專題二晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(第一輪復(fù)習(xí))

晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2012屆高三復(fù)習(xí)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》之1、概念：由陰陽離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。4、物質(zhì)類別：絕大部分的鹽、強(qiáng)堿、某些金屬氧化物都形成離子晶體。3、共同的物理性質(zhì)：具有較高的熔點和沸點，晶體不導(dǎo)電水溶液或熔融后能導(dǎo)電，質(zhì)地略硬而脆。2、結(jié)構(gòu)特點（1）陰陽離子有規(guī)則的排列（2）在晶體中，不存在單個分子（3）陰陽離子有確定的個數(shù)比一、離子晶體晶格能（符號為U）1、定義：拆開1摩爾離子晶體使之形成氣態(tài)離子時所吸收的能量。2、影響晶格能的大小的因素：（1）陰、陽離子所帶電荷的越多晶格能越大。（2）陰、陽離子的半徑越小，晶格能越大。（3）晶格能的作用晶格能越大：形成的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強(qiáng)）熔點越高；硬度越大。NaCl晶體每個Na+同時吸引幾個Cl-?每個Cl-同時吸引幾個Na+?每個Na+同時吸引6個Cl-每個Cl-同時吸引6個Na+NaCl的晶體結(jié)構(gòu)示意圖Cl-Na+思考:1、每個Na+同時吸引

個Cl-，每個Cl-同時吸引

個Na+，而Na+數(shù)目與Cl-數(shù)目之為

化學(xué)式為

2、根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有

Na+，有

個Cl-3、在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Na+有

個661：1NaCl44124、在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Cl-所圍成的空間結(jié)構(gòu)為

體5、已知氯化鈉的摩爾質(zhì)量為58.5g.mol-1,阿伏加德羅常數(shù)取6.02×1023mol-1,則食鹽晶體中兩個距離最近的Na+的核間距離最接近下面四個數(shù)據(jù)中的哪一個.()A、3.0×10-8cmB、3.5×10-8cmC、4.0×10-8cmD、5.0×10-8cmC正八面CsCl的晶體結(jié)構(gòu)示意圖思考1、每個Cs+同時吸引

個Cl-，每個Cl-同時吸引

個Cs+，而Cs+數(shù)目與Cl-數(shù)目之為

化學(xué)式為2、根據(jù)氯化銫的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有

Cs+，有

個Cl-3、在每個Cs+周圍與它最近的且距離相等的Cs+有

個881：1CsCl116練習(xí)1

某離子晶體的結(jié)構(gòu)（局部如圖），X位于立方體的頂點，Y位于立方體的中心，則該晶體的化學(xué)式是X:Y=1/8×4:1=1:2XY(XY2或Y2X)1、概念：

分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體。2、結(jié)構(gòu)特點：（1）在晶體中存在單個分子（2）分子有規(guī)則地排列（3）分子之間作用力較弱二、分子晶體4、物質(zhì)類別：室溫下所有的氣態(tài)物質(zhì)、易揮發(fā)的液體，在一定條件下，都可形成分子晶體。此外，易熔化、易升華的固體也都是分子晶體。包括大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、酸、非金屬氧化物、絕大多數(shù)有機(jī)物。3、共同的物理性質(zhì)：

一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。但有些分子晶體溶于水后溶液可以導(dǎo)電。一般硬度較小，具有較低的熔點和沸點，并有較大的揮發(fā)性，易溶于非極性溶劑。二氧化碳晶體干冰晶體結(jié)構(gòu)示意圖由此可見，每個二氧化碳分子周圍有12個二氧化碳分子。一、分子間作用力

１.概念：分子間存在著將分子聚集在一起的作用力，這種作用力稱為分子間作用力。

3.類型：

常見的分子間作用力:范德華力和氫鍵

2.實質(zhì)：

分子間作用力是一種靜電作用，但比化學(xué)鍵弱得多化學(xué)鍵分子間作用力概念作用范圍作用力強(qiáng)弱

影響的性質(zhì)相鄰的原子間強(qiáng)烈的相互作用把分子聚集在一起的作用力分子內(nèi)原子間分子之間主要影響化學(xué)性質(zhì)主要影響物理性質(zhì)（如熔沸點）化學(xué)鍵與分子間作用力的比較弱（幾到幾十kJ/mol)強(qiáng)（120～800kJ/mol)HCl分子中，H－Cl鍵能為431kJ/mol,

HCl分子間，分子間的作用力為21kJ/mol。二、范德華力1.存在：范德華力普遍存在固體、液體、和氣體分子間2.方向性與飽和性：范德華力一般沒有方向性和飽和性，只要分子周圍空間準(zhǔn)許，當(dāng)氣體分子凝聚時，它總是盡可能吸引更多的其它分子3.影響范德華力的因素影響范德華力的因素很多：分子的大小、分子的空間構(gòu)型、分子中的電荷分布情況4.范德華力與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系對于分子構(gòu)成的物質(zhì)，范德華力影響物質(zhì)的熔、沸點、溶解度(相似相溶原理）例：氧氣在水中的溶解度比氮氣大，原因是氧分子與水分子之間的范德華力大分子間作用力對物質(zhì)的熔點、沸點的影響

組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，克服分子間作用力使物質(zhì)熔化和氣化就需要更多的能量，熔、沸點越高。三、氫鍵1.氫鍵的形成過程在水分子中的O—H中，共用電子對強(qiáng)烈的偏向氧原子，使得氫原子幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，其顯正電性，它能與另一個水分子中氧原子的孤電子對產(chǎn)生靜電作用，從而形成氫鍵。水分子間形成的氫鍵2.氫鍵的形成條件：氫原子與電負(fù)性大而原子半徑小的非金屬元素原子，如氟、氧、氮原子3.氫鍵的表示方法：X——H···Y化學(xué)鍵氫鍵強(qiáng)烈、距離近微弱、距離遠(yuǎn)Ｘ、Ｙ兩原子可以相同５.氫鍵的類型：(1).分子間氫鍵(2).分子內(nèi)氫鍵F——H····F——HOOHCOH4.氫鍵的方向性與飽和性：氫鍵具有方向性與飽和性６.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1).氫鍵對物質(zhì)溶、沸點的影響分子間氫鍵增大了分子間的作用力使物質(zhì)的溶、沸點升高。所以對羥基苯甲酸高于鄰羥基苯甲酸(2).氫鍵物質(zhì)溶解性的影響分子間存在氫鍵使得溶質(zhì)分子和溶劑分子間的作用力增大，溶質(zhì)在溶劑中的溶解度增大。例乙醇與水任意比互溶三、原子晶體1、概念：相鄰原子間以共價鍵結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2、結(jié)構(gòu)特點（1）在晶體中，不存在單個分子（2）原子通過共價鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

4、物質(zhì)類別：一些特殊的單質(zhì)（碳、硅等）和化合物（二氧化硅和碳化硅等）都是原子晶體。3、共同的物理性質(zhì)：

很高的熔、沸點，不導(dǎo)電，硬度大，難溶于常見溶劑。109o28′金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖返回共價鍵二氧化硅晶體180o109o28′Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價鍵石墨1、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點為什么很高（高于金剛石）？3、石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價鍵（大π鍵），故熔沸點很高。石墨為混合鍵型晶體。石墨晶體——過渡型晶體或混合型晶體石墨晶體屬于過渡型(混合型）晶體，每一個C原子與三個C原子以共價鍵相連，但分子間又存在分子間作用力。4.共價鍵的成鍵特征飽和性、方向性只有成鍵原子中自旋方向相反的未成對電子才能形成共用電子對。因為S軌道是球形對稱的，所以S軌道與S軌道形成的共價鍵沒有方向性。是不是所有的共價鍵都具有方向性？問題：σ鍵：“頭碰頭”Xs—sXpx—sXpx—px原子軌道沿核間連線重疊(即頭碰頭方式)形成的共價鍵,叫σ鍵.

π鍵：“肩并肩”XZZpZ—pZ原子軌道在核間連線兩側(cè)進(jìn)行重疊(即采用肩并肩)方式形成的共價鍵,叫π鍵.σ鍵的類型π鍵的類型有機(jī)物中的共價鍵1、C–H是σ鍵。2、C—C是σ鍵。3、C=C一個σ鍵，一個π鍵。4、C≡Ｃ一個σ鍵，兩個π鍵。有機(jī)物分子中碳原子之間形成的σ鍵比較穩(wěn)定不容易斷裂，π鍵比較容易斷裂。二、非極性鍵和極性鍵非極性鍵極性鍵非極性鍵：兩個成鍵原子吸引電子的能力相同，共用電子對不發(fā)生偏移，這樣的共價鍵叫做非極性共價鍵，簡稱非極性鍵。極性鍵：兩個成鍵原子吸引電子的能力不同，共用電子對發(fā)生偏移，這樣的共價鍵叫做極性共價鍵，簡稱極性鍵。同種元素的原子之間形成的共價鍵一定是非極性鍵；不同種元素的原子之間形成的共價鍵一定是極性鍵。判斷非極性鍵和極性鍵的依據(jù)：

四、金屬晶體1、概念：通過金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)的相互作用形成的晶體。4、物質(zhì)類別：金屬單質(zhì)、合金都是金屬晶體。3、共同的物理性質(zhì)：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。在金屬晶體中，金屬陽離子半徑越小，電荷數(shù)越大，金屬鍵越強(qiáng)，該金屬的熔點越高。2、結(jié)構(gòu)特點：（1）在晶體中，不存在單個分子（2）金屬陽離子被自由電子所包圍

金屬鍵：在金屬晶體中，金屬陽離子和自由電子之間的較強(qiáng)的相互作用。

金屬單質(zhì)中金屬原子之間怎樣結(jié)合的？

二、金屬的結(jié)構(gòu)

組成粒子：金屬陽離子和自由電子金屬原子脫落來的價電子形成遍布整個晶體的“自由流動的電子”,被所有原子所共用，從而把所有的原子維系在一起。2.金屬鍵:(在金屬晶體中，金屬陽離子和自由電子之間的較強(qiáng)的相互作用)這是化學(xué)鍵的又一種類型。無方向性、無飽和性自由電子被許多金屬離子所共有，即被整個金屬所共有

；無方向性、飽和性

3.成鍵特征：【討論1】金屬為什么易導(dǎo)電？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一定方向的，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(dǎo)電。三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系【討論2】金屬為什么易導(dǎo)熱？

金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運動時與金屬離子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(dá)到相同的溫度。

金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂?！居懻?】金屬為什么具有較好的延展性？金屬的延展性自由電子+金屬離子金屬原子位錯+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++4、金屬晶體結(jié)構(gòu)具有金屬光澤和顏色由于自由電子可吸收所有頻率的光，然后很快釋放出各種頻率的光，因此絕大多數(shù)金屬具有銀白色或鋼灰色光澤。而某些金屬（如銅、金、銫、鉛等）由于較易吸收某些頻率的光而呈現(xiàn)較為特殊的顏色。當(dāng)金屬成粉末狀時，金屬晶體的晶面取向雜亂、晶格排列不規(guī)則，吸收可見光后輻射不出去，所以成黑色。面心立方體心立方簡單立方金屬晶體的基本堆積模型六方堆積

體心立方晶格：K;Rb;Li;Na;Cr;W;Fe等面心立方緊堆晶格：Sr;Ca;Pb;Ag;Au;Al;Cu;Ni等六方緊堆晶格：Mg;Co;Ti;Hf;Cd;La;Zr;Y等小結(jié)1離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體晶體微粒微粒間作用熔化或氣化陰陽離子分子原子金屬陽離子和自由電子離子鍵分子間作用力或氫鍵共價鍵金屬鍵破壞離子鍵只削弱分子間作用力或氫鍵，不破壞微粒內(nèi)部的化學(xué)鍵破壞共價鍵破壞金屬鍵小結(jié)2離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體微粒內(nèi)部可能含有的化學(xué)鍵及實例極性鍵：OH-非極性鍵：O22-極性鍵和配位鍵：NH4+等不含化學(xué)鍵：He、Ne非極性鍵：H2、Cl2、N2極性鍵：H2O、NH3、CH4、CO2兼有極性鍵和非極性鍵：H2O2、C2H2小結(jié)3：晶型的變化（以第三周期為例）單質(zhì)NaMgAlSiPS8Cl2Ar熔點℃97.8651660141044112.8-101-189.2沸點℃989.8110724672355280444.6-34.6-185.7晶型氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7熔點℃9202820202717002416.9-91.5晶型金屬晶體原子晶體分子晶體離子晶體原子晶體分子晶體小結(jié)4：晶體熔沸點高低的判斷⑴不同晶體類型的熔沸點比較一般：原子晶體>離子晶體>分子晶體（有例外）⑵同種晶體類型物質(zhì)的熔沸點比較①離子晶體：組成相似的離子晶體陰、陽離子半徑和越小熔沸點越高②原子晶體：原子半徑越小→鍵長越短→鍵能越大熔沸點越高③分子晶體：相對分子質(zhì)量越大熔沸點越高組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體④金屬晶體：金屬陽離子半徑越小，電荷數(shù)越高熔沸點越高晶體類型的判斷從組成上判斷（僅限于中學(xué)范圍）：有無金屬離子？(有：離子晶體)是否屬于“四種原子晶體”？以上皆否定，則多數(shù)是分子晶體。從性質(zhì)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(dǎo)電性。(導(dǎo)電：離子晶體)第二節(jié)晶體中微粒的排列、個數(shù)及密度的計算在氯化鈉晶體中，每個Na+周圍與之最接近且距離相等的Cl-共有

個；這幾個Cl-在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

。6正八面體NaCl的晶體結(jié)構(gòu)示意圖下一頁Cl-Na+在氯化銫晶體中，每個Cl-(或Cs+)周圍與之最接近且距離相等的Cs+(或Cl-)共有

；這幾個Cs+(或Cl-)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

；在每個Cs+周圍距離相等且最近的Cs+共有

；這幾個Cs+(或Cl-)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

；CsCl晶體8個立方體6個正八面體CsCl的晶體結(jié)構(gòu)示意圖返回干冰晶體結(jié)構(gòu)示意由此可見，每個二氧化碳分子周圍有12個二氧化碳分子。體心1面心棱頂點三.晶胞中原子個數(shù)的計算體心：1面心:1/2頂點:1/8棱邊:1/42、若如右圖六棱柱狀晶胞，頂端原子一般只計算

1/6

棱邊原子一般只計算

1/4

面上原子一般只計算

1/2

內(nèi)部原子一般計算成

1

若此晶胞所有原子相同，則此晶胞中含

6

個原子。晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元，在上述NaCl晶胞中，Na+和Cl-的個數(shù)分別是多少？Na+數(shù)=1+12×1/4=4;Cl-數(shù)=8×1/8+6×1/2=4⑴處于頂點的離子，