(鲁科版选修3)化学:第三章《物质的聚集状态与物质性质》课件

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名称 (鲁科版选修3)化学:第三章《物质的聚集状态与物质性质》课件
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文件大小 914.9KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2010-09-14 09:36:00

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课件30张PPT。物质的聚集状态与物质性质本章综合固体晶体非晶体离子晶体原子晶体分子晶体复习: 晶体之所以具有规则的几何外形,是因其内部的质点作规则的排列,实际上是晶体中最基本的结构单元重复出现的结果。 我们把晶体中重复出现的最基本的结构单元叫晶体的基本单位—— 晶胞对组成晶胞的各质点(晶格点)的占有率如何呢(以立方体形晶胞为例)?晶胞体心:1面心:1/2棱边:1/4顶点:1/8立方晶胞体心:1面心:1/2棱边:1/4顶点:1/8 一、晶胞对组成晶胞的各质点的占有率 1、当题给信息为晶体中最小重复单元——晶胞(或平面结构)中的微粒排列方式时,要运用空间想象力,将晶胞在三维空间内重复延伸,得到一个较完整的晶体结构,形成求解思路。二、有关晶体的计算例1: 在干冰晶体中,平均每个晶胞(如图)占有CO2分子的个数为____,每个CO2分子周围有_____个与之紧邻且等距的CO2分子.412AB练习1:根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)化学式:AB练习2:根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)AB化学式:A2BAB化学式:练习3:根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)ABB化学式:A练习4:根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)CABC3小结: 立方体晶胞中各位置上原子总数的计算方法分别是:顶角上的原子总数=1/8×顶角原子数棱上的原子总数面心上的原子总数=1/4×顶角原子数=1/2×顶角原子数体心上的原子总数=1×体心原子数 2、当题给信息为晶体中微粒的排列方式时,可在晶体结构中确定一个具有代表性的最小重复单元——晶胞为研究对象,运用点、线、面的量进行解答。 右图是石英晶体平面示意图(它实际上是立体的网状结构),其中硅、氧原子数之比为____.1:2例2:例3: 如图直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处位置,晶体中,每个Na+周围与它最接近的且距离相等的Na+个数为:____12 金刚石晶体中含有共价键形成的C原子环,其中最小的C环上有_____个C原子。例4:6 石墨晶体的层状结构,层内为平面正六边形结构(如图),试回答下列问题:
(1)图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个。
(2)层内7个六元环完全占有的C原子数为_____个,碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______.
巩固练习一:142:323巩固练习二: 已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体,如图所示:其中有二十个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点为一个硼原子,试通过观察分析右图回答:此基本结构单元是由___个硼原子构成,有___个B-B化学键,相邻B-B键的键角为____.1230600巩固练习三: 已知晶体的基本单元是由12个硼原子构成的(如右图),每个顶点上有一个硼原子,每个硼原子形成的化学键完全相同,通过观察图形和推算,可知此基本结构单元是一个正____面体。20 某晶胞结构如图所示,晶胞中各微粒个数分别为:
铜________个
钡________个
钇________个巩固练习四:231巩固练习五:(1) 平均每个正六边形拥有_____个锗原子, _____个氧原子.(2) 化学式为:____________________23(GeCH2CH2COOH)2O3
或Ge2C6H10O3 某离子晶体的晶胞结构如右图所示: ●表示X离子,位于立方体的顶点;○表示Y离子,位于立方体的中心。试分析:
①该晶体的化学式为 。
②晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角为_____________109028′Y2X巩固练习六:小 结一、晶胞对质点的占有率的计算二、有关晶体的计算1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:
①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②C60分子只含有五边形和六边形;
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:
顶点数+面数-棱边数=2
据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所
含的双键数为30.请回答下列问题:
(1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是____________,理由是:
_
________________________________________________________.
(2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_______________,并简述其理由:
________________________________________________________.
(3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分子所含单键数为___________.
(4)C70分子也已制得,它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知.通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目.
C70分子中所含五边形数为____________,六边形数为_________.金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高.
(答出“金刚石属原子晶体”即可)金刚石 因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 (只要指出“C60含30个双键”即可,但答“因C60含有双键”不行) 可能12 25可由欧拉定理计算键数(即棱边数):60+(12+20)-2=90
C60分子中单键为:90-30=60 课外练习NaCl金刚石CO2课件38张PPT。物质的聚集状态与性质
复习 *晶 体定义: 经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。一般晶体有固定的熔沸点。注
意微粒间的结合力决定晶体的物理性质:特点: 晶体中的微粒(分子、原子或离子)按一定规则排列,微粒间存在作用力。结合力越强,晶体的熔沸点越高, 硬度越大。晶体离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体一.离 子 晶 体定义:离子间通过离子键结合而成的晶体。硬度较高,密度较大, 难压缩,难挥发。实例:常见的离子化合物(NaCl 、 MgO、 NaOH等)熔沸点较高。性质:NaCl晶体结构示意图Na+Cl- 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+。CsCl晶体结构解析图 在CsCl晶体中,每个Cs+同时吸引8个Cl-,每个Cl- 同时吸引8个Cs+。CsCl晶体结构示意图两种晶体中,均无单个分子存在,NaCl和CsCl不是分子式。*离子晶体的化学式并不能代表
其真实组成。 怎样证明分子间存在作用力?说明了物质的分子间存在着作用力。*这种分子间的作用力又叫做范德瓦耳斯力。气态液态固态降温加压降温分子距离缩短分子距离缩短分子无规则运动分子有规则排列二.分子晶 体分子与分子
间的作用力相邻原子间
的相互作用弱(几到几十
kJ/mol)强( 120~
800 kJ/mol)HCl分子中,H-Cl 键能为 431kJ/mol , HCl 分子间的作用力为 21kJ/mol 。二.分子晶 体定义: 分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。特点:实例:多数非金属单质(如卤素,氧气)稀有气体(如氦,氖,氩)氢化物(如氨,氯化氢)非金属氧化物(如一氧化碳,二氧化硫)熔沸点较低,硬度较小。有单个分子存在,化学式就是分子式。 分子间作用力对物质的熔点、沸点有
何影响? 分子间作用力越大,克服分子间引力
使物质熔化和气化就需要更多的能量,熔
沸点越高。 分子组成和结构相似时,分子量越大,分
子间作用力越大。请解释,卤素单质熔沸点变
化规律。 氟、氯、溴、碘的单质均是分子晶体,
双原子分子,每个分子都是通过一个单键结
合而成,随着分子量的增大,分子间作用力
增大,故熔沸点递升。氢键分子间作用力 ? 氢键 ?? 化学键熔、沸点的比较 分子晶体:(一般来说)
A、式量越大,熔沸点越高
B、式量相同:
1、分子极性越大,熔沸点越高
如:CO 〉N2
2、支链越多,熔沸点越低
如:正戊烷〉异戊烷〉新戊烷
3、芳香族化合物:邻〉间〉对位化合物
干冰晶体结构示意图CO2 分子Na+Cl-每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。常见晶体的微观结构 干冰晶体(1)二氧化碳分子的位置:
二氧化碳分子位于:体心和棱中点(面心和顶点)
(2)每个晶胞含二氧化碳分子的个数
二氧化碳分子的个数: 4 个
与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化
碳分子有几个?
12个
导电性和溶解性相似相溶三.原子晶体定义:原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。性质:熔沸点高,硬度大,难溶于一般溶剂。 实例:金刚石、晶体硅、SiO2、金刚砂( SiC )金刚石晶体结构示意图C原子正四面体结构单元 金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体的空间网状结构。石墨晶体结构示意图C原子正六边形结构单元每一层是正六边形平面网状结构,相邻碳原子以共价键结合石墨晶体是层状结构结论:石墨是混合型晶体层与层之间以范德瓦耳斯力相结合。总结:离子分子原子离子键范德瓦耳斯力
共价键较 高较 低很 高较大较小很大NaCl
CaO干冰
碘金刚石
二氧化硅 金属原子自由电子四.金属晶体有的熔沸点很高(钨) ,有的熔沸点却很低(汞)物质熔沸点比较的规律 ⑴ 不同晶体熔沸点比较 ⑵ 组成相似的离子晶体,离子半径越小,离子电荷越大,离
子键越强,晶体的熔沸点越高。 ⑷ 组成和结构相似的分子晶体,式量越大,熔沸点越高。⑶ 原子晶体:原子半径越小,键长越短,键能越大,键越强 原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体 KF KCl KBr Al2O3 MgO 如 金刚石 碳化硅 晶体硅 F2 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI晶体熔沸点越高。 > >> >>< < << <[例] (1999年, 上海)下列化学式既能表示物质的组成,又能表示物质的分子式的是( )
(A)NH4NO3
(B) SiO2
(C) C6H5NO2
(D) CuC 离子晶体 离子晶体、原子晶体、金属晶体中,实际不存在单个的分子,只有分子晶体的化学式才可以代表其真实组成。 原子晶体分子晶体金属晶体[例](1999年,全国)关于晶体的下列说法正确的是( )
(A)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
(B)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
(C)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高
(D)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低A 正确。离子晶体是由阳离子由阴离子通过离子键结合形成。金属晶体中有金属阳离子,没有阴离子。晶体硅的熔点(1410 ℃)就比铁的熔点(1535℃)低。碘的熔点(113.5℃)就比金属汞的熔点(-38.9 ℃)高。 固体金属单质是由金属原子紧密堆积而成的晶体。金属易失电子成为金属阳离子,金属阳离子与自由电子之间相互作用形成金属晶体。练习 某离子晶体的结构(局部如图),X位于立方体的顶点,Y位于立方体的中心,则该晶体的化学式是X : Y = 1/8×4 : 1=1 : 2XY2练习 某物质的晶体中含A、B、C三种元素,
其排列方式如图,则该离子晶体的化学式是:
A : B : C = 1/8×8 : 12×1/4 : 1= 1 : 3 : 1AB3C练习: 天然气水合物是一种晶体,晶体中平均 每46个水分子构成8个笼,每个笼可以 容纳1个CH4分子或者1个游离H2O分子。若每8个笼只有6个笼容纳了CH4分子,另外2个笼中填充了游离H2O分子。则天然气水合物的平均组成可表示为( ) A. CH4.14H2O B. CH4.8H2O C. CH4.(23/3)H2O D. CH4.6H2OB周期表中元素之最1.原子半径最小、最轻的元素:H2.最轻的金属单质:Li3.原子半径最大的是:Fr4.非金属性最强的元素是:F5.金属性最强的元素是:6.地壳中含量最多的元素是:7.地壳中含量最多的金属元素是:8.最稳定的气态氢化物是:9.酸性最强的无机含氧酸是:Cs(Fr)OAlHFHClO4周期表中特殊位置的元素1.族序数等于周期数的元素:HBeAl2.族序数等于周期数2倍的元素:CS3.族序数等于周期数3倍的元素:O4.周期数是族序数2倍的元素:Li5.周期数是族序数3倍的元素:Na6.最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:CSi7.形成的单质是自然界中硬度最大的元素:C8.气态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C9.常温下呈液态的非金属元素:Br金属元素:Hg10.空气中含量最多的元素:N11.元素的气态氢化物和它的氧化物在常温下反
应生成该元素的单质的元素:S高考题:1. 1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子提的结构相似、物理性质相近。
(1)根据以上原理,仅由第二周期元素构成的的共价分子中,互为等电子体的是: 和 ;
和 。
(2)此后,等电子原理又有所发展,例如由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,他们也有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与NO2-互为等电子体的分子有: 。N2O CO2N2 COO3 SO22.第二主族元素R的单质及其相应的氧化物的混合物12g,加足量的水经完全反应后蒸干,得固体16g,试推测该元素可能是( ) A. Mg B. Ca C.Sr D.BaBC高考题:3.周期表前20号元素中有A、B、C、D、E五种元素。已知它们都不是稀有气体元素,且原子半径依次减小,其中A和E同族,A与C、B与E的电子层数都相差2,A、B原子最外层电子数之比为1:4。 (1) 写出元素符号:B .D . E . (2)A和C能以原子数1:1形成一种化合物,写出该化合物的化学式: 。Si F H 高考题:K2O2 4.不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量(E),如图所示。高考题: