高三化學(xué)一輪復(fù)習：晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 課件

第24講

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)固基點1

晶體常識

四類常見晶體的性質(zhì)1．晶體與非晶體

晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征原子在三維空間里呈周期性____序排列原子排列相對____序性質(zhì)特征自范性________熔點______________異同表現(xiàn)__________無各向異性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的______科學(xué)方法對固體進行___________實驗有無有無固定不固定各向異性熔點X射線衍射2．獲得晶體的途徑熔融態(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(結(jié)晶)。從熔融態(tài)結(jié)晶出來的硫晶體凝華得到的碘晶體從飽和硫酸銅溶液中得到的硫酸銅晶體固態(tài)液態(tài)氣態(tài)凝固凝華融化升華氣化液化(放熱)(放熱)(放熱)(吸熱)(吸熱)(吸熱)3.晶胞描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞習慣采用的晶胞都是平行六面體(三維)或平行四邊形(二維)晶體由晶胞“無隙并置”而成a=b=c

=

=

=90°a=b≠c

=

=

=90°a=b≠c

=

=90

=120°4.晶胞中粒子數(shù)目的計算——均攤法某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子的

屬于這個晶胞(均攤法)1內(nèi)部：1面上：1/22134棱邊：1/4頂角：1/8（3）晶胞中粒子數(shù)目的計算——均攤法某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子的

屬于這個晶胞(均攤法)面上：1/2頂角：1/812面上：1/2127685頂角：1/8【思考】晶胞都是平行六面體嗎？六棱柱（六方）晶胞三棱柱晶胞X：6/12=1/2Y：6/4+3/6=2Z：11.計算下列晶胞中原子數(shù)目，確定化學(xué)式。化學(xué)式：X2ZY4規(guī)律總結(jié)：晶體化學(xué)式的確定流程:觀察確認粒子種類→確定各粒子在晶胞中的位置→用均攤法求晶胞均攤各粒子的數(shù)目→求各粒子數(shù)目的最簡比→確定化學(xué)式。對點訓(xùn)練

頂點：1/12內(nèi)部：1豎直(側(cè))棱：1/6水平(上下)棱：1/4正三棱柱結(jié)構(gòu)中粒子的計算方法位置頂角水平棱豎直棱面上內(nèi)部份額1/121/41/61/21六棱柱（六方）晶胞中粒子的計算方法位置頂角水平棱豎直棱面上內(nèi)部份額頂角：1/6豎直(側(cè))棱：1/3水平(上下)棱：1/4面上：1/2內(nèi)部11/61/41/31/212.納米材料的表面粒子數(shù)占粒子總數(shù)的比例很大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某硼鎂化合物的結(jié)構(gòu)如圖所示(六個硼原子位于內(nèi)部)，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分比為(

)A．22%

B．70%

C．66.7%

D．33.3%一、共價晶體所有原子都以共價鍵相互結(jié)合形成三維的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體構(gòu)成粒子共價晶體原子粒子間的作用力共價鍵1.定義：典型的共價晶體：如金剛石、硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）和錫（Sn）等如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等③極少數(shù)金屬氧化物①某些單質(zhì)②某些含硅化物如剛玉(ɑ-Al2O3)固基點2

常見晶體的結(jié)構(gòu)模型109o28′，三維骨架鍵能：347.7kJ/mol（很大）鍵長：154pm（很短）熔點很高：大于35000C

硬度最大：摩氏10度結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)金剛石109o28′①在晶體中每個碳原子以四個共價單鍵與相鄰的4個碳原子相結(jié)合，成為正四面體。②晶體中C-C-C夾角為109°28'③最小環(huán)上有6個碳原子，最多3個碳原子在同一平面。④每個碳原子被

個六元環(huán)共用。

金剛石12⑦在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)_______

⑤每個碳原子都采取_______;sp3雜化⑥晶體中每個C參與了4條C—C鍵的形成，而在每條鍵

中的貢獻只有一半，故C原子與C—C鍵數(shù)之比為：1：（）=1：28⑧12g金剛石含有_____個C原子含有_____個C-C鍵NA2NA金剛石109o28′SiO共價鍵二氧化硅②在SiO2晶體中，每個硅原子形成

個共價鍵；每個氧原子形成

個共價鍵；①在SiO2晶體中，每個硅原子與

個氧原子結(jié)合；每個氧原子與

個硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是

.

③在SiO2

晶體中，最小環(huán)為

元環(huán)。21：244212二氧化硅180o109o28′④每個十二元環(huán)中平均含有硅原子

1：41：2=6×1/12=1/2

硅原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之是

；氧原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是

。每個十二元環(huán)中平均含有Si－O鍵=12×1/6=2

⑤60g二氧化硅含有_____個Si原子含有_____個O原子含有_____個Si-O鍵NA2NA4NA二氧化硅二、分子晶體組成粒子：分子相互作用分子內(nèi)：共價鍵分子間：分子間作用力1.定義：只含有分子的晶體稱為分子晶體。碘（I2）干冰（CO2）碳60（C60）冰（H2O）CO2

分子：中心每個分子周圍有12個緊鄰的分子，分子間只存在范德華力分子密堆積2.結(jié)構(gòu)特征

利用冰晶體的結(jié)構(gòu)模型認識分子晶體的結(jié)構(gòu)特征,每個H2O周圍有幾個緊密相鄰的H2O？冰中１個水分子周圍有４個水分子每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引。分子非密堆積氫鍵具有方向性2.結(jié)構(gòu)特征只含分子的晶體低熔點、硬度小含有氫鍵的分子晶體具有更為特殊的物理性質(zhì)（熔沸點偏高、水溶性高、水的密度反常等）構(gòu)成分子密堆積如：干冰只有范德華力含有氫鍵分子之間分子非密堆積如：冰性質(zhì)結(jié)構(gòu)分子晶體小結(jié)三、離子晶體1.定義：由陰離子和陽離子相互作用而形成的晶體，叫做離子晶體2.常見離子晶體：強堿、活潑金屬的氧化物和過氧化物、大多數(shù)鹽三、離子晶體3.離子晶體的物理性質(zhì)具有較高的熔、沸點，難揮發(fā)

一般說來，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，離子晶體的熔、沸點越高。（1）每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)：

熔點：801oC、沸點：1413oC三、離子晶體NaCl三、離子晶體NaCl（2）配位數(shù)：一種離子周圍最鄰近的帶相反電荷的離子數(shù)目每個Na＋周圍與之等距且距離最近的Cl－有____個。6它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是：正八面體每個Cl-周圍與之等距且距離最近的Na＋有____個。6三、離子晶體NaCl（3）每個Na＋周圍與之等距且距離最近的Na＋有___個。每個Cl－周圍與之等距且距離最近的Cl－有____個。1212Cl－Na＋三、離子晶體CsCl(1)每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)：熔點：645oC、沸點：1290oC1個（2）配位數(shù)每個Cs＋周圍與之等距且距離最近的Cl－有____個。它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是

。8正六面體每個Cl-周圍與之等距且距離最近的Cs+有____個。8三、離子晶體CsCl(3)每個Cs＋周圍與之等距且距離最近的Cs＋有

個。

每個Cl－周圍與之等距且距離最近的Cl－有

個。66三、離子晶體CsCl(2)配位數(shù):Zn2+:4;S2-:4。ZnS(1)粒子數(shù)：Zn2+:4;S2-:4。Ca2+F--(2)配位數(shù):Ca2+:8;F-:4。(1)粒子數(shù)：Ca2+:4;F-:8。CaF2四、混合型晶體——石墨晶體(1)石墨層狀晶體中，層與層之間的作用力是__________。(2)平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是___，C原子采取的雜化方式是_____。(3)在每層內(nèi)存在______鍵和類似金屬鍵的作用力。能導(dǎo)電，晶體中每個C形成3個共價鍵，C的另一價電子在電場作用下可移動，形成電流。(4)石墨C—C的鍵長比金剛石C—C的鍵長短，熔點比金剛石的____。范德華力2sp2共價高五、過渡型晶體——石墨晶體1．(2024·合肥模擬)有關(guān)晶體或晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法不正確的是(

)A．在NaCl晶體中，距Cl－最近的Na＋形成正八面體B．在CaF2晶體中，每個晶胞平均含有4個Ca2+C．冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體結(jié)構(gòu)D．該氣態(tài)團簇分子的分子式為EFD

[該氣態(tài)團簇分子的分子式為E4F4，D錯誤。]√2．已知金剛石的晶胞如圖。

六109°28′晶體類型與性質(zhì)的比較晶體類型原子晶體分子晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成微粒原子分子金屬陽離子和自由電子作用力共價鍵范德華力氫鍵金屬鍵離子鍵物理性質(zhì)熔沸點很高很低差別較大較高硬度很大很小差別較大較大導(dǎo)電性無（硅為半導(dǎo)體）晶體不導(dǎo)電，

部分晶體水溶液導(dǎo)電導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，

水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電陰、陽離子1．下列有關(guān)晶體類型的判斷正確的是(

)ASiI4：熔點120.5℃，沸點271.5℃共價晶體BB：熔點2300℃，沸點2550℃，硬度大金屬晶體C銻：熔點630.74℃，沸點1750℃，晶體導(dǎo)電共價晶體DFeCl3：熔點282℃，易溶于水，也易溶于有機溶劑分子晶體√2.請回答下列問題：一些氧化物的熔點如表所示：氧化物

熔點/

1570280023.8

（1）解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。

晶體熔、沸點比較的一般思路(1)不同類型晶體(一般)：共價晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體。(2)同種類型晶體，晶體內(nèi)粒子間的作用力越大，熔、沸點越高。①離子晶體：一般地說，陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。②共價晶體：原子半徑越小、鍵長越短、鍵能越大，晶體的熔、沸點越高，如熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅。晶體熔、沸點比較的一般思路③分子晶體a．分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常地高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。b．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。c．組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。

晶體熔、沸點比較的一般思路d．同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>④金屬晶體：一般來說，金屬陽離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強，熔、沸點就越高，如熔、沸點：Na<Mg<Al。技法磨尖課（三）

與晶體相關(guān)的計算技法1

俯視圖與原子坐標

面心12

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