内容正文:
第18讲 不同聚集状态的物质与性质
[课程标准] 1.宏观辨识与微观探析:认识晶胞及晶体的类型,能从不同角度分析晶体的组成微粒、结构特点,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型认知:能运用典型晶体模型判断晶体的结构特点及组成并进行相关计算。3.变化观念与平衡思想:认识不同晶体类型的特点,能从多角度动态地分析不同晶体的组成及相应物质的性质。
考点一 晶体常识及常见四种晶体类型比较
授课提示:对应学生用书第159页
一、晶体
1.晶体与非晶体
晶体
非晶体
结构特征
结构粒子在三维空间里呈周期性有序排列
结构粒子无序排列
性质特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
各向异性
无各向异性
区别方法
熔点法
有固定熔点
无固定熔点
X射线
对固体进行X射线衍射实验
2.获得晶体的途径
(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。
3.晶胞
(1)晶胞:晶胞是描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置:所有晶胞平等排列、取向相同。
4.离子晶体的晶格能
(1)定义
将1 mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量,通常取正值,单位:kJ·mol-1。
(2)影响因素
①离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越大。
②离子的半径:离子的半径越小,晶格能越大。
(3)与离子晶体性质的关系
晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,且熔点越高,硬度越大。
二、四类晶体的比较
比较
晶体
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
构成粒子
分子
原子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
粒子间的相互作用力
范德华力
(某些含氢键)
共价键
金属键
离子键
硬度
较小
很大
有的很大,有的很小
较大
熔、沸点
较低
很高
有的很高,有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于任何溶剂
难溶于常见溶剂
大多易溶于水等极性溶剂
导电、传热性
一般不导电,溶于水后有的导电
一般不具有导电性
电和热的良导体
晶体不导电,水溶液或熔融态导电
诊断辨析
(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。(×)
(2)具有规则几何外形的固体一定是晶体。(×)
(3)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。(√)
(4)通过X射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体。(√)
(5)粉末状的物质不是晶体,具有各向异性的固体一定是晶体。(×)
(6)某晶体的熔点为112.8 ℃,溶于CS2、CCl4等溶剂,可推出该晶体可能为分子晶体。(√)
(7)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。(×)
1.归纳整合:判断晶体类型的方法
(1)主要根据各类晶体的特征性质判断
如低熔、沸点的化合物形成分子晶体;熔、沸点较高,且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物形成离子晶体;熔、沸点很高,不导电,不溶于一般溶剂的物质形成共价晶体;晶体能导电、传热、具有延展性的为金属晶体。
(2)根据物质的分类判断
金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体;大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的共价晶体中单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的共价晶体中化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(注:汞在常温为液体)与合金是金属晶体。
2.宏微结合:比较物质的熔、沸点高低的方法
(1)首先看物质的状态,一般情况下:固体>液体>气体;二是看物质所属类型,一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体。
(2)同类晶体熔、沸点比较思路:共价晶体→共价键键能→键长→原子半径;分子晶体→分子间作用力→相对分子质量;离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。
题组一 晶体类型的判断
1.如下表为锗卤化物的熔点和沸点,可知三种物质为__________晶体。分析其变化规律及原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
解析:根据熔、沸点可知三种物质为分子晶体。变化