选修3晶体结构与性质

第三章晶体结构与性质复习课2、特点和性质：（1）结构特性——晶体有自范性（2）晶体具有各向异性（强度、导电性、导热性、光学性质）（3）晶体具有固定的熔点3、晶体和非晶体的本质区别：构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列1、定义：晶体——具有规则几何外形的固体非晶体——没有规则几何外形的固体一、晶体和非晶体或：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。天然水晶球里的玛瑙和水晶4、晶体自范性的条件之一是生长的速率适当熔融的二氧化硅快速冷却得到玛瑙—非晶体熔融的二氧化硅缓慢冷却得到水晶—晶体一、晶体的常识晶体与非晶体比较本质差别性质差别制法最科学的鉴别方法自范性微观结构固定熔点各向异性晶体非晶体有无呈周期性有序排列无序排列有有无无凝固凝华结晶X-射线衍射实验二、四类晶体的比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体概念构成微粒阴阳离子通过离子键结合而成的晶体原子间通过共价键结合而形成空间网状结构的晶体分子间以分子间作用力相结合形成的晶体金属阳离子与自由电子通过金属键结合而形成的晶体阴阳离子原子分子金属阳离子和自由电子二、四类晶体的比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体微粒间作用力可能的相互作用是否有分子存在肯定有离子键可能有共价键共价键分子间：范德华力分子内：共价键金属键无无分子,是巨大网状结构有分子无共价键无氢键无晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体熔化时键的变化物质种类断开离子键、共价键一般不断开断键不断键减弱大多数盐、强碱、活泼金属氧化物金刚石、Si、SiO2、SiC、B非金属氢化物、非金属氧化物、非金属单质、酸、多数有机物金属单质和合金三、四类晶体性质的比较离子晶体分子晶体金属晶体原子晶体晶体粒子粒子间作用硬度熔、沸点溶解性导电性阴、阳离子分子原子金属离子、自由电子金属键离子键分子间作用力共价键较大较小很大一般较大，部分小较高较低很高有高有低易溶于极性溶剂相似相溶难溶难溶，有些可与水反应熔化或溶于水能导电不易导电不易导电良导体（导电传热）二、几种微粒间作用力离子键共价键氢键金属键有无方向性有无饱和性无有有无无有有无1、C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，原子间均以单键结合，下列关于C3N4晶体的说法正确的是()A.是分子晶体B.粒子间通过离子键结合C.每个C原子与4个N原子连接，每个N原子与3个C原子连接D.该晶体不可以做耐磨材料2、氮化硅是一种新型耐高温耐磨材料，在工业上有广泛用途，它属于()A．原子晶体B．分子晶体C．金属晶体D．离子晶体AC3、下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()A.SO2和SiO2B.CO2和H2OC.NaCl和HClD.CCl4和KClB四、熔、沸点的比较1.关于晶体熔点的下列说法正确的是_____A.金属晶体的熔点一定比离子晶体的熔点高B.原子晶体的熔点一定比分子晶体的熔点高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2.下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列的是______A．H2OH2TeH2SeH2SB．NaClKClLiClCsClC．Rb＞K＞Na＞LiD．金刚石＞晶体硅＞碳化硅E．HgNaClCO2F．水晶干冰食盐BA四、熔、沸点的比较2、不同类型：_____晶体＞_____晶体＞_____晶体1、根据状态：____态＞____态＞____态NaClHgCO2水晶食盐干冰固液气原子离子分子四、熔、沸点的比较2、不同类型：1、根据状态：3、同种类型：原子晶体：原子晶体→共价键强弱→成键原子半径原子半径越小，共价键越____，熔沸越____。强高____态＞____态＞____态固液气_____晶体＞_____晶体＞_____晶体原子离子分子金刚石碳化硅晶体硅四、熔、沸点的比较2、不同类型：1、根据状态：3、同种类型：【原子晶体】：半径越小，共价键越__，熔沸越__。强高____态＞____态＞____态固液气_____晶体＞_____晶体＞_____晶体原子离子分子离子电荷数越多，离子半径越小，强高离子键越____，熔沸点越____【离子晶体】：离子晶体→晶格能→离子键强弱→离子半径、离子电荷LiClNaClKClCsCl四、熔、沸点的比较2、不同类型：1、根据状态：3、同种类型：【原子晶体】：半径越小，共价键越__，熔沸越__。强高____态＞____态＞____态固液气_____晶体＞_____晶体＞_____晶体原子离子分子强高【离子晶体】：离子半径越小、离子电荷越多，离子键越____，熔沸点越____。【金属晶体】：金属晶体→金属键强弱→金属阳离子半径、所带电荷数金属阳离子电荷数越多，离子半径越小，金属键越___，熔沸点越____强高Li＞Na＞K＞Rb四、熔、沸点的比较2、不同类型：1、根据状态：3、同种类型：【原子晶体】：半径越小，共价键越__，熔沸越__。强高____态＞____态＞____态固液气_____晶体＞_____晶体＞_____晶体原子离子分子强高【离子晶体】：离子半径越小、离子电荷越多，离子键越____，熔沸点越____。【金属晶体】：金属阳离子半径越小、所带电荷数越多，金属键越___，熔沸点越___。强高【分子晶体】：【分子晶体】：②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间力越大，熔沸点越______③式量相同，分子极性越大，熔沸点越_____①存在分子间氢键的比不存在氢键的熔沸点____高高高H2OH2TeH2SeH2S四、熔、沸点的比较2、不同类型：1、根据状态：3、同种类型：【原子晶体】：半径越小，共价键越__，熔沸越__。强高____态＞____态＞____态固液气_____晶体＞_____晶体＞_____晶体原子离子分子强高【离子晶体】：离子半径越小、离子电荷越多，离子键越____，熔沸点越____。【金属晶体】：金属阳离子半径越小、所带电荷数越多，金属键越___，熔沸点越___。强高【分子晶体】：①有分子间氢键②相对分子质量越大③分子的极性越大熔沸点越___高1.氯化钠晶体：阴、阳离子的配位数是__,即每个Na+紧邻____个Cl-,这些Cl-构成的几何图形是__________；每个Na+与___个Na+等距离相邻。平均每个氯化钠晶胞含有____个Na+和____个Cl-。612五、几种典型晶体的空间结构6正八面体442.在氯化铯晶体中，每个Cl-(或Cs+)周围与之最接近且距离相等的Cs+(或Cl-)共有___个，这几个Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为；在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有___个，这几个Cs+(或Cl—)在空间构成的几何构型为_________；在氯化铯晶体中Cs+的配位数，Cl-的配位数为___；一个氯化铯晶胞含有____个Cs+和_____个Cl-。8立方体11886正八面体3.干冰晶体（1）二氧化碳分子的位置：二氧化碳分子位于：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（3）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4.金刚石属于晶体,这种晶体的特点是.金刚石中每个C原子与个C原子紧邻，由共价键构成最小环状结构中有个C原子.晶体中C原子个数与C-C键数之比为：41∶(4×1/2)=1∶2原子空间网状，无单个分子65.二氧化硅中每个Si与个O原子形成共价键,每个O与个Si原子形成共价键。在二氧化硅晶体中Si与O原子个数比为.平均每nmolSiO2晶体中含有Si-O键最接近______mol。4n421︰26.石墨属于晶体,是状结构,C原子呈杂化；晶体中每个C原子被个六边形共用,平均每个环占有个碳原子。晶体中碳原子数、碳环数和碳碳单键数之比为。晶体中存在的作用有：___________________322:1:3混合层sp2共价键、金属键和范德华力六、用均摊法确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式1.有下列离子晶体空间结构示意图：●为阳离子，○为阴离子。以M代表阳离子，N代表阴离子，写出A、B、C、D的化学式：A______，B_______，C_______，D_______。ABCDM4NMN2M3N8MN六、用均摊法确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式⑴处于顶点的粒子，同时为___个晶胞共有，每个粒子有_____属于晶胞；⑵处于棱上的粒子，同时为___个晶胞共有，每个粒子有_____属于晶胞。⑶处于面上的粒子，同时为___个晶胞共有，每个粒子有_____属于晶胞。⑷处于内部的粒子，______属于该晶胞。1/81/41/2完全8422、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示：顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是__________。Ti14C13二金属晶体的原子堆积模型思考：思考:金属原子排列在平面（二维空间）上的放置方式有几种?如果把金属晶体中的原子看成直径相等的球体,你能画出排列的示意图吗?金属原子排列在平面（二维空间）上的两种放置方式非密置层密置层配位数：4配位数：6O1234O123456观察思考:哪种排列方式原子周围的空隙最小？每种排列方式的配位数分别是多少？1简单立方堆积空间利用率:52%配位数:6观察思考:晶胞的形状是什么？每个晶胞含几个原子？每个原子的配位数是多少?其空间利用率如何？典型代表:只有Po2体心立方堆积观察思考:晶胞的形状是什么？每个晶胞含几个原子？每个原子的配位数是多少?空间利用率:68%典型代表:NaKFe配位数:8非密置层堆积：将上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离，每层均照此堆积简单立方堆积体心立方堆积由非密置层一层一层堆积而成3、六方最密堆积4、面心立方最密堆积金属晶体的两种最密堆积方式典型代表典型代表MgZnTiCuAgAu配位数12配位数12晶胞内含（）个原子2晶胞内含（）个原子4123456第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5位。(或对准2，4，6位，其结果是一样的)123456AB，关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。六方最密堆积的前视图ABABA第一种是将球竖直对准第一层的球123456每两层形成一个周期，即按ABABABAB‥‥‥的方式堆积，形成六方最密堆积。第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的2，4，6位，不同于AB两层的位置，这是C层。123456123456123456123456面心立方最密堆积的前视图ABCAABC每三层形成一个周期，即按ABCABCABC‥‥‥的方式堆积，形成面心立方最密堆积。ＡＢＡＣＢＡ六方最密堆积面心立方最密堆积金属晶体的两种最密堆积方式（密置层堆积）简单立方(钋)体心立方(钾型)面心立方(铜型)七.几种金属晶体的晶胞镁型上述四种堆积方式的配位数分别是:681212上述四种晶胞平均所含的粒子数分别为:1224简单立方(钋)体心立方(钾型)面心立方(铜型)七.几种金属晶体的晶胞镁型上述四种堆积方式的空间占有率分别是:52％68％74％74％PoNaKFeMgZnTiCuAgAu上述四种堆积方式的代表物质分别是:共价键（空间网状）离子键金属晶体离子晶体活泼金属与非金属分子间作用力金属键（金属阳离子、自由电子）共用电子对共价键分子离子三中三低三高熔沸点有的很高、有的较低分子晶体原子晶体原子得失电子1.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：231B化学式：A2、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巩固练习：3、现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞：(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶体中x与y的个数比是__________，乙中a与b的个数比是_______，丙晶胞中有_______个c离子，有___个d离子。4:31:144思考1.NaCl晶体中，每个Na+周围最近距离