高三化学 12晶体的复习与练习（二）培优教案.doc

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1、晶体的复习与练习（二）网上课堂[本讲主要内容]1．分子晶体2．金属晶体3．石墨[学习指导]1．分子晶体:晶体的粒子是分子，分子以微弱的分子间力相互结合的晶体。由于分子间作用力弱，所以分子晶体熔点低（一般低于580K），硬度小。通常在580K以下其固体即行挥发。易溶于非极性溶剂。如碘溶于苯中为0.48mol·L-1，溶于水仅为0.0012mol·L-1。在室温下，所有的气体物质，或在室温下易挥发的固体物质本质上都是分子型的。典型的例子有单质氢H2（沸点40K），甲烷CH4（沸点为112K）、H2O、CO2等，而分子晶体中的典型固体物质有萘C10H8（熔点为353K）和

2、单质碘I2（熔点386K）图1所示为氢、溴、碘的晶体结构，组成晶体粒子是双原子分子。在立方体的每个顶点以及每个面的中心均有一个双原子分子。二氧化碳气体在低于300K时，加压容易液化。液态CO2自发蒸发时，一部分冷凝成固体二氧化碳，称干冰。固体二氧化碳升华气化不熔为液体。在-78.5℃时的蒸气压为一大气压。常用做致冷剂。干冰同乙醚、氯仿或丙酮等有机溶剂所组成的冷却剂，温度可低到-73℃，图2为干冰的分子晶体结构。分子型的物质通常是电的不良导体，不论是液态或溶液状态，都不能导电。但若干极性分子与水反应，生成物电离，产生了离子，因而形成了一种导电的水溶液。氯化氢是其中一个

3、实例。当它溶于水中后即发生下述反应而导电。HCl+(H2O)=H+(aq)+Cl-(aq)分子型晶体物质普遍的具有低熔点和低沸点，是分子间弱作用力的一个直接结果。但是分子间作用力的微弱丝毫也不意味着分子内原子间作用力微弱。后者通常是相当强的。如氢的熔点低(-259℃)沸点低(-233℃)，反映出分子间力的微弱。但是当氢熔化或沸腾时，氢原子间的共价键仍旧完好无损。要打开H-H共价键，需要很高温度，甚至在2670K(2497℃)时，也大约只有1%的氢分子离解为氢原子。2．金属晶体:金属晶体内部，不象离子晶体内部受邻近粒子的异号电荷限制和化学量比的限制，而是在一个金属原子

4、周围可以围绕着尽可能多的，又符合几何图形的邻近原子，这些原子都是紧密堆积的排列方式。紧密堆积的意思就是原子之间的作用力，使原子之间尽可能地互相接近，使它们占有最小的空间。教材上强调指出：由于金属原子的外层电子较少，金属原子容易失去外层电子变成金属离子，金属原子释出电子后形成的金属离子按一定规律堆积，释出的电子则在整个晶体中自由运动，称为自由电子，金属离子与自由电子之间存在着较强的作用，使许多金属离子结合在一起。通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，叫做金属晶体。金属导电性好，是由于在金属晶体中存在许多自由电子，这些自由电子在外加电场的作用下，自由电子发

5、生定向运动，因而形成电流。金属导热性好，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其它离子。很快整个金属达到相同温度。大多数金属都有不同程度的延展性。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相互作用没有方向性，滑动之后，各层之间仍能保持这种相互作用，在外力作用下，金属虽然发生了形变，但不会导致断裂。3．石墨:石墨的晶体结构如图3，从晶体结构上看，有属于原子晶体的结构部分，就是指在同一层内，碳原子之间以共价键结合，形成层内的网状结构。有属于分子晶体的结构部分，就是指层与

6、层之间距离较长，属分子间作用力。从石墨具有导电的性质上看，又有属于金属晶体的特点，所以教材上把石墨称为过渡型晶体或混合型晶体。也有人称石墨为层型晶体。99年全国高考出了这样一道题；天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如某种NiO晶体中就存在着如图4所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比？这道题的解法有很多种，也不难解出。但出这样一道题，根据在哪里：中学教材中并没有涉及到晶体有缺陷：实际上在正负

7、离子的数目恰好同化学式指明的比数相一致的化合物中，可发生配比上的缺陷。在绝对零度时，离子倾向完全有序的排布，随着温度升高，离子脱离原有位置的机会加大，而造成一种缺陷。如在室温时，NaCl在每1015个晶格位置中仅有一个缺陷，在507℃时缺陷增大到106个晶格位置中有一个缺陷，而在807℃时增大到每104个中有一个缺陷。99年高考试题，是金属短缺的一种形式，在NiO的晶格上缺少一个Ni2+离子，而电荷为邻近的两个Ni3+离子所抵偿。产生这种缺陷的金属元素有可变化合价，如除NiO之外，象FeO和FeS属于此类。[例题精析]前面提到的NiO晶体缺陷问题，我们把它做为第