化学：第3章《晶体结构与性质复习》课件(新人教选修3).ppt

化学：第3章晶体结构与性质复习课件(新人教选修3)知识网络知识网络固体固体非晶体非晶体晶体晶体1、晶体的定义、晶体的定义2、晶体的性质、晶体的性质3、晶体的分类、晶体的分类4、得到晶体的、得到晶体的 途径途径分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体本质本质差异差异有无自范性有无自范性2021/5/222(1)(1)晶体自范性的本质晶体自范性的本质:是晶体中粒子在微观空间是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象里呈现周期性的有序排列的宏观表象.(2)(2)晶体自范性的条件之一晶体自范性的条件之一:生长速率适当生长速率适当.自范性自范性微观结构微观结构晶体晶体有有(能能自发自发呈现多面体外呈现多面体外形形)粒子在三维空间里粒子在三维空间里呈周期性有序排列呈周期性有序排列非晶体非晶体没有没有(不能自发呈现多面不能自发呈现多面体外形体外形)粒子排列相对无序粒子排列相对无序一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体1.1.晶体与非晶体的区别晶体与非晶体的区别2021/5/2232.2.晶体形成的途径晶体形成的途径熔融态物质凝固熔融态物质凝固.气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华凝华).).溶质从溶液中析出溶质从溶液中析出.3.3.晶体的特性晶体的特性有规则的几何外形有规则的几何外形有固定的熔沸点（合金除外）有固定的熔沸点（合金除外）物理性质物理性质(强度、导热性、光学性质等）各强度、导热性、光学性质等）各向异性向异性2021/5/224二二.晶胞晶胞1.1.定义定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元晶体中重复出现的最基本的结构单元体心立方体心立方简单立方简单立方面心立方面心立方三种典型立方晶体结构三种典型立方晶体结构2021/5/225立方晶胞立方晶胞体心：体心：1面心：面心：1/2棱边：棱边：1/4顶点：顶点：1/82、立方晶体中、立方晶体中晶胞对质点的占有率晶胞对质点的占有率2021/5/2261 1、如图所示，晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组、如图所示，晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，其中含有成的正二十面体的原子晶体，其中含有2020个等边三角形个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个原子，观察和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个原子，观察图形回答图形回答：这个基本单元由这个基本单元由 个硼原子个硼原子组成，键角是组成，键角是 ，共含有，共含有 个个BBBB键。键。1260o30练习练习2021/5/2272 2、最近发现一种有钛原子和、最近发现一种有钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，碳原子构成的气态团簇分子，结构如图所示，顶角和面心的结构如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学心的原子是碳原子，它的化学式为式为_ Ti14C13练习练习2021/5/228三三.四种晶体的比较四种晶体的比较晶体类型晶体类型 离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 晶体粒子晶体粒子阴、阳离子阴、阳离子 原子原子 分子分子 金属阳离子、自金属阳离子、自由电子由电子 粒子间作粒子间作用力用力 离子键离子键共价键共价键 分子间作分子间作用力用力金属键金属键熔沸点熔沸点 硬度硬度 较高较高 较硬较硬 很高很高 很硬很硬 较低较低 一般较软一般较软 一般较高，少部一般较高，少部分低分低 ,一般较硬，一般较硬，少部分软少部分软 溶解性溶解性 易溶于水，难易溶于水，难溶于有机溶剂溶于有机溶剂难溶解难溶解相似相溶相似相溶难溶难溶导电情况导电情况 固体不导电，固体不导电，熔化或溶于水熔化或溶于水后导电后导电 不导电不导电（除硅）（除硅）一般不导一般不导电电 良导体良导体 2021/5/229离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 1.1.金属氧化金属氧化物（物（K K2 2O O、NaNa2 2O O2 2）2.2.强碱强碱（NaOHNaOH、KOHKOH、Ba(OHBa(OH )2 23.3.绝大多数绝大多数的盐类的盐类 1.1.金刚石、金刚石、石墨、晶体石墨、晶体硅、晶体硼硅、晶体硼 2.2.SiCSiC 、SiOSiO2 2晶体晶体、BNBN晶体晶体1.1.大多数非金属单质大多数非金属单质:X X2 2,O,O2 2,H,H2 2,S,S8 8,P,P4 4,C,C6060 （除（除金刚石、石墨、晶体硅、晶金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）体硼外）2.2.气态氢化物气态氢化物:H H2 2O,NHO,NH3 3,CH,CH4 4,HX,HX3.3.非金属氧化物非金属氧化物:CO:CO2 2,SO,SO2 2,NONO2 2（除（除SiOSiO2 2外）外）3.3.酸酸:H:H2 2SOSO4 4,HNO,HNO3 34.4.大多数有机物大多数有机物:乙醇，蔗乙醇，蔗糖（除有机盐）糖（除有机盐）2021/5/2210晶体熔沸点高低的判断晶体熔沸点高低的判断 不同晶体类型的熔沸点比较不同晶体类型的熔沸点比较不同晶体类型的熔沸点比较不同晶体类型的熔沸点比较 一般：原子晶体一般：原子晶体离子晶体离子晶体分子晶体（有例外）分子晶体（有例外）同种晶体类型物质的熔沸点比较同种晶体类型物质的熔沸点比较同种晶体类型物质的熔沸点比较同种晶体类型物质的熔沸点比较 离子晶体：离子晶体：阴、阳离子阴、阳离子电荷数越大，半径越小电荷数越大，半径越小熔沸点越高熔沸点越高 原子晶体：原子晶体：原子半径越小原子半径越小键长越短键长越短键能越大键能越大熔沸点越高熔沸点越高 分子晶体：分子晶体：相对分子质量越大，相对分子质量越大，相对分子质量越大，相对分子质量越大，分子的极性越大分子的极性越大熔沸点越高熔沸点越高 组成和结构相似的分子晶体组成和结构相似的分子晶体 金属晶体：金属晶体：金属阳离子电荷数越高，半径越小金属阳离子电荷数越高，半径越小熔沸点越高熔沸点越高 2021/5/22113、将下列各组物质按熔沸点由高到低的顺序排列：、将下列各组物质按熔沸点由高到低的顺序排列：1、CaCl2、H2O、KCl、晶体硅、晶体硅 2、SiC、晶体硅、晶体硅、金刚石、金刚石3、CH4、CCl4、CBr4、CF44、CaCl2、NH4Cl、KCl、NaCl5、Na、Al、Ar、Hg 6、NH3、Hg、Br2、金刚石、金刚石7、H2O、I2 、H2S练习练习1、晶体硅晶体硅 CaCl2 KCl H2O2、金刚石金刚石 SiC 晶体硅晶体硅3、CBr4 CCl4 CF4 CH44、CaCl2 NaCl KCl NH4Cl 5、Al Na Hg Ar 6、金刚石金刚石 Hg Br2 NH3 7、I2 H2O H2S 2021/5/2212四、分子晶体四、分子晶体2021/5/2213 4 4、白磷的键角为多少、白磷的键角为多少？WgWg白磷中磷磷单键的数白磷中磷磷单键的数目为多少？目为多少？60(W/124)6 NA PPPP练习练习2021/5/2214五、原子晶体五、原子晶体2021/5/22155、甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成的微粒，它们、甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成的微粒，它们的电子总数相等。已知：甲、乙、丙为双原子分子或负的电子总数相等。已知：甲、乙、丙为双原子分子或负二价双原子离子，丁为原子。二价双原子离子，丁为原子。（1）丙与钙离子组成的离子化合物跟水反应产生一种）丙与钙离子组成的离子化合物跟水反应产生一种可燃性气体，反应的化学方程式为：可燃性气体，反应的化学方程式为：。（2）乙在高温时是一种还原剂，请用化学反应方程式）乙在高温时是一种还原剂，请用化学反应方程式表示它在工业上的一种重要的用途表示它在工业上的一种重要的用途：。（3）在一定条件下，甲与）在一定条件下，甲与O2反应的化学方程式是反应的化学方程式是：。（4）丁的元素符号是）丁的元素符号是 ，它的原子结构示意图为，它的原子结构示意图为 。（5）丁的氧化物的晶体结构与）丁的氧化物的晶体结构与 的晶体结构相似的晶体结构相似2021/5/2216六、金属晶体六、金属晶体原子原子在在二维二维平面上的平面上的两种放置方式两种放置方式非密置层和密置层非密置层和密置层非密置层非密置层配位数为配位数为密置层密置层配位数为配位数为2021/5/2217三维堆积三维堆积四种方式四种方式金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型简简单单立立方方堆堆积积钾型（体钾型（体心立方）心立方）由由非非密密置置层层一一层层一一层层堆堆积积而而成成2021/5/2218镁型镁型铜型铜型金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的原子堆积模型金属晶体的原子堆积模型2021/5/2219金属晶体的四种堆积模型对比金属晶体的四种堆积模型对比堆积模型堆积模型典型代表典型代表空间利用率空间利用率配位数配位数晶胞晶胞简单立方简单立方PoPo52%52%6 6钾型钾型(bcp bcp)K K、NaNa、FeFe68%68%8 8镁型镁型(hcp)(hcp)MgMg、ZnZn、TiTi74%74%1212铜型铜型(ccp)(ccp)Cu,Ag,AuCu,Ag,Au74%74%12122021/5/2220七七.离子晶体离子晶体NaCl和和CsCl的晶胞的晶胞2021/5/2221NaClNaCl晶体晶体每个每个NaNa+同时吸引同时吸引6 6个个ClCl-，每个每个ClCl-同时吸引同时吸引6 6个个NaNa+每个每个ClCl（Na+Na+）同时吸引）同时吸引1212个个ClCl（NaNa+）2021/5/2222 在氯化铯晶体中，每个在氯化铯晶体中，每个Cl-(或或Cs+)周围与之最接近周围与之最接近且距离相等的且距离相等的Cs+(或或Cl-)共有共有 ；这几个；这几个Cs+(或或Cl-)在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为 ；在每个；在每个Cs+周围距离相等且最近的周围距离相等且最近的Cs+共有共有 ；这几个；这几个Cs+(或或Cl-)在空间构成的几何构型为在空间构成的几何构型为 ；CsCl晶体晶体8个个立方体立方体6 个个正八面体正八面体2021/5/2223(1)(1)几何因素几何因素-正负离子的半径比正负离子的半径比(r(r+/r/r-)(2)(2)电荷因素电荷因素-正负离子的电荷比正负离子的电荷比(3)(3)键性因素键性因素-离子键的纯粹程度离子键的纯粹程度r+/r-r+/r-0.2250.2250.4140.414 0.4140.4140.7320.7320.7320.7321.001.00配位数配位数1.1.离子晶体中离子的配位数的决定离子晶体中离子的配位数的决定因素因素2021/5/22242.2.晶格能晶格能1.1.晶格能晶格能:在标准状况下在标准状况下,气态正离子和气态负气态正离子和气态负离子形成离子形成1mol1mol离子晶体所释放的能量离子晶体所释放的能量.2.2.影响影响晶格能的因素晶格能的因素:(1)(1)与正负离子电荷成正比与正负离子电荷成正比(2)(2)与核间距成反比与核间距成反比(与半径成反比与半径成反比)3.3.晶格能与离子晶体的物理性质晶格能与离子晶体的物理性质:晶格能越大晶格能越大,离子晶体越稳定离子晶体越稳定,熔沸点越高、硬熔沸点越高、硬度越大度越大.2021/5/2225 晶体中微粒的排列、个数的计算晶体中微粒的排列、个数的计算 在氯化钠晶体中，在氯化钠晶体中，每个每个Na+周围与周围与之最接近且距离之最接近且距离相等的相等的Cl-共有共有 个；这几个个；这几个Cl-在在空间构成的几何空间构成的几何构型为构型为 。6正八面体正八面体2021/5/2226八、混合型晶体八、混合型晶体2021/5/2227达标潜能练习达标潜能练习1、下列不存在化学键的晶体是：、下列不存在化学键的晶体是：A.硝酸钾硝酸钾 B.干冰干冰 C.石墨石墨 D.固体氩固体氩2、常温常压下的分子晶体是：、常温常压下的分子晶体是：A.碘碘 B.水水 C.硫酸铵硫酸铵 D.干冰干冰3、同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相、同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相同的是：同的是：A、I2 Ar N2 Si B、金刚石、金刚石 O2 F2C、Ba(OH)2 K2O CaCl2 D、HCHO CO2 C2H5OH2021/5/22284 4、下列有关共价化合物的说：、下列有关共价化合物的说：具有较低的熔沸点具有较低的熔沸点不是电解质不是电解质固态时是分子晶体固态时是分子晶体都由分子构成都由分子构成液态时不导电，其中一定正确的说法是：液态时不导电，其中一定正确的说法是：A.B.C.D.A.B.C.D.全部正确全部正确5 5、关于晶体的下列说法正确的是：、关于晶体的下列说法正确的是：A A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C C、原子晶体的熔点一定比金属晶体的高原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低达标潜能练习达标潜能练习2021/5/22296 6、晶体中一个微粒周围有、晶体中一个微粒周围有6 6个微粒，这种晶体是：个微粒，这种晶体是：A.A.金刚石金刚石 B.B.石墨石墨 C.C.干冰干冰 D.D.氯化钠氯化钠7 7、许多事实都证明氯化铝是分子晶体、许多事实都证明氯化铝是分子晶体.请你设请你设计一个实验证实这一结论计一个实验证实这一结论.实验方案为实验方案为:_达标潜能练习达标潜能练习2021/5/2230汇报结束谢谢大家!请各位批评指正