化學竟賽晶 體 結 構

K2Cr2O7晶體KNO3晶體1晶體的類型與性質

2一、離子晶體

強堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。

屬于離子晶體物質構成粒子：例如:

Na2ONa2O2KOHNaOHNaClCsClK2SO4NH4Cl

陰陽離子相互作用：離子鍵離子間通過離子鍵結合而成的晶體。.3無單個分子存在。熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。水溶液或者熔融狀態(tài)下均導電。強堿、部分金屬氧化物、絕大部分鹽類。

3.離子晶體的特點4Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+食鹽(晶體)的形成——以離子鍵結合返回5Na+食鹽的晶體結構圖Cl-6Na+Cl-123546可見：在NaCl晶體中，鈉離子、氯離子按一定的規(guī)律在空間排列成立方體。每個鈉離子周圍同時吸引著6個氯離子，每個氯離子也同時吸引著6個鈉離子。2354617CsCl晶體89

根據(jù)離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個數(shù)比的方法。在晶體結構中最小重復單位叫晶胞。10有1/8屬于該晶胞有1/4屬于該晶胞有1/2屬于該晶胞完全屬于該晶胞11A:B:C=1:1:3ACB12確定化學式ABA2B13ABAB14ABA2BC2C15小結：

立方體晶胞中各位置上粒子總數(shù)的計算方法分別是：頂角上的粒子總數(shù)=1/8×頂角粒子數(shù)棱上的粒子總數(shù)面心上的粒子總數(shù)=1/4×棱上粒子數(shù)=1/2×面心粒子數(shù)體心上的粒子總數(shù)=1×體心粒子數(shù)16

在高溫超導領域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶體結構中有代表性的最小單位結構如圖所示試回答：

(1)在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個?

(2)在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個數(shù)比是多少?17研究離子晶體，?？疾煲砸粋€離子為中心時，其周圍不同距離的離子對它的吸引或排斥的靜電作用力。設氯化鈉晶體中鈉離子跟離它最近的氯離子之間的距離為d，以鈉離子為中心，則：

(1)第二層離子有

個，離中心離子的距離為

d，它們是

離子。

(2)已知在晶體中Na＋離子的半徑為116pm，Cl－離子的半徑為167pm，它們在晶體中是緊密接觸的。求離子占據(jù)整個晶體空間的百分數(shù)。

(3)納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例極大，這是它的許多特殊性質的原因，假設某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰等于氯化鈉晶胞的大小和形狀，求這種納米顆粒的表面原子占總原子數(shù)的百分比。

(4)假設某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長為氯化鈉晶胞邊長的10倍，試估算表面原子占總原子數(shù)的百分比。18二、原子晶體原子間通過共價鍵結合而成的具有空間網(wǎng)狀結構的晶體。金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。

屬于原子晶體物質原子晶體的特點晶體中無單個分子存在。SiO2是化學式不是分子式，Si和O原子個數(shù)比1∶2。熔沸點很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。不導電。19金剛石的晶體結構20金剛石晶體結構模型21二氧化硅晶體結構二氧化硅中Si－O鍵夾角為109☉28‘22SiO2平面結構SiO2最小的環(huán)有幾個原子組成？白球表示硅原子12個231.⑴金剛石晶體中的碳原子數(shù)與C-C化學鍵數(shù)的比是

。

⑵nmolSiO2中含有的Si—O鍵為

mol

242．如圖所示，晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體，其中含有20個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個頂角上各有一個原子，觀察圖形回答：這個基本單元由

個硼原子組成，鍵角是

，共含有

個B—B鍵。1260o3025三、分子晶體分子間通過分子間作用力結合成的晶體。

分子間作用力：把分子聚集在一起的作用力。又稱范德瓦耳斯力。分子間作用力的特點比化學鍵弱得多，它對物質的熔點、沸點有影響。鍵能一般為:120kJ/mol~800kJ/mol分子間作用力約幾個~數(shù)十個kJ/mol26

對于組成與結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越大，其熔沸點也越高。一般規(guī)律：分子晶體的特點有單個分子存在；化學式就是分子式。熔沸點較低，硬度較小。固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不導電。27

稀有氣體、多數(shù)非金屬單質、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物、含氧酸、部分鹽類、大多數(shù)有機物等。

屬于分子晶體物質例如:HeI2

C60

H2OCO2

H2SO4

AlCl3

C12H22O11

28HFδ+δ-HFδ-δ+HFδ-δ+

氫鍵

29水分子間形成的氫鍵30氫鍵的基本特征

它比化學鍵弱而比分子間作用力強，其鍵能約在10~40kJ·mol-1。

是一種存在于分子之間也存在于分子內的作用力。氫鍵的形成條件表示方法：在形成氫鍵的兩原子間用·

·

·

表示分子中有氫原子和得電子能力強的原子。如：N、O、F31

除了分子間氫鍵外，還有分子內氫鍵。例如，硝酸的分子內氫鍵使其熔、沸點較低。32干冰的晶體結構圖(一)返回33干冰的晶體結構圖(二)返回可見:每個二氧化碳分子周圍有

個二氧化碳分子123435石墨的晶體結構圖36層間為分子間力37

同一層：C－C鍵長為142pm，C原子與周圍三個C原子形成共價鍵，鍵角為1200。層與層間：距離為340pm，靠分子間力結合起來。石墨晶體既有共價鍵，又有分子間作用力，是過渡型或混合型晶體。38石墨晶體中每一層為正六邊形的平面網(wǎng)狀結構,則每個正六邊形占有多少個碳原子?多少個C-C鍵?39石墨為什么很軟？

石墨為層狀結構，各層之間是以分子間作用力相結合，容易滑動，所以硬度很小。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結構，同層碳原子之間以較強的共價鍵結合，所以熔沸點很高。石墨的熔沸點為什么很高？40四、金屬晶體

通過金屬離子與自由電子之間的較強作用形成的晶體。

金屬離子與自由電子之間的較強作用就是金屬鍵

金屬晶體容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等41

金屬導電的原因：

在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發(fā)生定向運動，因而形成電流，所以金屬容易導電。金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯(lián)系42金屬的延展性自由電子+金屬離子金屬原子外力+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++43金屬導熱的原因

金屬容易導熱，是由于自由電子運動時與金屬離子發(fā)生碰撞，把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。44金屬晶體中粒子的排列方式常見的有三種：體心立方堆積面心立方密堆積六方密堆積45體心立方晶胞中金屬原子的空間利用率()

(2)原子半徑r與晶胞邊長a

的關系：

勾股定理：2a

2+a

2=(4r)2

底面對角線平方垂直邊長平方斜邊平方

得：(3)

=晶胞含有原子的體積/晶胞體積100%

=(1)計算每個晶胞含有幾個原子:1+8×1/8=246面心立方晶胞的空間利用率晶胞邊長為a，原子半徑為r.據(jù)勾股定理：a2+a2=(4r)2a=2.83r每個面心立方晶胞含原子數(shù)目：

81/8+6?=48個頂點各1個原子，為8個晶胞共享；

6個面心，各1個原子，為2個晶胞共享.%=(44/3r3)/a3=(44/3r3)/(2.83r)

3100%=74%47四種晶體類型及性質的比較晶體類型構成的微粒微粒間的作用含化學鍵情況熔化需克服的作用固體導電情況熔化時導電情況離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體陰、陽離子原子分子金屬陽離子、自由電子離子鍵共價鍵分子間作用力

(氫鍵)金屬鍵一定有離子鍵，可能有共價鍵含有極性鍵或非極性鍵含有共價鍵或不含任何化學鍵金屬鍵離子鍵共價鍵分子間作用力金屬鍵不導電除半導體外不導電不導電導電導電導電不導電除半導體外不導電48晶型的判斷1．從組成上判斷(僅限于中學范圍)：化合物有無活潑金屬或銨根(有，則多為離子晶體)是否屬于四種常見的原子晶體是否為金屬單質

以上皆否定，則多數(shù)是分子晶體2．從性質上判斷：熔沸點和硬度(高：原子晶體；中：離子晶體；低：分子晶體)熔融狀態(tài)的導電性(導電：離子晶體)

49已知下列晶體的熔點：NaCl801℃AlF31291℃

AlCl3190℃BCl3107℃Al2O3

2045℃

CO2-56.6℃SiO21723℃

據(jù)此判斷下列說法錯誤的是（）

A．元素和鋁組成的晶體中有的是離子晶體

B．以上給出的物質中只有BCl3和CO2是分子晶體

C．同族元素的氧化物可以形成不同類型的晶體

D．不同族元素的氧化物可以形成相同類型的晶體B50

熔沸點的比較：1．同種晶體：相互作用越強，熔沸點越高。離子晶體：離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，

離子鍵越強，熔沸點越高分子晶體：組成和結構相似的物質，相對分子質

量越大，分子間作用力越強，熔沸點越高(如分子間形成氫鍵，則熔沸點更高)原子晶體：原子半徑越小，共價鍵越強，熔沸點越高金屬晶體：主族金屬陽離子電荷數(shù)越多，離子半徑越小，金屬鍵越強，熔沸點越高512．不同種晶體：原子晶體>離子晶體>分子晶體

金屬晶體可高可低

3．常溫下物質的狀態(tài)：固態(tài)>液態(tài)>氣態(tài)52下列各物質中，按熔點由低到高排列正確的是()

A．O2、I2、Hg、MgCl2

B．CO2、KCl、NaCl、SiO2

C．Na、K、Rb、Cs

D．H2O、H2S、H2Se、KCl53三種典型的離子晶體NaCl型晶胞中離子的個數(shù)：面心立方(紅球－Na+,綠球－Cl-)有關晶體的計算配位比：6:654CsCl型晶胞中離子的個數(shù)：(紅球－Cs+,

綠球－Cl-)簡單立方配位比：8:855晶胞中離子的個數(shù)：ZnS型(立方型)面心立方(紅球－Zn2+,

綠球－S2-)配位比：4:4564.1996年諾貝化學獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻的三位科學家。C60分子是形如球狀的多面體(如圖),該結構的建立基于以下考慮:①C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵;②C60分子只含有五邊形和六邊形;③多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系，遵循歐拉定理:

頂點數(shù)＋面數(shù)－棱邊數(shù)＝2

據(jù)上所述,可推知C60分子有

12個五邊形和20個六邊形,C60分子所含的雙鍵數(shù)為30。請回答下列問題:57(1)固體C60與金剛石相比較,熔點較高者應是______,理由是:_______________.

(2)試估計C60跟F2在一定條件下,能否發(fā)生反應生成C60F60(填“可能”或“不可能”)

，并簡述其理由：

。

(3)通過計算，確定C60分子所含單鍵數(shù)。

C60分子所含單鍵數(shù)為_______________.

(4)C70分子也已制得,它的分子結構模型可以與C60同樣考慮而推知.通過計算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目.C70分子中所含五邊形數(shù)為_____,六邊形數(shù)為______。585.NiO晶體為NaCl型結構,將它在氧氣中加熱,部