選修3晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì).ppt

1、第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 復(fù)習(xí)課,2、特點(diǎn)和性質(zhì)： （1）結(jié)構(gòu)特性晶體有自范性 （2）晶體具有各向異性（強(qiáng)度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)） （3）晶體具有固定的熔點(diǎn),3、晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別：構(gòu)成固體的粒子在三維空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列,1、定義：晶體具有規(guī)則幾何外形的固體 非晶體沒有規(guī)則幾何外形的固體,一、晶體和非晶體,或：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間呈周期性重復(fù)排列的固體。,天然水晶球里的瑪瑙和水晶,4、晶體自范性的條件之一是生長(zhǎng)的速率適當(dāng),熔融的二氧化硅快速冷卻得到瑪瑙非晶體,熔融的二氧化硅緩慢冷卻得到水晶晶體,一、晶體的常識(shí),晶體與非晶體比較,有,無,呈周期性有序排列,無序排列,有,有,無,

2、無,凝固 凝華 結(jié)晶,X-射線衍射實(shí)驗(yàn),二、四類晶體的比較,陰陽離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體,原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,分子間以分子間作用力相結(jié)合形成的晶體,金屬陽離子與自由電子通過金屬鍵結(jié)合而形成的晶體,陰陽離子,原子,分子,金屬陽離子和自由電子,二、四類晶體的比較,肯定有離子鍵可能有共價(jià)鍵,共價(jià)鍵,分子間：范德華力 分子內(nèi)：共價(jià)鍵,金屬鍵,無,無分子,是巨大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),有分子,無,共價(jià)鍵,無,氫鍵,無,斷開離子鍵、共價(jià)鍵一般不斷開,斷鍵,不斷鍵,減弱,大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿、 活潑金屬 氧化物,金剛石、Si、SiO2、SiC、B,非金屬氫化物、非金屬氧化物、非金屬單質(zhì)、酸、多數(shù)有

3、機(jī)物,金屬單質(zhì)和合金,三、四類晶體性質(zhì)的比較,離子晶體,分子晶體,金屬晶體,原子晶體,晶體粒子,粒子間作用,硬 度,熔、沸點(diǎn),溶解性,導(dǎo)電性,陰、陽離子,分子,原子,金屬離子、自由電子,金屬鍵,離子鍵,分子間作用力,共價(jià)鍵,較大,較小,很大,一般較大，部分小,較高,較低,很高,有高有低,易溶于極性溶劑,相似相溶,難溶,難溶，有些可與水反應(yīng),熔化或溶于水能導(dǎo)電,不易導(dǎo)電,不易導(dǎo)電,良導(dǎo)體 （導(dǎo)電傳熱）,二、幾種微粒間作用力,無,有,有,無,無,有,有,無,1、C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度，原子間均以單鍵結(jié)合，下列關(guān)于C3N4晶體的說法正確的是 ( ) A. 是分子晶體 B. 粒子間通

4、過離子鍵結(jié)合 C. 每個(gè)C原子與4個(gè)N原子連接，每個(gè)N原子與3個(gè) C原子連接 D.該晶體不可以做耐磨材料 2、氮化硅是一種新型耐高溫耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛用途，它屬于 ( ) A原子晶體 B分子晶體 C金屬晶體 D離子晶體,A,C,3、下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是 ( ) A . SO2 和 SiO2 B . CO2 和 H2O C . NaCl 和 HCl D . CCl4 和 KCl,B,四、熔、沸點(diǎn)的比較,1.關(guān)于晶體熔點(diǎn)的下列說法正確的是_ A.金屬晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體的熔點(diǎn)高 B.原子晶體的熔點(diǎn)一定比分子晶體的熔點(diǎn)高 C.原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體

5、的高 D.分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低 2.下列各物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由高到低的順序排列的是_ AH2O H2Te H2Se H2S BNaClKClLiClCsCl CRbKNaLi D金剛石晶體硅碳化硅 EHgNaClCO2 F 水晶干冰食鹽,B,A,四、熔、沸點(diǎn)的比較,2、不同類型：,_晶體_晶體_晶體,1、根據(jù)狀態(tài)：,_態(tài)_態(tài)_態(tài),NaClHgCO2,水晶食鹽干冰,固,液,氣,原子,離子,分子,四、熔、沸點(diǎn)的比較,2、不同類型：,1、根據(jù)狀態(tài)：,3、同種類型：,原子晶體：,原子晶體共價(jià)鍵強(qiáng)弱成鍵原子半徑,原子半徑越小，共價(jià)鍵越_，熔沸越_。,強(qiáng),高,_態(tài)_態(tài)_態(tài),固,液,氣,_晶體_晶體

6、_晶體,原子,離子,分子,金剛石碳化硅晶體硅,四、熔、沸點(diǎn)的比較,2、不同類型：,1、根據(jù)狀態(tài)：,3、同種類型：,【原子晶體】：,半徑越小，共價(jià)鍵越_，熔沸越_。,強(qiáng),高,_態(tài)_態(tài)_態(tài),固,液,氣,_晶體_晶體_晶體,原子,離子,分子,離子電荷數(shù)越多， 離子半徑越小，,強(qiáng),高,【離子晶體】：,離子晶體晶格能離子鍵強(qiáng)弱離子半徑、離子電荷,LiClNaClKClCsCl,四、熔、沸點(diǎn)的比較,2、不同類型：,1、根據(jù)狀態(tài)：,3、同種類型：,【原子晶體】：,半徑越小，共價(jià)鍵越_，熔沸越_。,強(qiáng),高,_態(tài)_態(tài)_態(tài),固,液,氣,_晶體_晶體_晶體,原子,離子,分子,強(qiáng),高,【離子晶體】：,離子半徑越小、離

7、子電荷越多，離子鍵越_，熔沸點(diǎn)越_。,【金屬晶體】：,金屬晶體金屬鍵強(qiáng)弱金屬陽離子半徑、所帶電荷數(shù),金屬陽離子電荷數(shù)越多， 離子半徑越小，,金屬鍵越_， 熔沸點(diǎn)越_,強(qiáng),高,Li Na K Rb,四、熔、沸點(diǎn)的比較,2、不同類型：,1、根據(jù)狀態(tài)：,3、同種類型：,【原子晶體】：,半徑越小，共價(jià)鍵越_，熔沸越_。,強(qiáng),高,_態(tài)_態(tài)_態(tài),固,液,氣,_晶體_晶體_晶體,原子,離子,分子,強(qiáng),高,【離子晶體】：,離子半徑越小、離子電荷越多，離子鍵越_，熔沸點(diǎn)越_。,【金屬晶體】：,金屬陽離子半徑越小、所帶電荷數(shù)越多，金屬鍵越_，熔沸點(diǎn)越_。,強(qiáng),高,【分子晶體】：,【分子晶體】：,組成和結(jié)構(gòu)相似的分

8、子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間力越大，熔沸點(diǎn)越_,式量相同，分子極性越大，熔沸點(diǎn)越_,存在分子間氫鍵的比不存在氫鍵的熔沸點(diǎn)_,高,高,高,H2O H2Te H2Se H2S,四、熔、沸點(diǎn)的比較,2、不同類型：,1、根據(jù)狀態(tài)：,3、同種類型：,【原子晶體】：,半徑越小，共價(jià)鍵越_，熔沸越_。,強(qiáng),高,_態(tài)_態(tài)_態(tài),固,液,氣,_晶體_晶體_晶體,原子,離子,分子,強(qiáng),高,【離子晶體】：,離子半徑越小、離子電荷越多，離子鍵越_，熔沸點(diǎn)越_。,【金屬晶體】：,金屬陽離子半徑越小、所帶電荷數(shù)越多，金屬鍵越_，熔沸點(diǎn)越_。,強(qiáng),高,【分子晶體】：,有分子間氫鍵 相對(duì)分子質(zhì)量越大 分子的極性越大,熔沸點(diǎn)

9、越_,高,1.氯化鈉晶體： 陰、陽離子的配位數(shù)是_,即每個(gè)Na+緊鄰_個(gè)Cl-, 這些Cl-構(gòu)成的幾何圖形是_；每個(gè)Na+與_個(gè)Na+等距離相鄰。平均每個(gè)氯化鈉晶胞含有 _個(gè)Na+和_ 個(gè)Cl-。,6,12,五、幾種典型晶體的空間結(jié)構(gòu),6,正八面體,4,4,2.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_個(gè)，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_個(gè)，這幾個(gè)Cs+ (或Cl)在空間構(gòu)成的幾何構(gòu)型為_；在氯化銫晶體中Cs+的配位數(shù) ，Cl-的配位數(shù)為_；一個(gè)氯化銫晶胞含有_個(gè)Cs+和_個(gè)Cl-

10、。,8,立方體,1,1,8,8,6,正八面體,3.干冰晶體,（1）二氧化碳分子的位置：,二氧化碳分子位于：面心和頂點(diǎn),（2）每個(gè)晶胞含二氧化碳分子的個(gè)數(shù),二氧化碳分子的個(gè)數(shù)： 4 個(gè),（3）與每個(gè)二氧化碳分子等距離且最近的二氧化 碳分子有幾個(gè)？,12個(gè),4.金剛石屬于 晶體,這種晶體的特點(diǎn) 是 .金剛石中每個(gè)C原子與 個(gè)C原子緊鄰， 由共價(jià)鍵構(gòu)成最小環(huán)狀結(jié)構(gòu)中有個(gè) C原子.晶體中C原子個(gè)數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為：,4,1(41/2)=12,原子,空間網(wǎng)狀，無單個(gè)分子,6,5.二氧化硅中每個(gè)Si與 個(gè)O原子形成共價(jià)鍵,每個(gè)O與 個(gè)Si原子形成共價(jià)鍵。在二氧化硅晶體中Si與O原子個(gè)數(shù)比為 .平均每n

11、mol SiO2晶體中含有Si-O鍵最接近_ mol。,4n,4,2,12,6.石墨屬于 晶體,是 狀結(jié)構(gòu), C原子呈 雜化；晶體中每個(gè)C原子被 個(gè)六邊形共用,平均每個(gè)環(huán)占有 個(gè)碳原子。 晶體中碳原子數(shù)、碳環(huán)數(shù)和碳碳單鍵數(shù)之比為 。 晶體中存在的作用有： _,3,2,2:1:3,混合,層,sp2,共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華力,六、用均攤法確定晶胞所含粒子數(shù)和晶體的化學(xué)式,1.有下列離子晶體空間結(jié)構(gòu)示意圖：為陽離子，為陰離子。以M代表陽離子，N代表陰離子，寫出A、B、C、D的化學(xué)式：A_，B_，C_，D_。,A B C D,M4N,MN2,M3N8,MN,六、用均攤法確定晶胞所含粒子數(shù)和晶體的化學(xué)式

12、,處于頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為_個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有_屬于晶胞；,處于棱上的粒子，同時(shí)為_個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有_屬于晶胞。,處于面上的粒子，同時(shí) 為_個(gè)晶胞共有，每個(gè) 粒子有_屬于晶胞。,處于內(nèi)部的粒子， _屬于該晶胞。,1/8,1/4,1/2,完全,8,4,2,2、最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如右圖所示：頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是_。,Ti14C13,二 金屬晶體的原子堆積模型,思考：,思考:金屬原子排列在平面（二維空間）上的放置方式有幾種?如果把金屬晶體中的原子看成直徑相等的球體,你能畫出排列的示意圖嗎?,金屬原子排列在平面（二維

13、空間）上的兩種放置方式,非密置層,密置層,配位數(shù)：4,配位數(shù)： 6,O,1,2,3,4,O,1,2,3,4,5,6,觀察思考:哪種排列方式原子周圍的空隙最?。棵糠N排列方式的配位數(shù)分別是多少？,1簡(jiǎn)單立方堆積,空間利用率:52%,配位數(shù):,6,觀察思考:晶胞的形狀是什么？每個(gè)晶胞含幾個(gè)原子？每個(gè)原子的配位數(shù)是多少?其空間利用率如何？,典型代表:只有Po,2體心立方堆積,觀察思考:晶胞的形狀是什么？每個(gè)晶胞含幾個(gè)原子？每個(gè)原子的配位數(shù)是多少?,空間利用率:68%,典型代表:Na K Fe,配位數(shù):,8,非密置層堆積：將上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中，并使非密置層的原子稍稍分離，每層均照

14、此堆積,簡(jiǎn)單立方堆積,體心立方堆積,由非密置層一層一層堆積而成,3、六方最密堆積,4、面心立方最密堆積,金屬晶體的兩種最密堆積方式,典型代表,典型代表,Mg Zn Ti,Cu Ag Au,配位數(shù),12,配位數(shù),12,晶胞內(nèi)含（ ）個(gè)原子,2,晶胞內(nèi)含（ ）個(gè)原子,4,第二層 對(duì)第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn) 1，3，5 位。 ( 或?qū)?zhǔn) 2，4，6 位，其結(jié)果是一樣的 ),關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。,六方最密堆積的前視圖,A,第一種是將球豎直對(duì)準(zhǔn)第一層的球,每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即按 ABABABAB的方式堆積，形成六方最密堆積。,面心立方最密堆積的

15、前視圖,A,每三層形成一個(gè)周期，即按 ABCABCABC的方式堆積，形成面心立方最密堆積。, , ,六方最密堆積,面心立方最密堆積,金屬晶體的兩種最密堆積方式（密置層堆積）,簡(jiǎn)單立方 (釙),體心立方 (鉀型),面心立方 (銅型),七.幾種金屬晶體的晶胞,鎂型,上述四種堆積方式的配位數(shù)分別是:,6,8,12,12,上述四種晶胞平均所含的粒子數(shù)分別為:,1,2,2,4,簡(jiǎn)單立方 (釙),體心立方 (鉀型),面心立方 (銅型),七.幾種金屬晶體的晶胞,鎂型,上述四種堆積方式的空間占有率分別是:,52,68,74,74,Po,Na K Fe,Mg Zn Ti,Cu Ag Au,上述四種堆積方式的代表

16、物質(zhì)分別是:,共價(jià)鍵 （空間網(wǎng)狀）,離子鍵,金屬晶體,離子晶體,活潑金屬 與非金屬,金屬鍵,（金屬陽離子、自由電子）,三中,三低,分子晶體,原子晶體,得失電子,1.某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中各微粒個(gè)數(shù)分別為： 銅_個(gè) 鋇_個(gè) 釔_個(gè),鞏固練習(xí)：,2,3,1,B,化學(xué)式：,A,2、根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽離子）,C,ABC3,鞏固練習(xí)：,3、現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖)三種晶體的晶胞：(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶體中x與y的個(gè)數(shù)比是_，乙中a與b的個(gè)數(shù)比是_，丙晶胞中有_個(gè)c離子，有_個(gè)d離子。,4:3,1:1,4,4,思考,1.NaCl晶體中，每個(gè)Na+周 圍最近距離的Cl-有 個(gè)？ 每個(gè)Cl-周圍最近距離的 Na+有 個(gè)？ 2.在NaCl晶體中，每個(gè)Na+周 圍最近距離的Na+有 個(gè)？ 3.氯化鈉的化學(xué)式用“NaCl”來表示，原因何在？能否 把“NaCl”稱為分子式？ 4.每個(gè)晶胞中平均有 個(gè)Na+？ 個(gè)Cl-？（位于頂 點(diǎn)、棱邊、面心、體心上的粒子對(duì)該晶胞的貢獻(xiàn)） 5.該晶胞中，若