2.依据物质的分类
(1)离子晶体：包括强碱(如NaOH、KOH
等)、大部分盐、活泼金属氧化物等。
(2)分子晶体：大多数非金属单质(除ⅣA族元素单质等)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、大多数有机物是分子晶体。(3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化
硅、二氧化硅等。
(4)金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。
3.依据晶体的熔点判断
一般地，原子晶体>离子晶体>分子晶体，金属晶体的熔点差别很大。4.依据导电性判断
(1)离子晶体固态时不导电，在液态(熔融态)或水溶液中导电。
(2)原子晶体不导电，有的可作半导体材料，如Si、Ge等。
(3)分子晶体不导电，有的分子晶体溶于水电离或和水反应生成电解质溶液而导电，液态时不导电。5.依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大(或略硬)而且脆；原子晶
体硬度大；分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。
X是核外电子数最少的元素，Y地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中最硬的原子晶体。下列叙述错误的是( )
A．WX4是沼气的主要成分
B．固态X2Y是分子晶体
C．ZW是原子晶体
D．ZY2的水溶液俗称“水玻璃”【解析】核外电子数最少的元素为氢元素，地壳中含量最丰富的元素为氧元素，其次为硅元素，可以形成自然界中最硬的原子晶体(金刚石)的元素为碳，所以CH4是沼气的主要成分，H2O为分子晶体，SiC为原子晶体，所以A、B、C是正确的；由于SiO2不溶于水，Na2SiO3的水溶液才为水玻璃，所以D项是错误的。
【答案】 D
专题二 晶体的结构与性质之间的关系
晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔点、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定的，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。下表内容是本章的重点之一。对一些常见物质，要会判断其晶体类型。
比较四种晶体类型
D、E、X、Y、Z是周期表中的前20
号元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形，回答下列问题：
(1)Y的最高价氧化物的化学式为________。
(2)上述5种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是________，写出该元素的任意3种含氧酸的化学式:
________。
(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为________。
(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属________，其晶体类型属________。
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是________________，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是__________。
(6)试比较D和X的最高价氧化物熔点的高低并说明理由_____。
【解析】 本题突破口在几种元素氢化物的构型，前20号元素中，氢化物构型为正四面体的为C、Si，三角锥形的为N、P，角形的为O、S，由原子序数依次增大得出
D、E、X、Y、Z五种元素分别为C、N、
Si、S、Cl。S的最高价为＋6，对应的氧化物为SO3；元素非金属性越强，最高价含氧酸酸性越强，所以能形成酸性最强的含氧酸的元素为Cl；CS2、CO2的空间构型均为直线形；C和Si形成以极性键构成的原子晶体。
【答案】 (1)SO3 (2)Cl HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写3种酸) (3)直线形 (4)共价键 原子晶体
(5)Mg3N2 Mg3N2＋8H2O 3Mg(OH)2↓＋2NH3·H2O(6)D的最高价氧化物为CO2，X的最高价氧化物为SiO2，前者比后者的熔点低；因为前者为分子晶体，由分子间的作用力结合，而后者为原子晶体，由共价键结合，共价键之间的作用力远大于分子间的作用力
专题三 几种典型的晶体模型
金属原子在二维空间里的放置有如图所示的两种方式，下列说法中正确的是( )
A．图(a)为非密置层，配位数为6
B．图(b)为密置层，配位数为4
C．图(a)在三维空间里堆积可得镁型和铜型
D．图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方
【解析】 金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是非密置层排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6，非密置层的配位数较密置层小，配位数为4。由此可知，图(a)为密置层，图(b)为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到镁型和铜型两种堆积模型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方和体心立方两种堆积模型。所以，只有C选项正
确。
【答案】 C
专题四 利用均摊法确定晶体的化学式
1. 晶胞的结构
一般来说，晶胞都是从晶体中截取下来的大小、形状完全相同的平行六面体，在它的
上、下、左、右、前、后无间隙并排着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。2.晶胞中原子数目的确定——均摊法
均摊是指每个图形平均拥有的粒子数目。求晶胞为平形六面体的晶体中粒子个数比的方法是：
特别提醒3.化学式的确定
晶胞中不同微粒的个数最简式即为化学式。
下图是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中：○—X、●—Y、?—Z。其对应的化学式不正确的是
( )
【答案】 B
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分，每小题只有一个选项符合题意)
1.氮化硼很难熔化，即使在熔融状态下也不导电，加热至3000 ℃方可气化，下列对氮化硼的叙述，正确的是( )
A．氮化硼是分子晶体 B．氮化硼是原子晶体
C．氮化硼是离子晶体 D．分子式为BN
解析：选B。该晶体熔、沸点很高，说明可能为离子晶体或原子晶体，又因为该晶体在熔融状态下不导电，说明该晶体为原子晶体，化学式是BN。
2.金属晶体具有延展性的原因是( )
A．金属键很微弱
B．金属键没有饱和性
C．密堆积层的金属原子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键
D．金属阳离子之间存在斥力
解析：选C。金属晶体具有延展性是由于密堆积层的金属原子受到外力作用时容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键。
3.如表所列有关晶体的说法中，有错误的是( )
选项
A
B
C
D
晶体名称
碘化钾
干冰
石墨
碘
组成晶体微粒名称
阴、阳离子
分子
原子
分子
晶体内存在的作用力
离子键
范德华力
共价键
范德华力
解析：选C。石墨为混合键型晶体，晶体内作用力含有共价键、范德华力和金属键的特性。
4.下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是( )
A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
B．CI4>CBr4>CCl4>CF4
C．MgO>H2O>N2>O2
D．金刚石>生铁>钠>纯铁
解析：选B。A项中物质全部为原子晶体，判断其熔、沸点高低可比较其原子半径：Si>C>O，故键长关系为Si—Si>Si—C>Si—O>C—C，故A项中的熔、沸点顺序错误；B项为同种类型的分子晶体，可比较其相对分子质量大小，相对分子质量越大，熔、沸点越高；C项中，N2与O2为同种类型的分子晶体，O2的熔、沸点比N2高；D项中，熔、沸点关系为金刚石>纯铁>生铁>钠，合金的熔、沸点比纯金属低。
5.金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中，正确的是( )
A．金属晶体和离子晶体都能导电
B．在镁晶体中，1个Mg2＋只与2个价电子存在强烈的相互作用
C．金属晶体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式
D．金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等强烈的相互作用，很难断裂，因而都具有延展性
解析：选C。离子晶体在固态时不导电；在金属晶体中，自由电子为整块金属所有，不专属于某个离子；金属键和离子键均无方向性和饱和性，使两类晶体均采取“紧密堆积”方式；离子晶体无延展性。
6.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示，图中“虚线”表示氢键)。下列有关说法正确的是( )
A．含1 mol H3BO3的晶体中有6 mol氢键
B．分子中硼原子、氧原子最外层均为8e－的稳定结构
C．正硼酸晶体属于原子晶体
D．H3BO3分子的稳定性与氢键无关
解析：选D。A项含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键；B项硼原子的最外层不是8e－的稳定结构；C项正硼酸晶体属于分子晶体。
7.如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)，每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)( )
A．8；BaTi8O12 B．8；BaTi4O9
C．6；BaTiO3 D．3；BaTi2O3
解析：选C。由晶胞的结构知：Ba原子在体心，专属于此晶胞；Ti原子在顶点，属于此晶胞的Ti原子＝8×＝1；氧原子在12条棱的中点，属于此晶胞的氧原子＝12×＝3；晶胞中每个Ti紧邻的氧原子数为6个，其中与Ti在同一平面的有4个，上、下各一个，形成双四棱锥结构。
8.下列有关晶体的叙述正确的是( )
A．金属晶体含有金属阳离子和自由电子
B．原子晶体一定是单质
C．分子晶体一定是化合物
D．金属晶体的硬度>原子晶体的硬度>分子晶体的硬度
解析：选A。B项如SiO2、SiC等均为原子晶体，C项如O2、H2等为分子晶体却为单质，D项一般情况下：原子晶体的硬度>金属晶体的硬度>分子晶体的硬度。
9.如图是某无机化合物的二聚分子，该分子中A、B两种元素都是第3周期的元素，分子中所有原子的最外层电子数都达到8个电子的稳定结构。下列说法不正确的是( )
A．该化合物的化学式是Al2Cl6
B．该化合物是离子化合物，在熔融状态下能导电
C．该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体
D．该化合物中不存在离子键，也不含有非极性共价键
解析：选B。由题中描述：“二聚分子”、“该分子中”等词语，知该化合物为共价化合物，形成的晶体为分子晶体，不存在离子键，由图示知，只存在A、B之间的极性共价键；所以利用排除法结合题干描述知该化合物为Al2Cl6，分子晶体中含共价键、配位键。
10.科学家艾哈迈德·泽维尔使“运用激光技术观测化学反应时原子的运动”成为可能。泽维尔研究发现，当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距在10～15 A。，呈现离子键；当两核靠近约2.8 A。时，呈现共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是( )
A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物
B．共价键和离子键没有明显的界限
C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键
D．离子晶体可能含有共价键
解析：选B。NaI晶体在不同情况下属于不同的晶体类型，不是离子晶体和分子晶体的混合物，并且NaI晶体中的化学键在Na＋和I－核间距发生变化时可能是离子键，也可能是共价键，说明共价键和离子键无明显界限；D项中内容不是根据泽维尔的研究成果得出的结论。
11.下列说法正确的是( )
A．离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动
C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
解析：选D。A项中CsCl晶体中每个离子都吸引8个带相反电荷的离子；B项中金属晶体内部本身就存在自由电子，外加电场仅能导致其产生定向移动；C项中如P、S等分子晶体常温下呈固态。
12.朱经武(Paul Chu)教授等发现钇钡铜氧化合物在90 K时即具超导性，该化合物的晶胞结构如图所示：
该化合物以Y2O3、BaCO3和CuO为原料，经研磨烧结而成，其原料配比为( )
A．1∶1∶1 B．1∶4∶6
C．1∶2∶3 D．2∶2∶3
解析：选B。晶胞中钡原子个数为2，铜原子个数为×8＋×8＝3，钇原子个数为1，则Y2O3、BaCO3、CuO之比为∶2∶3＝1∶4∶6。
13.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示，有关说法不正确的是( )
A．该晶体属于离子晶体
B．晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体的晶胞结构与NaCl相似
D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个
解析：选B。由晶胞结构及“均摊法”计算：一个晶胞中含Ba2＋：8×1/8＋6×1/2＝4个，含O：12×1/4＋1＝4个，故晶体化学式是BaO2，其他选项可结合NaCl晶胞知识做出判断。
14.常温下硫单质主要以S8形式存在，加热时S8会转化为S6、S4、S2等，当蒸气温度达到750 ℃时主要以S2形式存在，下列说法正确的是( )
A．S8转化为S6、S4、S2属于物理变化
B．常温条件下单质硫为原子晶体
C．不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成SO2
D．把硫单质在空气中加热到750 ℃即得S2
解析：选C。S8、S6、S4、S2属于不同的分子，它们间的转化为化学变化；常温条件下单质硫为分子晶体；硫单质在空气中加热到750 ℃时被氧化，生成硫的氧化物，得不到S2。
15.下列有关晶胞的说法正确的是( )
A．晶胞中所含粒子数即为晶体的化学式
B．若晶胞为六棱柱，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用
C．若晶胞为六棱柱，则顶点上的粒子为6个晶胞共用
D．晶胞中不可能存在多个粒子
解析：选C。晶胞中的粒子数不一定为晶体的化学式，如教材中的金属铜的晶胞中，Cu原子个数为4；B项六棱柱侧棱上的粒子为3个晶胞共用；C项如图所示顶点为6个晶胞共用；D项，晶胞内可能存在多个粒子，如NaCl晶胞。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16.(14分)(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了________的作用力；碘的升华，粒子间克服了________的作用力。三种晶体的熔点由高到低的顺序是_________。
(2)下列六种晶体：①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为________(填序号)。
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，能形成分子晶体的物质是________，含有氢键的晶体的化学式是________，属于离子晶体的是________，属于原子晶体的是________，五种物质的熔点由高到低的顺序是__________。
解析：(1)KClO3、SiO2、I2分别属于离子晶体、原子晶体、分子晶体。
(2)先把晶体分类：④⑥为原子晶体；②为离子晶体；③为金属晶体；①⑤为分子晶体。由于r(C)④；因Mr(CO2)①；钠熔点较低，因在常温时为固态，而CS2为液态，故熔点③>⑤；又因Na在水中反应时熔化成小球，故熔点低于100 ℃。
(3)H2、HF、CO2为分子晶体，HF分子间存在氢键；SiC为原子晶体，(NH4)2SO4为离子晶体。
答案：(1)离子键 共价键 分子间 SiO2>KClO3>I2
(2)①⑤③②④⑥
(3)H2、CO2、HF HF (NH4)2SO4 SiC SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2
17.(9分)据报道，科研人员在20 ℃、1个大气压和其他一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，水就可以结成冰，称为“热冰”。如图是水和“热冰”微观结构的计算机模拟图。回答：
(1)以上信息体现了水分子具有________性，水分子中氧原子的杂化方式为________。
(2)参照“热冰”的图示，以一个水分子为中心，画出水分子间最基本的连接方式(用结构式表示)。
(3)固体二氧化碳外形似冰，受热气化无液体产生，俗称“干冰”。根据下图干冰的晶胞的结构回答：
①一个晶胞中有________个二氧化碳分子；在二氧化碳分子中所含的化学键类型与数目有________；在干冰中CO2的配位数是________。
②其堆积方式与干冰晶胞类型相同的金属有(答一种即可)________。
解析：(1)水分子为极性分子，在外加电场作用下，水分子可以发生运动。
(2)水变为“热冰”是靠水分子之间存在氢键形成的，其结构和冰相同。
(3)在CO2晶胞中，CO2位于顶点和面心，属A1型面心立方结构。
答案：(1)极 sp3
(2)
(3)①4 2个σ键，2个π键 12
②Cu(或Au、Ag等)
18.(12分)X、Y、Z、W四种元素，当X的一种同位素原子核内有2个中子时，其质量数为3；Y元素的2p轨道为半充满状态；Z元素有3个电子层，是具有相同电子层的元素中电负性最大的；W元素的一种单质是自然界所有物质中硬度最大的。据此判断：
(1)X、Y、Z、W四种元素的名称分别是
X____________________，Y_____________________________________________，
Z____________________，W_____________________________________________。
(2)假如Y和W在一定条件下以共价键形成的晶体为空间网状结构，则该化合物属于________晶体，该晶体的熔点比金刚石的熔点________(填“高”或“低”)。
(3)已知Z元素的电负性为3.0，铍的电负性为1.5，则Z元素与铍形成的化合物属于________晶体，杂化方式是________，W与X形成的化合物中W的杂化方式是________，该化合物是________分子(填“极性”或“非极性”)。
解析：本题属于元素推断题，X元素核内有2个中子时，质量数为3，知质子数为1，X为氢无素，Y元素2p轨道为半充满状态，可知质子数为7，Y为氮元素；Z是具有3个电子层中电负性最大的元素，故Z为氯元素；W元素的一种单质是自然界中硬度最大的，W为碳元素；Y与W以共价键形成的晶体为空间网状结构，则该晶体为原子晶体，C—N键比C—C键的键长短，则键能大，该晶体的熔点比金刚石的高。BeCl2中Cl与Be电负性差值为3.0－1.5＝1.5<1.7，属于分子晶体，BeCl2空间构型为直线形，杂化方式为sp1；W与X形成的化合物为CH4，C的杂化方式为sp3，结构对称，故为非极性分子。
答案：(1)氢 氮 氯 碳
(2)原子 高
(3)分子 sp1 sp3 非极性
19.(8分)(1)分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200 ℃，熔融态不导电________；
B．溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电________；
C．五氟化钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中________；
D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电________。
(2)卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是____________________。试推测ICl的沸点所处的最小范围__________________。
解析：(1)晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶剂性相结合，是判断晶体类型的重要依据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。原子晶体熔融不导电，离子晶体熔融时或水溶液都能导电。原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔点、沸点有很大差异，一般原子晶体和分子晶体熔融态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂的物质往往也是分子晶体的特征之一。(2)卤素及其互化物的分子结构相似，相对分子质量越大，分子间的作用力越强，物质的熔点、沸点越高。比较各种卤素及其互化物的相对分子质量可知，其最小范围为M(Br2)答案：(1)原子晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体
(2)相对分子质量越大，分子间的作用力越强 介于Br2的沸点和IBr的沸点之间
20.(12分)A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期的元素， 它们在元素周期表中的位置如下图所示：
(1)写出F的基态原子核外电子排布式：________。E的晶胞结构如上图所示，该晶胞中含有金属原子的数目为________。
(2)C元素的第一电离能比同周期相邻的两种元素的第一电离能都高的原因是________________________________________________________________________。
(3)由A、B、D三种元素形成的一种物质俗称光气，分子中A原子采取sp2杂化成键。光气分子的结构式是________，其中碳氧原子之间的共价键是________(填序号)。
a．2个σ键
b．2个π键
c．1个σ键、1个π键
(4)EB晶胞如图所示，EB晶体中E2＋的配位数为________，EB晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同，其晶格能分别为：EB—3401 kJ·mol－1、NaCl—786 kJ·mol－1。导致两者晶格能差异的主要原因是______________________________________________________。
(5)元素A形成的单质的晶体类型可以是原子晶体，如________(填写物质名称)，也可以是________，如C60。
解析：(1)22号元素F的基态原子核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d24s2。E的晶胞中含有金属原子的数目为8×＋6×＝4。(2)C元素的第一电离能比同周期相邻的两种元素的第一电离能都高的原因是其价电子排布3s23p3，3p能级处于半充满的稳定状态。(3)由C、O、Cl三种元素形成的光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，结合碳4价、氧2价、氯1价，光气分子的结构式是，其中碳氧原子之间共价键是1个σ键、1个π键。(4)根据CaO晶胞结构，CaO晶体中Ca2＋的配位数为上、下、左、右、前、后共6个；晶格能的大小与阴阳离子所带的电荷的乘积成正比，与阴阳离子间的距离成反比，即晶格能∝，由于CaO晶体中离子的电荷数大于NaCl，离子间的平均距离小于NaCl，所以晶格能：CaO>NaCl。(5)碳元素形成的单质的晶体类型可以是原子晶体，如金刚石，也可以是分子晶体，如C60。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d24s2 4
(2)其价电子排布3s23p3，3p能级处于半充满的稳定状态
(3) c
(4)6 CaO晶体中离子的电荷数大于NaCl，离子间的平均距离小于NaCl
(5)金刚石 分子晶体
第3章 物质的聚集状态与物质性质
第1节 认识晶体
【学习目标】
知识与技能
1、从认识一般固体出发，重点了解晶体的基本特征、类型以及不同类型晶体的一般物理性质。
2、晶体形成的途径及特性。
3、晶体与非晶体的区别。
4、晶胞的概念。
5、知道晶胞是晶体的最小结构重复单元，能用切割法计算一个晶胞种实际拥有的微粒数。
过程与方法
1、通过让学生查阅相关资料，培养学生自主学习的意识和能力
2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
情感态度与价值观
通过学习本节与生活、生产、科技相联系的知识，培养学生热爱科学、积极探索的精神
第1课时
【自主预习提纲】
一、晶体的特性
1、晶体与非晶体概念
晶体：_________________________________________________________
非晶体:________________________________________________________
2、晶体的特性
⑴规则的几何外形。
⑵自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现_______________、____________多面体外形，这称为晶体的自范性。
⑶各向异性：晶体在不同方向上表现出____________的物理性质。
⑷对称性。如规则的食盐晶体具有_________________外形，它既有___对称性，出有_______对称性。
3、晶体形成的一段途径：
（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。
4、晶体与非晶体的对比
类别
晶体
非晶体
微观结构
原子在三维空间里呈
________________排列
原子排列相对__________
自范性
几何外形
对称性
熔点
其他物理性质
实例
5、常见晶体的种类
(1) 的晶体称为离子晶体；(2) 的晶体称为金属晶体；(3) 的晶体称为原子晶体；(4) 的晶体称为分子晶体。
二、晶体的堆积模型
1．紧密堆积原理：
因为金属键、离子键、分子间的相互作用没有 ，所以组成金属晶体、离子晶体、分子晶体的微粒服从 原理。
2．等径圆球的密堆积
金属晶体的结构形式可归结为等径圆球的密堆积。其中，每一层都是最紧密堆积，也就是每个等径球与周围 相接触。而层与层之间的堆积时有多种方式：一种是“…ABAB…”重复方式，叫 型的最密堆积，一种是“…ABCABC…” 重复方式，叫 型的最密堆积。
在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目称为_______________。
3．非等径圆球的密堆积
离子晶体中，阴、阳离子的半径是不相同的，因此离子晶体可以视为______________的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做_______________，小球再填充在________________________。
4．分子晶体的结构形式
⑴在分子晶体中，原子先以_________形成分子，分子间再以________形成晶体。
⑵分子间尽可能采用_______________排列方式，但若晶体中的微粒间以共价键结合进行堆积时，由于共价键的____________和_____________决定了一个原子周围的其他原子的_______及______________，故其微粒堆积的紧密程度降低。
答案
参考课本
第3章 物质的聚集状态与物质性质
第1节 认识晶体
【学习目标】
知识与技能
1、从认识一般固体出发，重点了解晶体的基本特征、类型以及不同类型晶体的一般物理性质。
2、晶体形成的途径及特性。
3、晶体与非晶体的区别。
4、晶胞的概念。
5、知道晶胞是晶体的最小结构重复单元，能用切割法计算一个晶胞种实际拥有的微粒数。
过程与方法
1、通过让学生查阅相关资料，培养学生自主学习的意识和能力
2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
情感态度与价值观
通过学习本节与生活、生产、科技相联系的知识，培养学生热爱科学、积极探索的精神
第二课时
三、晶胞
1．晶胞是晶体结构中最小的 ，是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的 。
2．晶胞中粒子数的计算方法：
晶体结构类习题最常见的题型就是已知晶胞的结构而求晶体的化学式。解答这类习题首先要明确一个概念：由晶胞构成的晶体，其化学式不一定是表示一个分子中含有多少个原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数，即各类原子的最简个数比。解答这类习题，通常采用分摊法。
在一个晶胞结构中出现的多个原子，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所共有，那么，在一个晶胞结构中出现的每个原子，这个晶体能分摊到多少比例呢。这就是分摊法。分摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。
分摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。
计算方法
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
1/8
1/4
1/2
1
答案
参考课本
第2节 金属晶体与离子晶体
【自学目标】
1．知道离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
2．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
3．了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。
4.能列举金属晶体的基本堆积模型。制作典型的离子晶体结构模型。比较氯化钠、氯化铯等离子晶体的结构特征
【自学助手】
1．由于金属键没有 性和 性，所以金属晶体最常见的结构形式具有堆积密度 、原子的配位数 、能充分利用空间等特点的最密堆积。如Cu、Au属于 ，配位数是 ；Mg、Zn属于 ，配位数是 。但是有些金属晶体的堆积方式不是最密堆积，而是采用A2密堆积，也叫 堆积，如常见金属 ，其配位数是 。
2．金属晶体中金属原子的价电子数越 ，原子半径越 ，金属阳离子与自由电子静电作用越强，金属键越强，熔沸点越高，反之越低。如：熔点Na Mg Al；Li Na K Rb Cs。
3．晶格能是指 。晶格能越大，表示离子键越 ，离子晶体越 。
4．（1）金属能导电的原因是_____________________________________ 。
（2）离子晶体在固态时不能导电的原因_____________________________________，
但在熔化状态下或水溶液中能导电的原因是_____________________________________。
5．离子晶体的熔沸点与离子所带电荷、核间距有关。离子所带电荷越 ，核间距越 ，离子晶体的熔沸点越 。
6．离子晶体一般易溶于 ，难溶于 溶剂。
答案
参考课本
第三节 原子晶体与分子晶体
第二课时 分子晶体
【学习目标】
了解典型晶体金刚石和干冰的宏观性质及其区别，理解原子晶体与分子晶体的空间结构特点及微粒的堆积方式，认识由共价键构成的晶体与由分子间作用力构成的晶体的区别。
学会运用模型方法和类比方法，掌握区分不同类型晶体的方法。
【学习过程】
（二）、分子晶体
定义：
如： 等都属于分子晶体。
2．碘晶体的晶胞是 ，每个晶胞中实际拥有的碘分子数为
与一个碘分子邻近的碘分子的个数为 。
3．干冰晶体的晶胞是 ，每个晶胞中实际拥有的二氧化碳分子数为 ，与一个二氧化碳分子邻近的二氧化碳分子的个数为 。
4．由于分子间的相互作用通常没有方向性，因此分子晶体中分子在堆积排列时也会尽可能利用空间采取 的方式，这与 是相似的。
5．水分子之间的相互作用除 外还有 ，冰晶体主要是水分子依靠 而形成的晶体。
6．分子晶体的性质： 。原因是
。
7．对于组成和结构相似，晶体中又不含有氢键的物质来说，随着相对分子质量的增大，
。
8．典型的分子晶体是指
。
9．石墨的结构：
。
解释石墨沿层的平行方向导电性强的原因：
。石墨晶体中既有 ，也有 ，同时还有 的特性。这种晶体称为混合键型晶体。
答案
参考课本
