5.3.2 晶体与非晶体 课件(共37张PPT)2023-2024学年高一化学苏教版必修一

(共37张PPT)
专题5
第三单元　第2课时　晶体与非晶体
素养 目标
1.了解不同类型晶体的构成和性质。
2.以不同类型的晶体为例,认识物质的多样性与微观结构的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
目录索引
基础落实·必备知识全过关
自主梳理
1.晶体、非晶体的判断
晶体具有规则　　　　　　　　、有固定的　　　　。用X射线进行晶体的衍射实验时发现,构成晶体的微粒在空间呈　　　　　　　　　　排列,晶体规则的几何外形是　　　　　　　　　　　　　　　的结果。
非晶体一般没有规则的几何外形,没有固定的熔点。
几何外形
熔点
有规则的重复　
其内部构成微粒有规则排列
2.几类常见的晶体
(1)构成离子晶体的微粒是　　　　　　,离子晶体中阴、阳离子以______　　　　　　相结合,　　　　　　　属于离子晶体,离子晶体的熔点一般　　　　。
(2)分子晶体的构成微粒是　　　　　,分子间通过　　　　　　　　聚集为晶体,分子晶体的熔点　　。
(3)共价晶体是原子间通过　　　　　结合成的具有空间网状结构的晶体。共价晶体的构成微粒为　　　　,常见的共价晶体有石英、晶体硅、金刚石、金刚砂、碳化硅、氮化硅等,其共同特点是　 。
(4)固态的金属单质属于　　　　　　　,其物理通性为有金属光泽、能　　　　　　　　　,有　　　　性。
阴、阳离子
离子键
离子化合物
比较高
分子
分子间作用力
低
共价键
原子
熔点高,硬度大
金属晶体
导电和传热
延展
自我检测
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)有规则几何外形的固体一定为晶体。(　　)
(2)可通过X射线衍射实验判断物质是否为晶体。(　　)
(3)晶体中的构成微粒有规则的重复排列。(　　)
(4)晶体中的金属原子、非金属原子按一定规则形成离子晶体。(　　)
(5)分子依靠分子间作用力形成的晶体是分子晶体。(　　)
(6)原子间通过共价键形成的空间网状结构的晶体属于共价晶体。(　　)
(7)金属晶体的通性是能导电和传热,有延展性。(　　)
(8)液晶兼有液体和晶体的部分性质。(　　)
×
√
√
×
√
√
√
√
重难探究·能力素养全提升
探究一　晶体与非晶体的判断
情境探究
(1)下图是几种不同的晶体,它们在外观上有何特点 晶体外观为什么有这种特点
提示 晶体有规则的几何外形,因为晶体内部微粒有规则重复排列。
(2)固态物质都是晶体吗 判断的方法有哪些
提示 不是,有些固态物质是晶体,有些是非晶体。可通过物质有无固定熔点或通过X射线衍射实验进行判断。
知识归纳
1.固态物质的分类
固态物质有晶体与非晶体之分,晶体内部微粒在三维空间呈有规则的重复排列。
2.晶体的三个特征
(1)晶体有规则的几何外形;(2)晶体有固定的熔点;(3)晶体有各向异性的特点。
3.判断固态物质是否为晶体最可靠的方法是X射线衍射实验。
应用体验
1.下列说法正确的是(　　)
A.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验
B.共价晶体的原子间只存在共价键,而分子晶体内只存在范德华力
C.晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂
D.非金属元素的原子间只形成共价键,金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键
A
解析 X射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法,A项说法正确;分子晶体中分子之间存在分子间作用力,分子内部可能存在共价键,B项说法错误;分子晶体在受热熔化过程中不存在化学键的断裂,C项说法错误;非金属元素的原子间只形成共价键,金属元素的原子与非金属元素的原子间一般形成离子键,也有形成共价键的情况,D项说法错误。
2.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是(　　)
A.观察外观是否规则
B.测定是否有固定的熔点
C.验证是否有各向异性
D.进行X射线衍射实验
D
解析 从外形和某些物理性质可以初步鉴别晶体和非晶体,但并不一定可靠。区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验,D项正确。
探究二　常见的晶体类型及其结构与性质
情境探究
(1)人们把晶体分为离子晶体、分子晶体、共价晶体的依据是什么
提示 依据是构成晶体的微粒及微粒间的作用力。若构成晶体的微粒是阴、阳离子,作用力是离子键,则晶体是离子晶体;若构成晶体的微粒是分子,分子间通过分子间作用力形成晶体,则为分子晶体;若构成晶体的微粒是原子,原子间的作用力是共价键,则晶体为共价晶体。
(2)观察氯化钠晶体的结构:
氯化钠晶体的构成微粒是什么 离子晶体中微粒间作用力是什么
提示 氯化钠晶体的构成微粒是钠离子和氯离子;钠离子和氯离子通过离子键形成晶体,氯化钠晶体属于离子晶体。
(3)对比教材中干冰和二氧化硅的晶体结构,干冰晶体的构成微粒是什么 属于什么晶体 二氧化硅属于什么晶体,为什么
提示 干冰晶体的构成微粒是二氧化碳分子,二氧化碳分子通过分子间作用力形成干冰晶体,属于分子晶体;二氧化硅的构成微粒是硅原子和氧原子,硅原子和氧原子间通过共价键结合成空间网状结构,属于共价晶体。
知识归纳
1.几种晶体的结构与性质
(1)分子晶体。
构成分子晶体的微粒为分子,微粒间作用力为分子间作用力,一般熔点较低。
干冰晶体是一种立方面心结构,立方体的八个顶点及六个面的中心各排布一个CO2分子,晶胞是一个面心立方。一个晶胞实际拥有的CO2分子数为四个(均摊法),每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12个;分子间通过分子间作用力形成晶体。CO2分子内存在共价键,因此晶体中既有分子间作用力又有化学键,其熔点的高低由分子间作用力决定,当晶体熔化时,分子内的化学键不发生变化。
(2)离子晶体。
构成离子晶体的微粒是阳离子和阴离子,微粒间作用力是离子键,一般熔点较高。
氯化钠晶体中每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+,与一个Na+距离最近且相等的Cl-围成的空间结构为正八面体,每个Na+周围与其最近且距离相等的Na+有12个,晶体中不存在单个分子。
(3)共价晶体。
构成共价晶体的微粒是原子,微粒间的作用力是共价键,一般熔点较高,硬度较大。
①二氧化硅晶体,结构与金刚石相似,C被Si代替,Si与Si之间插入氧原子。在SiO2晶体中每个Si原子周围有4个氧原子,同时每个氧原子结合2个硅原子。一个Si原子可形成4个Si—O键,1 mol Si原子可形成4NA个Si—O键,晶体中不存在单个分子。
②金刚石晶体中,每个C原子以共价键与4个C原子紧邻,形成正四面体的结构,整个晶体呈空间网状结构,不存在单个分子。
2.四种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
实例 氯化钠、硫酸铜、 氢氧化钠 金刚石、 二氧化硅 冰、干冰 钠、铁、
铜、铝
内部构成 微粒 阴、阳离子 原子 分子 阳离子、
自由电子
微粒间 作用力 离子键 共价键 分子间作用力 金属键
晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
某些物理性质 熔、沸点 较高 很高 低 差别很大
硬度 较硬 很硬 软
导电、 导热性 熔融态及其水溶液导电 非导体 不导电 是电和热的良导体
溶解性 部分易溶于水,有的能与水反应 不溶于水 部分可溶,有的能与水反应 一般不溶于水,活泼金属可与水反应
应用体验
1.X和Y两种元素的核电荷数之和为22,X的原子核外电子数比Y的少6个。下列说法中不正确的是(　　)
A.X的单质固态时为分子晶体
B.Y的单质为共价晶体
C.X与Y形成的化合物固态时为分子晶体
D.X与碳形成的化合物为分子晶体
C
解析 根据题意可推知X为氧元素,Y为硅元素。O2和O3形成的晶体均为分子晶体,A项说法正确;硅的单质为共价晶体,B项说法正确;二氧化硅为共价晶体,C项说法符合题目要求;常见碳的氧化物为一氧化碳和二氧化碳,固态时均为分子晶体,D项说法正确。
规律方法　从物质类别来判断晶体类型:离子化合物都是离子晶体;金属单质是金属晶体;常见的共价晶体有金刚石、晶体硅、SiO2、SiC等。基本构成微粒是分子的物质形成的晶体一般是分子晶体。
2.下列叙述正确的是(　　)
A.离子晶体都是化合物
B.共价晶体都是单质
C.金属在常温下都以晶体形式存在
D.分子晶体在常温下不可能为固态
A
解析 阴、阳离子通过离子键构成离子晶体,离子晶体都是化合物,A项正确;SiO2、SiC都是共价晶体,B项错误;金属汞常温下呈液态,C项错误;有许多分子晶体在常温下为固态,如碘、蔗糖、P2O5等,D项说法错误。
3.下表中给出几种氯化物的熔点和沸点:
物质 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4
熔点/℃ 801 714 190 -70
沸点/℃ 1 413 1 412 180 57.57
有关表中所列四种氯化物的性质,有以下叙述:
①氯化铝在加热时能升华;②四氯化硅的晶体属于分子晶体;③氯化钠晶体中微粒间以分子间作用力结合;④氯化铝晶体是典型的离子晶体。其中与表中数据一致的叙述是(　　)
A.①② B.②③
C.①②③ D.②④
A
解析 根据物质的熔、沸点可知,氯化铝的沸点比熔点低,在加热时易升华。NaCl、MgCl2熔、沸点较高,是离子晶体;氯化铝和SiCl4熔、沸点较低,是分子晶体。离子晶体中的作用力是离子键,不是分子间作用力。
学以致用·随堂检测全达标
1
2
3
4
5
1.下列晶体中属于共价晶体的化合物是(　　)
A.干冰 B.金刚石
C.水晶 D.晶体硅
C
解析 干冰是分子晶体,金刚石、水晶、晶体硅都是共价晶体,但金刚石、晶体硅属于单质。
1
2
3
4
5
2.已知溴化铝是一种无色晶体,熔点为98 ℃,熔融时不导电,则溴化铝所属的晶体类型是(　　)
A.分子晶体 B.共价晶体
C.离子晶体 D.金属晶体
A
解析 熔融态溴化铝不导电,说明在固态溴化铝中无阴、阳离子;溴化铝熔点低,说明分子之间的作用力比较弱,所以其晶体属于分子晶体,故选A。
1
2
3
4
5
3.具有下列性质的物质属于共价晶体的是(　　)
A.熔点是1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电
B.熔点是10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电
C.不溶于水,熔点3 550 ℃,不导电
D.熔点是97.80 ℃,质软、导电,密度是0.97 g·cm-3
C
解析 熔点是1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电的物质属于离子晶体,A错误;熔点是10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电的物质属于分子晶体,B错误;不溶于水,熔点3 550 ℃,不导电的物质属于共价晶体,C正确;熔点是97.80 ℃,质软、导电,密度是0.97 g·cm-3,属于金属晶体的物理性质,D错误。
1
2
3
4
5
4.下列说法正确的是(　　)
A.HCl、HBr、HI的分子间作用力依次增大,热稳定性也依次增强
B.N2和Cl2两种分子中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
C.在O2、CO2和SiO2中,都存在共价键,它们均由分子构成
D.KOH和MgCl2都是离子晶体,均存在共价键和离子键
B
1
2
3
4
5
解析 HCl、HBr、HI均为分子晶体,随相对分子质量增大,分子间作用力依次增大;由于非金属性:Cl>Br>I,故热稳定性依次减弱,A错误。N原子最外层有5个电子,与另一个N原子形成三个共价键,达到8电子稳定结构;Cl原子最外层有7个电子,与另一个Cl原子形成一个共价键,达到8电子稳定结构,B正确。二氧化硅属于共价晶体,它是由原子构成,不存在SiO2的分子,C错误。KOH中存在共价键和离子键,属于离子晶体;MgCl2中只存在离子键,属于离子晶体,D错误。
1
2
3
4
5
5.SiCl4的分子结构与CCl4类似,对其性质作出如下推测,其中错误的是
(　　)
A.SiCl4晶体是分子晶体
B.常温常压下SiCl4是气体
C.SiCl4分子内部的原子以共价键结合
D.SiCl4熔点高于CCl4
B
1
2
3
4
5
解析 SiCl4与CCl4结构相似,CCl4属于分子晶体,则SiCl4晶体也是分子晶体,A正确;SiCl4与CCl4结构相似,都形成分子晶体,由于SiCl4相对分子质量较大,其分子间作用力较大,常温常压下CCl4是液体,SiCl4不可能是气体,B错误;SiCl4分子内部存在Si—Cl极性共价键,C正确;分子晶体的相对分子质量越大,熔点越高,则SiCl4熔点高于CCl4,D正确。
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