石墨的结构:每个碳原子以非极性共价键形式与周围三个碳原子结合形成无限延展的层状结构,并以另外一个电子形成层间的自由电子。
石墨中碳原子与碳—碳键的比例为1:1.5。 2)、石墨的熔沸点
石墨熔化破坏的是 分子间作用力 非极性共价键 石墨的熔沸点与稳定性都比金刚石强。 3)、石墨的导电性
石墨层间存在自由电子,可以导电。因为石墨的化学性质稳定并且能够导电,因此常被用作惰性电极。 4)、石墨的硬度
很软—用作铅笔芯,石墨含量越高,铅笔芯越软、写的字越黑。 小提示:共价化合物形成无限延展结构就形成了原子晶体,原子晶体的化 学式只能代表组成元素个数比,不能代表真实结构;类似于C60、N200之类 能够看出其所代表的是由有限个原子形成的封闭结构的大分子。 <五>分子极性
按照封闭结构的分子空间构型上分子的重心与电荷中心是否重叠将分子分为极性分子和非极性分子。 1、分子极性判断 A—A型:非极性 A—B型:极性
ABn 型:看中心原子A最外层电子 全部参与成键——非极性 未全部参与成键——极性 AmBn型:看其是否能形成对称结构 分子极性判断要看两个方面 分子中心 分子电荷中心
注意: 分子极性判断是指分子的构型 整体 键的极性判断是指形成共价键的元素对电子吸引能力方面 内部 2、分子极性与8电子
这是两个不同的问题,主要集中在共价化合物中。
典型的不能形成8电子的物质 H元素—最外层只能形成2个电子结构 第二周期的金属元素—形成2个电子结构
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CO —C最外层达到6电子结构 SF6 —S最外层达到12个电子 BF3 —B最外层达到6个电子 AlCl3 —Al最外层达到6个电子
非金属元素间通过共价键形式结合生成共价化合物,以对电子吸引能力强的元素原子先达到8电子稳定结构为主。
相似相溶原理:极性分子易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂。 有机化合物一般是非极性或弱极性的,它们难溶于极性较强的水,易溶于非极性的汽油或弱极性的酒精等有机溶剂。 第 27 页 共 107 页
化学键 晶体结构知识卡片
1、右图,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中的Na+或Cl所处的位置。 -
这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。 ?请将其中代表Na+的圆圈涂黑,(不考虑体积的大小)以完成 NaCl晶体结构示意图。
?晶体中,在每个Na+的周围与它最接近的且距离相等的Na+共有 个。
?晶体中每一个重复的单元叫晶胞,在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na+或Cl为该晶胞
-
与其相邻的晶胞所共有。则一个晶胞中:
平均含Cl 个,即: (填计算式) 平均含Na+ 个,即: (填计算式) ?每个Na+周围的6个Cl所围成的空间构型为 体
-
-
?设NaCl的摩尔质量为M g/mol,食盐晶体的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA。食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离为: cm。 2、单质硼有无定形和晶体两种,参考数据,回答问题;
熔点(K) 沸点(K) 硬度(Moh) 金刚石 3823 5100 10 晶体硅 1683 2628 7.0 晶体硼 2573 2823 9.5 ?晶体硼的晶体类型属于: 理由是:
?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,其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角,每个顶点各有一个硼原子。此基本结构单元是由 个硼原子构成,其中B—B键的键角为: ?此基本结构单元是由 个B—B 键构成,且硼原子与B—B键数目之比为:
3、化工行业已合成一种硬度比金刚石还大的晶体——氮化碳,已知氮在此化合物中显-3价,推断:?它
的化学式为: 晶体类型为:
?氮化碳晶体的结构中,每个碳原子周围与它成键的氮原子有 个,每个氮原子周围与它成键的碳原
子有 个,
?你认为其硬度比金刚石大的主要原因是: 4、晶体熔沸点高低的判断: A.同种晶体:
?离子晶体:离子半径越小,带电荷越多,离子键越强,熔沸点越高。将下列离子晶体用序号按熔沸点从
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高到低排列起来:
①NaCl ②LiCl ③CsCl ④KCl ①NaCl ②MgCl2 ③MgO ④KCl ?原子晶体:键长越短,键能越大,共价键越强,熔沸点越高。 将下列原子晶体用序号按熔沸点从高到低排列起来: ①金刚石 ②Si ③SiC
?分子晶体:结构和组成相似的分子晶体,分子量越大,范德瓦尔斯力越大,熔沸点越高。 将下列分子晶体用序号按熔沸点从高到低排列起来: ①CCl4 ②GeCl4 ③SnCl4 ④PbCl4
B.不同晶体:一般说来,熔沸点规律是: 原子晶体>离子晶体>分子晶体 将下列晶体用序号按熔沸点从高到低排列起来:
①NaCl ②石墨 ③干冰 ④MgCl2 ⑤金刚石 ⑥I2 ⑦Hg ⑧SiC ⑨KCl ⑩SO2
5、如图是高温超导领域的一种新型化合物——钙钛矿晶体结构,该结构是具有代表性的最小重复单位。 ?在该晶体中,每个钛离子周围与它最接近且距离相等的 钛离子、钙离子各有 个 个。
?该晶体中,元素氧、钛、钙的离子个数比为 该物质的化学式可表示为
?若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c,晶体结构图中立方体的边长为d nm则该晶体的密度为
6、2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的 最高记录,右图示意的是该化合物的晶体结构单元:
镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有一个镁原子, 6个硼原子立于棱柱内,则该化合物的化学式可表示为 7、已知由A、B、C三种微粒所 构成的晶体的晶胞结构如图所示, (前后面心上的B原子未画出)
● A
●
Ti O Ca B
则在该晶体中,A、B、C三种微粒的物质的量之比为 8、SiO2晶体是立体网状结构,其晶体模型如图所示。认真观察晶体模型并回答问题: ?SiO2为 晶体,
第 29 页 共 107 页 ?硅氧原子个数比为 ?SiO2晶体中的键角为
?SiO2晶体中最小的环为 元环,每个最小的环上 有 个氧原子,有 个硅原子。
?在Na2SiO3溶液中通入CO2的反应化学方程式为: ?在玻璃熔炉中Na2CO3与SiO2反应的化学方程式为: 9、石墨是层状晶体,每一层内碳原子排列成六边形,一个个六 边形排成平面的网状结构。则石墨晶体在每一层内碳原子与 碳-碳键的物质的量之比为
10、1996年诺贝尔化学奖授予致力研究碳的球状结构问题的三位 化学家。碳的球状结构典型代表物质为C60,C60分子是形如球的 多面体,该结构的建立基于以下考虑:
?C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键; ?C60分子只含有五边形和六边形;
?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 请回答下列问题:
?C60与金刚石、石墨互为
A、同分异构体 B、同系物 C、碳的同位素 D、碳的同素异形体 ?C60晶体中存在的作用力有
①离子键 ②非极性键 ③极性键 ④范德瓦尔斯力 ⑤不饱和键 ⑥饱和键 ?固体C60与金刚石比较,熔点较高者是
理由是 ?估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60 ?通过计算,确定C60分子所含单键数 双键数 ?通过计算,确定C60分子结构中五边形数 六边形数 11、用电子式表示物质的形成过程: 离子化合物:
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