2022年晶体结构与性质课时教案 .pdf
第三章晶体结构与性质第一节晶体常识学习重难点：1、晶体与非晶体的区别2、晶体的特征3、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成。学习过程：前面我们讨论过原子结构、分子结构， 对于化学键的形成也有了初步的了解，同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。 又根据物质在不同温度和压强下，物质主要分为三态： 气态、液态和固态。 固体又可按一定的标准分为晶体和非晶体。如蜡状白磷、黄色的硫磺、紫黑色的碘、高锰酸钾这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体。一、晶体与非晶体1、晶体：绝大数固体非晶体：如玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等2、晶体与非晶体的本质差异晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体粒子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体粒子排列相对无序自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。所谓自范性即 “ 自发 ” 进行，但这里得注意，“ 自发 ” 过程的实现仍需一定的条件。例如：水能自发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻。注意：自范性需要一定的条件，其中最重要的条件是。见课本： 同样是熔融态的二氧化硅，快速的冷却得到看不到晶体外形的玛瑙，而缓慢冷却得到的是晶体外形的水晶，其实，玛瑙和水晶都是二氧化硅晶体。许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小，肉眼看不到而已。那么得到晶体的途径，除了用上述的冷却的方法，还有没有其它途径呢？3、晶体形成的一般途径：（ 1） （如从熔融态结晶出来的硫晶体）（ 2） （如凝华得到的碘晶体）；（ 3） （如从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体）4、晶体的特点：（1） ；（2） ；（3） 。解析：对于同一幅图案来说,从不同的方向审视,也会产生不同的感受,那么对于晶体来说,许多物理性质：如硬度、导热性、光学性质等，因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。例如：蓝晶石（ Al2O3 SiO2）在不同方向上的硬度不同；石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1104。小结 ：可以根据晶体特点区别某一固体属于晶体还是非晶体。然而， 区别晶体与非晶体最可精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 16 页靠的科学方法是利用x-射线衍射实验。（4）x-射线衍射 （若是晶体， 则 X- 射线透过会在记录仪上看到分立的斑点或者明锐的谱线）晶体具有以上特点本质上都是因为粒子在三维空间里呈周期性有序排列总结： 晶体： 质点（分子、离子、原子）在三维空间里呈周期性有序排列的物质。【巩固练习】1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是：（C）A晶体一定比非晶体的熔点高B晶体有自范性但排列无序C非晶体无自范性而且排列无序D固体 SiO2一定是晶体2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是：（D）A熔沸点B硬度C颜色Dx-射线衍射实验3、晶体与非晶体的严格判别可采用DA有否自范性B有否各向同性C有否固定熔点D有否周期性结构4、下列不属于晶体的特点是DA一定有固定的几何外形B一定有各向异性C一定有固定的熔点D一定是无色透明的固体5、下列过程可以得到晶体的有DA对 NaCl 饱和溶液降温，所得到的固体B气态 H2O 冷却为液态，然后再冷却成的固态C熔融的KNO3冷却后所得的固体D将液态的玻璃冷却成所得到的固体二、晶胞1、晶体中最小的重复结构单元是晶胞。一般来说， 晶胞都是平行六面体。但基本的结构单元只要有完全等价的顶点、完全等价的平行面和完全等价的平行棱，且能代表晶体的化学组成，都可当作晶胞对待。2、晶体和晶胞的关系：整块晶体可以看成是数量巨大的晶胞“无隙并置 ”而成。无隙是指： 晶胞之间没有任何间隙并置是指： 平行排列3、晶胞中粒子数的计算方法：晶胞任意位置上的一个原子A 如果是被 x 个晶胞所共有， 那么，属于该晶胞的就是1/x。以立方体晶胞为例：凡处于立方体顶点的微粒，同时为8 个晶胞共有，属于该晶胞的为1/8 ；凡处于立方体棱上的微粒，同时为4 个晶胞共有，属于该晶胞的为1/4 ；凡处于立方体面上的微粒，同时为 2 个晶胞共有， 属于该晶胞的为1/2 ；凡处于立方体体心的微粒，完全属于该晶胞。完成课本64 页“学与问”【巩固练习】1、某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8 个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是（D）A18 B14 C1 2 D11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 16 页2、某物质的晶体中含A、B、C 三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B 原子未能画出)，晶体中A、B、C 的中原子个数之比依次为( A ) A1:3:1 B2:3:1 C2:2:1 D 1:3:3 3、如右图石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为（A）A2 B3 C4 D6 4、右图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅、氧原子数之比为1:2。原硅酸根离子SiO44的结构可表示为二聚硅酸根离子Si2O76中，只有硅氧键，它的结构可表示为略。第二节分子晶体与原子晶体【学习重点】1、分子晶体、原子晶体的概念2、晶体类型与性质之间的关系3、氢键对物质物理性质的影响【学习难点】1、分子晶体、原子晶体的结构特点2、氢键对冰晶体结构和性质的影响【知识要点】复习引入 ： 晶胞是晶体的基本结构单元，整块晶体可以看作是成千上万个晶胞“ 无隙并置 ”而成的。绝大多数固体都是晶体。根据晶体的 构成粒子 和粒子间的相互作用力的不同，可将晶体分为如下5 种：分子晶体原子晶体晶体离子晶体金属晶体混合晶体一、分子晶体1、定义：只含分子的晶体（即分子构成的晶体）2、构成粒子：3、微粒间作用力：范德华力（普遍存在）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 16 页分子间作用力氢键（某些微粒间存在）思考：分子晶体中是否一定有化学键？分子晶体熔化是否一定破坏化学键？分子晶体间作用力越大，是否越稳定？分子晶体中是否存在单个的小分子？分子晶体中除分子间作用力外，是否还存在其它的微粒间作用力？4、物理性质（1）熔沸点较，易升华，易挥发（2）硬度，易压缩（ 3）固态、熔融态均不导电（因为构成粒子是分子）（4）一般符合 “ 相似相溶 ” 原理5、常见的分子晶体（1）所有非金属元素的氢化物（H 显 1 价）（2）部分非金属单质（硼晶体、金刚石、晶体硅等除外）（ 3）部分非金属氧化物（二氧化硅等除外）（4）几乎所有的酸（一般认为中学出现的酸全是）（ 5）绝大多数有机物的晶体（高分子化合物除外）（6）根据题目信息：如熔沸点较低、易挥发、常温为液态（Hg 除外）、熔融状态不导电等6、分子晶体的结构特征（1）分子间作用力只存在范德华力以 CO2为例：如右图为干冰晶体的晶胞，立方体的和各有一个CO2分子，因此，每个晶胞中有个CO2分子。在干冰晶体中，每个CO2分子距离最接近且相等的CO2分子有个。象这种在分子晶体中以一个分子为中心，其周围通常可以有12 个紧邻的分子的特征称为。（若将 CO2分子换成O2、I2或 C60等分子，干冰的晶体结构就变成了O2、I2或 C60的晶体结构。）（2）分子间作用力既存在范德华力，又存在氢键以冰为例分析：冰中水分子间的主要作用力是氢键，在冰的晶体中，每个水分子周围只有个紧邻的水分子（如右图），虽然氢键不属于化学键，却也具有方向性，即氢键的存在迫使在正四面体中心的水分子与四面体顶点方向的4 个相邻的水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留着相当大的空隙。当冰刚刚开始融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体（此时主要破坏的是氢键），水分子间的空隙减小，密度反而增大；而超过4时由于热运动加剧（此时主要破坏的是范德华力），水分子间的距离加大，密度渐渐减小。此时只有少数水分子间形成氢键。当达到精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 16 页水的沸点时，水分子间的氢键绝大部分被破坏，形成单个的水分子。即固态和液态水中，不同数目的水分子间都会存在氢键，因而它们的化学式有时又可写作（H2O）n。等质量时固态水中形成的氢键比液态水中形成的氢键更多。所以，的水的密度最大。当液态水继续升温完全汽化变成水蒸气时，水分子间的氢键完全破坏，即态水中无氢键存在。比较干冰与冰：外观分子间作用力紧邻分子数硬度熔点密度干冰外形相似相似相对较相对较冰和相对较相对较7、比较分子晶体熔沸点的高低的方法（1）看状态：一般来说，固体液体气体（2）看分子间作用力，若有氢键无氢键（3）看分子量，分子量大，范德华力，熔沸点。（4）分子量相近，看分子极性，极性越大，熔沸点。过渡：SiO2与 CO2组成相似，均为酸性氧化物，化学性质相似，但是物理性质存在明显差异。 SiO2晶体熔沸点高、硬度大，干冰晶体熔沸点低、硬度小等。二、原子晶体1、定义：所有都以键相互结合形成结构的晶体。2、构成粒子：3、微粒间作用力： ， （所以原子晶体又叫晶体）思考：能否说有共价键的晶体是原子晶体？能否说构成微粒为原子的是原子晶体？能否说原子间均以共价键连接的为原子晶体？原子晶体中是否存在单个的小分子？【过渡】：由于原子晶体中原子间均以共价键结合，且形成空间网状结构，作用力很大。因而要使其熔化、气化时需要较多的能量，这使原子晶体与分子晶体的物理性质存在很大的差异。4、物理性质（1）熔沸点克服共价键键能一般来说，原子半径越，键长越，键能越，熔沸点越。如：比较金刚石、SiC、Si 晶体的熔沸点高低。（2）硬度很（ 3）不溶于一般溶剂精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 16 页Si O （4）一般不导电（个别为半导体，如Si、Ge 等）5、典型的原子晶体（1）某些非金属单质（硼晶体、金刚石、晶体硅、锗等）金刚石a、每个金刚石晶胞中含有个碳原子，最小的碳环为元环，并且不在同一平面（实际为椅式结构） ，碳原子为sp3杂化b、每个碳原子被个六元环共用，每个共价键被个六元环共用c、12g 金刚石中有mol 共价键，碳原子与共价键之比为Si 由于 Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。将金刚石晶胞中的C 原子全部换成 Si 原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。（2）某些非金属化合物【SiO2、 SiC（金刚砂）、BN（氮化硼）、Si3N4等】SiC 将金刚石晶胞中的一个C 原子周围与之连接的4 个 C 原子全部换成Si 原子， 键长稍长些便可得到SiC 的晶胞。（其中晶胞的8 个顶点和6 个面心为Si 原子， 4个互不相邻的立方体体心的为C 原子，反之亦可）a、每个 SiC 晶胞中含有个硅原子，含有个碳原子b、 1mol SiC 晶体中有mol SiC 共价键SiO2在晶体硅的晶胞中，在每2 个 Si 之间插入1 个 O 原子，便可得到SiO2晶胞。a、SiO2晶体中最小的环为元环b、每个 Si 原子被个十二元环共用，每个 O 原子被个十二元环共用c、每个 SiO2晶胞中含有个Si 原子，含有个 O 原子d、 1mol Si O2晶体中有mol 共价键6、比较原子晶体熔沸点的高低的方法主要看共价键键能 取决于原子半径大小【巩固练习】1、科学家最近又发现了一种新能源“可燃冰”它的主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物 (CH4 nH2O)。其形成： 埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气（石油气），其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就是“可燃冰”。又知甲烷同CO2一样也是温室气体。这种可燃冰的晶体类型是BA离子晶体B分子晶体C原子晶体D金属晶体2、当 SO3晶体熔化或气化时，下述各项中发生变化的是BDA分子内化学键B分子间距离C分子构型D分子间作用力3、分子晶体中如果只有范德华力，它的晶体一般采用密堆积结构，原因是分子晶体中A范德华力无方向性和饱和性B占据晶格结点的粒子是原子C化学键是共价键D三者都是4、氮化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、耐磨、耐高温的物质，下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用相同的是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 16 页A硝酸钠和金刚石B晶体硅和水晶C冰和干冰D苯和酒精5、下列说法错误的是A金刚石结构 C原子 sp3杂化B金属氧化物不可能形成原子晶体C宝石的主要成分是碳D金刚石熔沸点比任何物质都高6、在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个CC 键间的夹角是B A6 个120B 5个108C4个109 28 D6 个109 287、关于下列常见晶体说法正确的是AAO2和C60都是 12个紧邻的分子密堆积B冰中每个水分子周围有12个紧邻的水分子C水在固态时密度一定比液态小D干冰中， 1个分子周围有12的紧邻分子，密度比冰小。8、有下列两组命题BCA 组B 组 H I 键键能大于HCl 键键能HI 比 HCI 稳定 H I 键键能小于HC1 键键能HCl 比 HI 稳定 HI 分子间作用力大于HCl 分子间作用力HI 沸点比 HCl 高 HI 分子间作用力小于HCl 分子间作用力HI 沸点比 HCl 低B 组中命题正确，且能用A 组命题加以正确解释的是ABCD9、水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K 时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是CA水由液态变为玻璃态，体积缩小B水由液态变为玻璃态，体积膨胀C玻璃态是水的一种特殊状态D玻璃态水是分子晶体10、下列说法正确的是（NA为阿伏加德罗常数）BCA 124 g P4含有 PP键的个数为4NAB 12 g 石墨中含有C C 键的个数为1 5NAC12 g 金刚石中含有CC 键的个数为2NAD60gSiO2中含 SiO 键的个数为2NA二、填空题11、下列4 种物质熔点沸点由高到低排列的是_ 金刚石 （ C C） 锗（ GeGe） 晶体硅 （ SiSi） 金刚砂 （ SiC）12、德国和美国科学家首先制出由20 个碳原子组成的空心笼状分子C20，该笼状结构是由许多正五边形构成（如右图） 。请回答：C20分子共有_12_个正五边形，共有_30_条棱边， C20晶体属于_分子 _（填晶体类型）。13、有 A、B、C三种物质，每个分子都各有14个电子。其中 A的分子属于非极性分子，且只有非极性键：B的分子也属于非极性分子，但既有极性键，又有非极性键；C的分子属于极性分子。则A的电子式为 略，B的结构式为 略。C的名称是 一氧化碳 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 16 页第三节金属键金属晶体一、金属键1、金属晶体定义：由和通过键形成的具有一定几何外形的晶体。2、构成微粒：和。3、微粒间的作用力：键。4、金属的物理通性（用电子气理论解释）“ 电子气理论 ” ：金属原子脱落下来的形成遍布整块晶体的“”，被所有原子共用，金属键就是将所有原子维系在一起的这种金属脱落价电子后形成的离子与“ 价电子气 ” 之间的强烈的相互作用。导电性： 在外加电场作用下定向移动，所以能导电。比较电解质溶液、金属晶体导电的区别类别电解质溶液金属晶体导电粒子过程（填化学变化、物理变化）温度影响温度越高，导电能力越温度越高，导电能力越导热性： 与碰撞传递热量。温度升高金属的导热率。延展性： 相对滑动 ,金属离子与自由电子仍保持相互作用。硬度和熔沸点：与金属键的强弱有关。一般规律：原子半径越小、金属键就越价电子数（即阳离子的的电荷）越，金属键就越。金属键的强弱影响金属晶体的物理性质。金属键越强，硬度就越，熔沸点就越。练习：比较下列金属的熔点：LiNaKRb ；NaMgAl 二、金属晶体的原子堆积模型1.如果把金属晶体中的原子看成直径相等的球体,把他们放置在平面上,有几种方式 ? (非最紧密排列 )非密置层(最紧密排列 )密置层配位数为配位数为.非密置层在三维空间堆积方式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 16 页简单立方 (如钋 ),平均每个晶胞含一个原子体心立方 (钾型 ),平均每个晶胞含二个原子.密置层在三维空间堆积方式AB 型：六方堆积ABC 型：面心立方堆积归纳： 2、金属晶体原子堆积模型类型简单立方体心立方钾型面心立方铜型六方堆积镁型代表金属配位数(晶体结构中，与 任 何 一 个原 子 最 近 的原子数目 ) 晶胞占有的原子数原子半径（ r）与立方体边长为（ a）的关系注： 相邻的球彼此接触r(原子 )= 2a注： 体心对角线上的球彼此接触注： 立方体面上对角线上的球彼此接触不做计算要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 16 页空间利用率（ 晶 胞 中 原子 的 体 积 占晶 胞 空 间 的百分率）归纳： 3、四种晶体的比较晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体定义阴阳离子间通过形成的晶体分子间通过形成的晶体相邻原子间通过结合而成的立体网状的晶体由和间相互作用形成的晶体构成粒子、粒子间作用力代表物NaCl，NaOH，MgSO4干冰， I2，P4，H2O CO2金刚石，SiC， 晶体硅，SiO2镁、铁、金、钠物理性质硬度较，熔点、沸点较，多数易溶于水等极性溶剂；熔化或溶于水时能导电。硬度，熔点、沸点；相似相溶；熔化时不导电，其水溶液可导电。硬度，熔点、沸点；难溶解； 有的能导电，如晶体硅，但金刚石不导电。硬度差异较大，熔点、沸点差异较大，难溶于水（钠、钙等与水反应） ； 晶体导电，熔化时也导电决定熔点、 沸点高主要因素三、混合晶体石墨不同于金刚石,它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化 .而是呈杂化 ,形成 平面六元并环结构 ,因此石墨晶体是层状结构的，每一层内部碳原子间是靠相维系，层内的碳原子的核间距为142pm 层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠维系的；石墨精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 16 页的二维结构内，每一个碳原子的配位数为3，有一个末参与杂化的2p 电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，不能简单地归属于其中任何一种晶体，是一种混合晶体。【巩固练习】习题 1： 下列晶体中，熔点最高的化合物是（A）A金刚石B食盐C石英D铝习题 2： 下列叙述正确的是（BD ）A同主族金属的原子半径越大，熔点越高B稀有气体的原子序数越大沸点越高C晶体中存在离子的一定是离子晶体D金属晶体中的自由电子属整个晶体共有习题 3： 含有离子的晶体有（AD ）A离子晶体B分子晶体C原子晶体D金属晶体习题 4： 下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是（C）A食盐和蔗糖熔化B钠和硫熔化C碘和干冰升华D二氧化硅和氧化钠熔化习题 5： 在下列有关晶体的叙述中错误的是（C）A离子晶体中，一定存在离子键B原子晶体中，只存在共价键C金属晶体的熔、沸点均很高D稀有气体的原子能形成分子晶体习题 6： 下列说法中正确的是( CD ) A金属氧化物一定是碱性氧化物B金属的导电性随温度的升高而增强C金属在反应中都表现还原性D金属单质固态时形成金属晶体习题 7： 下列叙述正确的是（C）A熔点：钠 镁铝B因为氧化铝是两性氧化物，所以它的熔点较低C三氯化铝晶体易溶于水，易溶于乙醚，熔点为200左右，所以它是分子晶体D所有的金属在室温时都是固体习题 8： .下列物质所属晶体类型分类正确的是( D ) 原子晶体分子晶体离子晶体金属晶体A 石墨冰金刚石硫酸B 生石灰固态氨食盐汞C 石膏氯化铯明矾氯化镁D 金刚石干冰芒硝铁习题 9： 右图是金属铁晶体结构的示意图已知：金属铁的密度为7.8 g cm-3。求：铁原子的半径。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 16 页答案为（ 1.245108cm）习题 10： 右图是金属铝晶体结构的示意图已知：金属铝的密度为2.7gcm-3。求：紧邻的铝原子的半径。答案为（ 1.43108cm）金属知识材料小结金属的物理性质由于金属晶体中存在大量的自由电子和金属离子(或原子 )排列很紧密，使金属具有很多共同的性质。(1)状态：通常情况下，除外都是固体。(2)金属光泽：多数金属具有光泽。但除Mg 、Al 、 Cu、Au 在粉末状态有光泽外，其他金属在块状时才表现出来。(3)易导电、导热：由于金属晶体中自由电子的运动，使金属易导电、导热。(4)延展性(5)熔点及硬度：由金属晶体中金属离子跟自由电子间的作用强弱决定。金属除有共同的物理性质外，还具有各自的特性。颜色：绝大多数金属都是银白色，有少数金属具有颜色。如Au 金黄色Cu 紫红色Cs 银白略带金色。密度： 与原子半径、 相对原子质量、 晶体质点排列的紧密程度有关。最重的为 (Os) 最轻的为(Li) 熔点：最高的为(W)，最低的为 (Hg) 硬度：最硬的金属为(Cr)，最的金属为(Cs)。导电性：导电性能强的为(Ag)。延展性：延性最好的为（Pt)，展性最好的为(Au)。第四节离子晶体【教学目标】1、掌握离子晶体的概念，能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞结构。2、学会离子晶体的性质与晶胞结构的关系。3、通过探究知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系。4、通过碳酸盐的热分解温度与阳离子半径的自学，拓展学生视野。5、通过分析数据和信息，能说明晶格能的大小与离子晶体性质的关系。【重点、难点】1、离子晶体的物理性质的特点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 16 页2、离子晶体配位数及其影响因素3、晶格能的定义和应用。【基础知识】复习回顾：1、什么是离子键？什么是离子化合物？2、下列物质中哪些是离子化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？Na2O NH4Cl O2 Na2SO4 NaCl CsCl CaF2一、离子晶体1、离子晶体定义：由和通过结合而成的晶体（1）构成微粒：（2）相互作用：（3）种类繁多：离子晶体有：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐（4）不存在单个小分子，为“巨分子”。思考：下列物质的晶体，哪些属离子晶体？离子晶体与离子化合物之间的关系是什么？干冰、 NaOH 、 H2SO4、 K2SO4、 NH4Cl、CsCl 思考：1、含有阳离子的晶体中一定有阴离子？2 、离子晶体必含离子键? 3、离子晶体只含离子键? 4 、共价化合物中也可含离子键? NaCl 、CsCl 晶体模型NaCl 晶体：1)、在一个NaCl 晶胞中，有个Na+，有个 Cl。2)、在 NaCl 晶体中， 每个 Na+同时强烈吸引个Cl， 形成形； 每个 Cl同时强烈吸引个Na+。离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数。则 NaCl 晶体中， Na+和 Cl的配位数分别为、 。3)、在 NaCl 晶体中，每个Na+ 周围与它最接近且距离相等的Na+共有个。同理：每个Cl 周围与它最接近且距离相等的Cl共有个。CsCl 晶体：1)、在一个CsCl 晶胞中，有个Cs+，有个 Cl。2)、在 CsCl 晶体中，每个Cs+同时强烈吸引个Cl, 即 Cs+的配位数为每个 Cl同时强烈吸引个 Cs+，即 Cl的配位数为。3)、在 CsCl 晶体中，每个Cs+ 周围与它最接近且距离相等的Cs+共有个，形成形。同理：在CsCl 晶体中，每个Cl周围与它最接近且距离相等的Cl共有个。讨论：为什么NaCl、CsCl 化学式相似，空间结构不同？结论： AB型离子晶体的配位数与阴、阳离子的半径比有关ZnS晶胞：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 16 页1）1 个 ZnS晶胞中，有个S2，有个 Zn2。2）Zn2的配位数为。S2的配位数为。2 、决定离子晶体结构( 即配位数 ) 的因素1) 、几何因素晶体中正、负离子的半径比半径比（ r+/r_）0.2 0.40.4 0.70.7 1.01.0 配位数4 6 8 10 代表物ZnS NaCl CsCl CsF 结论： AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子的半径比越大，离子的配位数越大。2) 、电荷因素 -晶体中正、负离子的电荷比1) 、1 个 CaF2的晶胞中，有个Ca2，有 个 F。2) 、CaF2的晶体中， Ca2和 F的配位数不同，Ca2配位数是，F的配位数是。3) 、键性因素离子键的纯粹程度3、离子晶体的物理性质及解释1）熔、沸点（常温下都为态）硬度较，难压缩。理由：离子晶体熔、沸点高低一般比较规律: 阴、阳离子的电荷数之积越大，离子半径越小，离子键越强，离子晶体熔、沸点越高。比较下列离子晶体熔、沸点高低：NaClCsCl; MgOMgCl22)、固体导电，熔融状态下导电, 水溶液导电 . 3)、溶解性 : 大多溶于极性溶剂，溶于非极性溶剂. 二、晶格能1、定义：气态离子形成 1mol 离子晶体 时释放 的能量。2、规律：（1）离子电荷越大，离子半径越小，则离子晶体的晶格能越大。（2）晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。3、岩浆晶出规则：晶格能越高的晶体，越稳定，越容易在岩浆冷却过程中先结晶析出。（美国矿物学家鲍文）【巩固练习】1、下列含有极性键的离子晶体是 ( B ) 醋酸钠氢氧化钾金刚石乙醇氯化钙A、 B 、 C 、 D 、2、下列说法正确的是 ( B ) A、一种金属元素和一种非金属元素一定能形成离子化合物精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 16 页B、离子键只存在于离子化合物中C、共价键只存在于共价化合物中D、离子化合物中必定含有金属元素3、下列大小关系正确的是 ( B ) A、晶格能： NaCl CaO C、熔点： NaI NaBr D、熔沸点： CO2 NaCl 4、已知 KCl 的晶体结构与NaCl 的相似，则KCl 晶体中 K+的 C.N.是 6，Cl-的 C.N.是 6。5、下表列出了钠的卤化物和硅的卤化物的熔点：NaX NaF NaCl NaBr NaI 熔点995 801 775 651 SiX4SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点90.2 70.4 5.2 120.5 回答下列问题：（1）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多，其原因是。（2）NaF 的熔点比NaBr 的熔点高的原因是。SiF4的熔点比SiBr4的熔点低的原因是。（3）NaF和 NaBr 的晶格能的高低顺序为，硬度大小为。本章知识点总结：1. 离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体离子晶体晶体质点（粒子）原子分子金属阳离子、 自由电子阴、阳离子粒子间作用力共价键分 子 间 作 用力复 杂 的 静 电 作用离子键熔沸点很高很低一般较高， 少部分低较高硬度很硬一般较软一般较硬， 少部分软较硬溶解性难溶解相似相溶难溶（ Na 等与水反应）一般，易溶于极性溶剂， 难溶于非极性溶剂导电情况不导电（除硅、锗为半导体）固态、 熔融态均不导电， 溶于 水 可 能 导电良导体固体不导电， 熔融均导电， 溶于水 后 一 般 可 导电实例金刚石、硅、水晶、碳化硅等干冰、冰、纯硫酸、 H2、S8 等Na、Mg 、Al 、Hg等NaCl、CaCO3NaOH 等注：石墨属于混合晶体。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 16 页2物质熔沸点的比较（ 1）常温常压下，看状态固态物质 液态物质 气态物质（ 2）看晶体类型一般情况下，原子晶体 离子晶体 分子晶体金属晶体熔沸点差异较大，不放入比较。（ 3）同种类型晶体：则比较晶体内微粒之间相互作用力的大小原子晶体：看 共价键的强弱，取决于键长即成键原子半径大小只要成键原子半径小即键长短，则键能大，熔点高。如金刚石、金刚砂(碳化硅 ) 、晶体硅的熔、沸点逐渐降低。 离子晶体：看 离子键的强弱，取决于阴、阳离子半径大小和带电荷数阴、阳离子半径越小，带电荷数之积越大（主要因素），则离子键越强，熔、沸点越高。如 NaCl、 NaBr 、Nal ；NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸点依次降低。 分子晶体： 分子间作用力 (一般先氢键后范德华力)在组成结构均相似的分子晶体中，相对分子质量大的分子间作用力就大，熔点就高。如：F2、Cl2、 Br2、 I2和 HCl、HBr、HI 等均随式量增大，熔、沸点升高。但结构相似的分子晶体，有氢键存在熔、沸点较高。另，若相对分子质量相近，则比较分子极性，极性越大，分子间作用力就大，熔点就高。金属晶体：看金属键的强弱，取决于金属阳离子半径和所带电荷数即金属原子的价电子数。在元素周期表中，同周期，从左往右，金属价电子数增多，阳离子半径减小，其熔、沸点逐渐升高。如Na，Mg ，Al ，熔、沸点就依次升高。而在同一主族中，从上往下，金属原子半径逐渐增大，其熔沸点逐渐减小。如Na、K、Rb的熔、沸点依次降低。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 16 页
