晶體的學習課件

宏觀晶體的形貌

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。自范性晶體非晶體有能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形沒有不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形晶體SiO2和非晶體SiO2的投影示意圖

瑪瑙3.晶體與非晶體的本質(zhì)差異晶體自范性的本質(zhì):是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象.區(qū)分方法

1、測定物質(zhì)的熔沸點

2、X-射線衍射實驗

3、測定物質(zhì)的折射率

4、測定晶體是否具有各向異性

5、觀察晶體的質(zhì)點排列是否有序自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體非晶體有能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形沒有不能自發(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原子排列相對無序宏觀晶體的形貌立方（一）、由晶胞計算物質(zhì)化學式的方法體心：1面心：1/2棱邊：1/4頂點：1/8晶胞\體心.avi晶胞\棱.avi晶胞\頂點.avi晶胞\面.avi平行六面體晶胞內(nèi)部：1面上：1/2棱上：1/4頂點：1/8小結(jié):晶胞對質(zhì)點（粒子）的占有率AB練習1：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式：（A表示陽離子）化學式：AB練習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式：（A表示陽離子）AB化學式：A2BBA2AB化學式：練習3：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式：（A表示陽離子）ABB化學式：A練習4：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式：（A表示陽離子）CABC3一、分子晶體1、概念分子間以分子間作用力（范德華力，氫鍵）相結(jié)合的晶體叫分子晶體（1）構(gòu)成分子晶體的粒子是分子。（2）粒子間的相互作用是分子間作用力。（3）范德華力遠小于化學鍵的作用；（4）分子晶體熔化破壞的是分子間作用力。觀察與思考：

下列兩種晶體有什么共同點？碘晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)(1)較低的熔點和沸點，易升華；(2)較小的硬度；(3)一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導電。原因：分子間作用力較弱2、物理特性：分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個）只有范德華力，無分子間氫鍵——分子密堆積每個分子周圍有12個緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2、O2冰中１個水分子周圍有４個水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積有分子間氫鍵——不具有分子密堆積特征分子晶體熔、沸點高低的比較規(guī)律分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間的作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化和汽化時需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點就越高。因此，比較分子晶體的熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力（包括范力和氫鍵）的大小。二．原子晶體（共價晶體）1、概念：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。（1）構(gòu)成原子晶體的粒子是原子；（2）原子晶體的粒子間以較強的共價鍵相結(jié)合；（3）原子晶體熔化破壞的是共價鍵。109o28′共價鍵金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖①金剛石中每個C原子以sp3雜化，分別與4個相鄰的C原子形成4個σ鍵，故鍵角為109°28′，每個C原子的配位數(shù)為4；②每個C原子均可與相鄰的4個C構(gòu)成實心的正四面體，向空間無限延伸得到立體網(wǎng)狀的金剛石晶體，在一個小正四面體中平均含有1+4×1/4=2個碳原子；③金剛石的晶胞中含有C原子為8個，內(nèi)含4個小正四面體，含有C-C鍵數(shù)為16。④金剛石中碳原子與C-C鍵比值為1:2180o109o28′SiO共價鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖2、原子晶體的物理特性在原子晶體中，由于原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的熔點和沸點高硬度大一般不導電且難溶于一些常見的溶劑3、原子晶體熔、沸點比較規(guī)律對于原子晶體，一般來說，原子間鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點越高，硬度越大。（2）金屬晶體的原子在二維平面堆積模型

金屬晶體中的原子可看成直徑相等的小球。將等徑圓球在一平面上排列，有兩種排布方式，按（b）圖方式排列，圓球周圍剩余空隙最小，稱為密置層；按（a）圖方式排列，剩余的空隙較大，稱為非密置層。（a）非密置層

（b）密置層（3）金屬晶體的原子在三維空間堆積模型①簡單立方堆積（Po）簡單立方堆積②體心立方堆積—鉀型（堿金屬）體心立方堆積配位數(shù)：8鎂型銅型③鎂型和銅型123456

第二層對第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?，3，5位。(或?qū)?，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，

關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。

第一種是將球?qū)实谝粚拥那颉?23456

于是每兩層形成一個周期，即ABAB

堆積方式，形成六方緊密堆積。配位數(shù)12。(同層6，上下層各3

)

，空間利用率為74%

下圖是此種六方緊密堆積的前視圖ABABA1234563.鎂型

第三層的另一種排列方式，是將球?qū)实谝粚拥?/p>

2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是

C層。123456123456123456123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排A，于是形成

ABCABC

三層一個周期。得到面心立方堆積。

配位數(shù)12

。(同層6，上下層各3

)④面心立方:銅型BCA石墨晶體結(jié)構(gòu)知識拓展－石墨（1）石墨中C原子以sp2雜化；（2）石墨晶體中最小環(huán)為六元環(huán)，含有C2個，C-C鍵為3；（3）石墨分層，層間為范德華力，硬度小，可導電；（4）石墨中r（C-C）比金剛石中r（C-C）短。一、離子晶體1、定義：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。2、成鍵粒子：陰、陽離子3、相互作用力：離子鍵

4、常見的離子晶體：

強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。Na+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+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+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。主頁5、晶胞類型：（1）氯化鈉型晶胞（3）與Na+等距離且最近的Na+

、Cl-

各有幾個？

計算方法：均攤法頂點占1/8；棱占1/4；面心占1/2；體心占1

（2）每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)與Na+等距離且最近的Na+

有：12個與Na+等距離且最近的Cl-有：6個①鈉離子和氯離子位于立方體的頂角上，并交錯排列。②鈉離子：體心和棱中點；氯離子：面心和頂點（1）鈉離子和氯離子的位置：（2）氯化銫型晶胞---Cs+---Cl-CsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖CsCl晶胞（1）銫離子和氯離子的位置：銫離子：體心氯離子：頂點；或者反之。（2）每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)銫離子：1個；氯離子：1個（3）與銫離子等距離且最近的銫離子、氯離子各有幾個？銫離子：6個；氯離子：8個(3)CaF2型晶胞①Ca2+的配位數(shù)：8②F-的配位數(shù)：4③一個CaF2晶胞中含：

4個Ca2+和8個F-總結(jié)一離子晶體有什么特點？無單個分子存在；NaCl不表示分子式。熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。且隨著離子電荷的增加，核間距離的縮短，晶格能增大，熔點升高。一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。固態(tài)不導電，水溶液或者熔融狀態(tài)下能導電。哪些物質(zhì)屬于離子晶體？強堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。二、晶格能定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時釋放的能量。晶格能的大小與陰、陽離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽離子間的距離成反比。簡言之,晶格能的大小與離子帶電量成正比,與離子半徑成反比.晶格能越大：形成的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強）熔點越高；硬度越大。仔細閱讀表3—8，分析晶格能的大小與離子晶體的熔點有什么關系？離子晶體的晶格能與哪些因素有關？【總結(jié)歸納二】物質(zhì)的熔點與晶體類型的關系1、若晶體類型不同，一般情況