高中化學(xué) 選修三 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

Chapter3晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2023/12/13(1)晶體自范性的本質(zhì):是晶體中粒子微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象.(2)晶體自范性的條件之一:生長速率適當(dāng).自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有(能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體沒有(不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)原子排列相對(duì)無序一、晶體與非晶體1.晶體與非晶體的區(qū)別2023/12/132.晶體形成的途徑熔融態(tài)物質(zhì)凝固.氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華).溶質(zhì)從溶液中析出.3.晶體的特性有規(guī)則的幾何外形有固定的熔沸點(diǎn)物理性質(zhì)(強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等）各向異性2023/12/13二.晶胞1.定義:晶體中重復(fù)出現(xiàn)的最基本的結(jié)構(gòu)單元體心立方簡單立方面心立方三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)2023/12/13立方晶胞體心：1面心：1/2棱邊：1/4頂點(diǎn)：1/8立方晶體中晶胞對(duì)質(zhì)點(diǎn)的占有率晶胞體內(nèi)的原子不與其他晶胞分享，完全屬于該晶胞

2023/12/13

石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如圖），試回答下列問題：（1）圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為____個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為____個(gè)。碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_______.練習(xí)一：2:3232023/12/13三.四種晶體的比較晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體晶體粒子陰、陽離子原子分子金屬陽離子、自由電子粒子間作用力離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力金屬鍵熔沸點(diǎn)硬度較高較硬很高很硬較低一般較軟一般較高，少部分低,一般較硬，少部分軟溶解性難溶解相似相溶導(dǎo)電情況固體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后導(dǎo)電不導(dǎo)電（除硅）一般不導(dǎo)電良導(dǎo)體2023/12/13離子晶體原子晶體分子晶體1.金屬氧化物（K2O、Na2O2）

2.強(qiáng)堿（NaOH、KOH、Ba(OH

)23.絕大多數(shù)的鹽類1.金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼2.SiC

、SiO2晶體、BN晶體1.大多數(shù)非金屬單質(zhì):X2,O2,H2,S8,P4,C60

（除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外）2.氣態(tài)氫化物:H2O,NH3,CH4,HX3.非金屬氧化物:CO2,SO2,NO2（除SiO2外）3.酸:H2SO4,HNO34.大多數(shù)有機(jī)物:乙醇，蔗糖（除有機(jī)鹽）2023/12/13晶體熔沸點(diǎn)高低的判斷⑴不同晶體類型的熔沸點(diǎn)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(diǎn)比較

①離子晶體：陰、陽離子電荷數(shù)越大，半徑越小熔沸點(diǎn)越高②原子晶體：原子半徑越小→鍵長越短→鍵能越大熔沸點(diǎn)越高③分子晶體：相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子的極性越大熔沸點(diǎn)越高組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體④金屬晶體：金屬陽離子電荷數(shù)越高，半徑越小熔沸點(diǎn)越高2023/12/13四、金屬晶體的原子堆積模型原子在二維平面上的兩種放置方式－非密置層和密置層非密置層配位數(shù)為４密置層配位數(shù)為６2023/12/13三維堆積－四種方式簡單立方堆積鉀型體心立方由非密置層一層一層堆積而成2023/12/13ＡＢＡＣＢＡ鎂型銅型金屬晶體的兩種最密堆積方式2023/12/13堆積模型典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡單立方Po52%6鉀型(

bcp)K68%8鎂型(hcp)Mg74%12銅型(ccp)Cu74%122023/12/13五.離子晶體NaCl和CsCl的晶胞2023/12/13

NaCl晶體每個(gè)Na+同時(shí)吸引6個(gè)Cl-每個(gè)Cl-同時(shí)吸引6個(gè)Na+2023/12/13在氯化銫晶體中，每個(gè)Cl-(或Cs+)周圍與之最接近且距離相等的Cs+(或Cl-)共有

；這幾個(gè)Cs+(或Cl-)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

；在每個(gè)Cs+周圍距離相等且最近的Cs+共有

；這幾個(gè)Cs+(或Cl-)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

；CsCl晶體8個(gè)立方體6個(gè)正八面體2023/12/13(1)幾何因素----正負(fù)離子的半徑比(r+/r-)(2)電荷因素----正負(fù)離子的電荷比CaF2

晶體中正離子配位數(shù)8,負(fù)離子配位數(shù)為

。TiO2晶體中正離子的配位數(shù)為6，負(fù)離子的配位數(shù)為多少？(3)鍵性因素----離子鍵的純粹程度r+/r-0.225－0.4140.414－0.7320.732－1.00配位數(shù)４６８1.離子晶體中離子的配位數(shù)的決定因素2023/12/132.晶格能1.晶格能:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣態(tài)正離子和氣態(tài)負(fù)離子形成1mol離子晶體所釋放的能量.2.影響晶格能的因素:(1)與正負(fù)離子電荷成正比(2)與核間距成反比(與半徑成反比)3.晶格能與離子晶體的物理性質(zhì):晶格能越大,離子晶體越穩(wěn)定,熔沸點(diǎn)越高、硬度越大.2023/12/13六、分子晶體的結(jié)構(gòu)類型Ⅰ范德華力-----分子密堆積條件：分子間作用力只是范德華力范圍：大多數(shù)分子晶體的結(jié)構(gòu)是干冰型2023/12/13OC3、干冰的晶體結(jié)構(gòu)示意圖干冰的晶體結(jié)構(gòu)模型每個(gè)分子周圍與它距離最近且相等的分子有多少個(gè)？問題：一個(gè)晶胞中含有幾個(gè)二氧化碳分子？2023/12/13干冰晶體結(jié)構(gòu)示意圖由此可見，每個(gè)二氧化碳分子周圍有12個(gè)二氧化碳分子。2023/12/13

在干冰型晶體中，平均每個(gè)晶胞（如圖）占有CO2分子的個(gè)數(shù)為____，與二氧化碳分子距離最近且相等的二氧化碳分子有

個(gè)。412總結(jié)：分子晶體中距離最近的微粒數(shù)2023/12/13分子晶體的結(jié)構(gòu)類型Ⅱ氫鍵-----分子間空隙大條件：分子間作用力除了范德華力

還有氫鍵冰的結(jié)構(gòu)2023/12/13冰晶體的結(jié)構(gòu)示意圖問題：每個(gè)水分子周圍與它距離最近且相等的水分子有多少個(gè)？2023/12/13

晶體中微粒的排列、個(gè)數(shù)及密度的計(jì)算

在氯化鈉晶體中，每個(gè)Na+周圍與之最接近且距離相等的Cl-共有

個(gè)；這幾個(gè)Cl-在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為

。6正八面體2023/12/13AD=CD=a/2AC=AB=每個(gè)CO2分子周圍有多少個(gè)與之最近且等距離的CO2分子？距離為多少？（設(shè)晶胞邊長為a）a12個(gè)2023/12/13

1987年2月，朱經(jīng)武（PaulChu）教授等發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧化合物在90K溫度下即具有超導(dǎo)性，若該化合物的結(jié)構(gòu)如右圖所示，則該化合物的化學(xué)式可能是（）

A.YBa2CuO7-XB.YBa2Cu2O7-X

C.YBa2Cu3O7-XD.YBa2Cu4O7-XCu8×(1/8)+8×(1/4)=31/81/4Ba

2Y1C2023/12/13金剛石和石墨最小的環(huán)為幾元環(huán)？碳碳鍵的鍵角為多少？

Wg石墨中碳原子數(shù)為＿碳環(huán)數(shù)為＿；；碳碳單鍵數(shù)為＿＿；三者之比為＿＿。(W/12)×1/2×NA(W/12)×NA(W/12)×3/2×N