高中化学 第3章 本章重难点专题突破二 五种重要晶体的结构特点教案 鲁科版选修3-鲁科版高中选修3化学教案VIP免费

2五种重要晶体的结构特点1．氯化钠晶体(1)Na＋、Cl－在晶体中按确定的比例和一定的规则排列，使整个离子晶体不显电性且能量最低。离子晶体中无单个分子存在。NaCl晶体(2)离子的配位数为6。(3)在每个结构单元(晶胞)中，处于不同位置的微粒在该单元中的份额也有所不同，一般规律是顶点上的微粒属于该单元的份额是1/8；棱上的微粒在该单元中所占的份额为1/4；面上的微粒在该单元中所占的份额为1/2；中心位置上的微粒完全属于该单元，即份额为1。例：氯离子数：1/8×8＋1/2×6＝4钠离子数：1/4×12＋1×1＝4因此，钠离子数与氯离子数之比为1∶1，氯化钠的化学式为NaCl。2．金刚石晶体(1)碳原子间通过共价键相结合而形成空间网状结构的原子晶体，整个晶体中无单个分子。(2)微观构型：正四面体，每个碳原子与4个碳原子成键，每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是109.5°。(3)最小的环：六元环。(4)每个C原子参与形成六元环的总数：12个。3．干冰晶体(1)干冰晶体中分子之间通过范德华力相结合，当熔化时，分子内的化学键并不断裂。(2)每个二氧化碳分子周围与之相邻且等距的二氧化碳分子数为12。(3)每个结构单元中含二氧化碳分子数为1/8×8＋1/2×6＝4。4．石墨晶体(1)晶体结构：平面层状结构。(2)最小的环：六元环。(3)由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6×1/3＝2。(4)碳碳键数为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×1/2＝3。键角：120°。(5)该晶体介于原子晶体、分子晶体、金属晶体之间，因而具有各种晶体的部分特点。如熔点高，硬度小，能导电。5．石英晶体(1)每个Si与4个O结合，Si在正四面体的中心，O在正四面体的顶点；同时每个O被两个正四面体所共用，正四面体内键角为109.5°。(2)晶体中Si原子与O原子个数比为1∶(4×1/2)＝1∶2。【典例3】石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图所示)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是()A．石墨烯与石墨互为同位素B．0.12g石墨烯中含6.02×1022个碳原子C．石墨烯是一种有机物D．石墨烯中碳原子间以共价键结合解析石墨烯与石墨互为同素异形体，A错误；0.12g石墨烯中含有的碳原子数为×6.02×1023mol－1＝6.02×1021个，B错误；石墨烯是碳单质的一种，是无机物，C错误；石墨烯分子中碳原子间是以共价键相结合的，D正确。答案D【典例4】请完成下列各题：(1)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。(2)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。Ga原子的电子排布式为________。在GaN晶体中，每个Ga原子与________个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为________。在四大晶体类型中，GaN属于________晶体。(3)在极性分子NCl3中，N原子的化合价为－3，Cl原子的化合价为＋1，请推测NCl3水解的主要产物是__________(填化学式)。解析(1)在1～36号元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有H、C(2s22p2)、O(2s22p6)、P(3s23p3)、Fe(3d64s2,3d能级中有4个未成对电子)，共5种。(2)根据Ga所处元素周期表中的位置可以推知其电子排布式为[Ar]3d104s24p1；根据GaN晶体与单晶硅相似，所以在GaN晶体中每个Ga原子与4个N原子相连，且与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体，GaN属原子晶体。(3)因在NCl3中N原子为－3价，水解时应结合水电离出的H＋而形成NH3，而Cl显＋1价，水解时应结合水电离出的OH－而形成Cl—OH，即HClO(次氯酸)。答案(1)5(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)4正四面体形原子(3)HClO、NH3·H2O(或NH3)