晶体结构(3__原子晶体与分子晶体).ppt

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1、平行六平行六面体面体无隙并置无隙并置晶胞特点：晶胞都是晶胞特点：晶胞都是平行六面体平行六面体.晶胞在晶胞在晶体中晶体中“无隙并置无隙并置”.1、现有甲、乙、丙、丁四种现有甲、乙、丙、丁四种晶胞晶胞,可推可推知：甲晶体中知：甲晶体中A与与B的离子个数比为的离子个数比为 ；乙晶体的化学式为；乙晶体的化学式为；丙晶体的；丙晶体的化学式为化学式为_；丁晶体的化学式为；丁晶体的化学式为_。1：1C2DEFXY3Z7 7、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳

2、原子，是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是它的化学式是 。解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：Ti14C132、钙钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛钛矿晶胞结构，求该晶体中矿晶胞结构，求该晶体中1）钙、钛、氧）钙、钛、氧的微粒个数比为多少的微粒个数比为多少？3）钙、钛、氧元素）钙、钛、氧元素的相对原子质量分别为的相对原子质量分别为a,b,c.钛原子间的距钛原子间的距离为离为dnm,则晶体的密度为？（则晶体的密度为？（g/cm3）复习

3、：复习：1 1、什么是分子晶体？试举例说明。、什么是分子晶体？试举例说明。2 2、分子晶体通常具有什么样的物理性质？、分子晶体通常具有什么样的物理性质？3 3、典型的分子晶体有哪些？、典型的分子晶体有哪些？4 4、分子晶体的堆积方式？、分子晶体的堆积方式？P67 P67 资料卡片资料卡片2.下列属于分子晶体的是下列属于分子晶体的是（）A、CaO、NO、CO B、Cl2、H2O2、HeC、CO2、SO2、MgCl2D、CH4、NH3、NaOH1.下列性质符合分子晶体下列性质符合分子晶体的是的是（）A、熔点是、熔点是1070，易溶于水，水溶液能导电。，易溶于水，水溶液能导电。B、熔点是、熔点是10

4、.31，液态不导电，水溶液能导电。，液态不导电，水溶液能导电。C、不能溶于水，熔点是、不能溶于水，熔点是1723，沸点是，沸点是2230。D、熔点是、熔点是97.81，质软、导电，密度是，质软、导电，密度是0.97g/cm3。BB思考与交流思考与交流 比较比较COCO2 2和和SiOSiO2 2的一些物理性质的一些物理性质和结构，试和结构，试判断判断SiOSiO2 2晶体是否属于分晶体是否属于分子晶体。子晶体。物质物质COCO2 2SiOSiO2 2熔点熔点-56.2-56.217231723沸点沸点-78.5-78.522302230（一）原子晶体（一）原子晶体所有所有 间通过间通过 结合而

5、成的结合而成的具有具有 结构的晶体结构的晶体(又称共价晶体又称共价晶体)组成微粒组成微粒:微粒间作用力微粒间作用力:1 1、定义：、定义：共价键共价键空间网状空间网状原子原子原子原子只有共价键只有共价键不同于分子晶体！不同于分子晶体！（1 1）某些非金属单质：）某些非金属单质：硼（硼（B B）、金刚石（）、金刚石（C C）、硅（）、硅（Si Si）、）、锗（锗（GeGe）等）等（2 2）某些非金属化合物：）某些非金属化合物：SiC(SiC(金刚砂金刚砂)、BNBN、SiOSiO2 2等等2 2、常见原子晶体、常见原子晶体10928共价键共价键3 3、典型的原子晶体、典型的原子晶体晶体中碳原子与

6、晶体中碳原子与C-CC-C键数目比键数目比 。1 1：2 2白球表示 硅原子SiO2平 面结构利用金刚石的结构来推断利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构的空间结构金刚石的结构18010928SiO共价键晶体中晶体中SiSi原原子与子与O O原子个原子个数比为数比为 。1 1：2 2晶体中晶体中SiSi原子与原子与Si-OSi-O键数目键数目之比为之比为 。1 1：4 4SiOSiO2 2晶体晶体4 4、原子晶体的特点原子晶体的特点、晶体中、晶体中 单个分子存在；化学式只单个分子存在；化学式只代表代表 。没没有有原子个数之比原子个数之比、熔、沸点、熔、沸点 ；硬度；硬度 ；溶溶于一般溶剂；于

7、一般溶剂；导电。导电。很很高高很很大大难难不不5 5、影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：共价键的强弱共价键的强弱键长的大小键长的大小 一般键长越小，键能越一般键长越小，键能越 ，原子，原子晶体的熔沸点越晶体的熔沸点越 ，硬度越，硬度越 。大大高高大大小结小结1 1：分子晶体与原子晶体的比较：分子晶体与原子晶体的比较晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体概念概念组成微粒组成微粒 作用力作用力熔沸点熔沸点硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构合而形成空间网状结构分子间以分子间分子间以分子间作用

8、力结合作用力结合原子原子分子分子共价键共价键分子间作用力分子间作用力很大很大较小较小很大很大较小较小不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂部分溶于水部分溶于水不导电，个别为半导体不导电，个别为半导体固体和熔化状态固体和熔化状态都不导电，部分都不导电，部分溶于水导电溶于水导电1 1、下列物质属于原子晶体的下列物质属于原子晶体的化合物是化合物是 （）A.A.金刚石金刚石 B.NaOH B.NaOH C.C.二氧化硅二氧化硅 D.D.干冰干冰C C课堂练习课堂练习2 2、氮化硅、氮化硅(Si(Si3 3N N4 4)是一种新型的耐是一种新型的耐高温耐磨材料高温耐磨材料,在工业上有广泛的在工业上有广泛的应用应用

9、,它属于它属于 （）A.A.原子晶体原子晶体 B.B.分子晶体分子晶体 C.C.金属晶体金属晶体 D.D.离子晶体离子晶体A A课堂练习课堂练习3 3、石墨晶体的层状结构，层内为平面正、石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：六边形结构（如图），试回答下列问题：课堂练习课堂练习石墨晶体结构石墨晶体结构石墨的晶体结构俯视图石墨的晶体结构俯视图层状结构的基本单元层状结构的基本单元石墨的层状结构石墨的层状结构可移动的电子：可移动的电子：石墨晶体结构石墨晶体结构石墨的晶体结构俯视图石墨的晶体结构俯视图层状结构的基本单元层状结构的基本单元图中平均每个图中平均每个正六边形占有碳

10、正六边形占有碳原子数为原子数为 个。个。占有的碳碳键数占有的碳碳键数为为 个。个。23石墨晶体结构石墨晶体结构石墨的晶体结构俯视图石墨的晶体结构俯视图层状结构的基本单元层状结构的基本单元碳原子数目与碳原子数目与C-CC-C化学键数目之化学键数目之比为比为 。2：35.5.右图是某晶右图是某晶体的基本结构体的基本结构单元单元.试推测它试推测它们的化学式为们的化学式为 【问题解决问题解决】MgB26.6.右图是某晶右图是某晶体的基本结构体的基本结构单元单元.试推测它试推测它们的化学式为们的化学式为:【问题解决问题解决】XY3Z课堂练习课堂练习4 4、已知晶体硼的基本结构、已知晶体硼的基本结构单元是

11、由硼原子组成的单元是由硼原子组成的正二正二十面体十面体，如图所示：其中有，如图所示：其中有二十个等边三角形二十个等边三角形的面和一的面和一定数目的顶点，每个顶点为定数目的顶点，每个顶点为一个硼原子，试通过观察分一个硼原子，试通过观察分析右图回答：此基本结构单析右图回答：此基本结构单元是由元是由_个硼原子构成，个硼原子构成，有有_个个B-BB-B化学键，相邻化学键，相邻B-B-B B键的键角为键的键角为_._.1212303060600 0四种类型晶体比较四种类型晶体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 金属晶体金属晶体概念概念 离子间离子键离子间离子键 原

12、子间共价键原子间共价键 分子分子间作用力分子分子间作用力 金属离子和金属离子和e金属键金属键构成微粒构成微粒 阴、阳离子阴、阳离子 原子原子 分子分子 金属离子和金属离子和e作用力作用力 离子键离子键(晶格能晶格能)共价键共价键(键能键能)分子间作用力分子间作用力 金属键金属键(原子化热原子化热)物理性质物理性质熔沸点熔沸点 较高较高 很高很高 很低很低 一般较高少数低一般较高少数低硬度硬度 较硬较硬 很大很大 硬度小硬度小 多数硬少数软多数硬少数软溶解性溶解性 差异大差异大 难溶任何溶剂难溶任何溶剂 相似相溶相似相溶 难溶难溶导电性导电性 溶、熔可溶、熔可 硅、石墨可硅、石墨可 部分水溶液可

13、部分水溶液可 固、熔可固、熔可实例实例 盐盐 MOH MO C Si SiO2 SiC HX XOn HXOn 金属或合金金属或合金混合晶体混合晶体 金刚石金刚石石墨石墨有一些晶体，晶体内同时存在若干种不同的有一些晶体，晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质，这作用力，具有若干种晶体的结构和性质，这类晶体称为混合型晶体类晶体称为混合型晶体 。典型的混合型晶体典型的混合型晶体石墨石墨在石墨晶体中，同层的碳原子以在石墨晶体中，同层的碳原子以sp2sp2杂化形成杂化形成共价键。每个共价键。每个C C原子以原子以3 3个共价键与别处个共价键与别处3 3个个C C原子相连，形成无限

14、的正六角形的蜂巢状的原子相连，形成无限的正六角形的蜂巢状的片层结构，在同一平面的片层结构，在同一平面的C C原子还剩下一个原子还剩下一个p p轨道和一个轨道和一个p p电子，这些电子，这些p p轨道相互平行，且轨道相互平行，且垂直于垂直于C C原子原子sp2sp2杂化构成的平面，形成了离杂化构成的平面，形成了离域域键。键。这些电子比较自由，可以在整个这些电子比较自由，可以在整个C C原子平原子平面移动，相当于金属中的自由电子。所以面移动，相当于金属中的自由电子。所以石墨能导热、导电。石墨中层与层之间相石墨能导热、导电。石墨中层与层之间相隔较远，以分子间相互作用力相结合，所隔较远，以分子间相互作

15、用力相结合，所以石墨片层之间容易滑动。在同一平面层以石墨片层之间容易滑动。在同一平面层中的碳原子结合力很强，所以石墨的熔点中的碳原子结合力很强，所以石墨的熔点高，化学性质稳定。由此可见石墨晶体是高，化学性质稳定。由此可见石墨晶体是兼有原子晶体、金属晶体和分子晶体的特兼有原子晶体、金属晶体和分子晶体的特征，是一种混合型晶体。征，是一种混合型晶体。例例1.下列物质在变化过程中，只需克服分子下列物质在变化过程中，只需克服分子间作用力的是间作用力的是()A.食盐溶解食盐溶解B.铁的熔化铁的熔化C.干冰升华干冰升华D.氯化铵的氯化铵的“升华升华”【小试牛刀小试牛刀】C例例2.下列化学式能真实表示物质分子

16、组成下列化学式能真实表示物质分子组成的是的是()A.NaOHB.SO3C.CsClD.NaClB【小试牛刀小试牛刀】例例3：下列两类化合物熔点下列两类化合物熔点()如下：如下：NaF NaCl NaBr NaI 993 801 747 661 993 801 747 661 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 -90.2 -70 5.4 120.5-90.2 -70 5.4 120.5说明说明:为什么钠的卤化物的熔点总是为什么钠的卤化物的熔点总是 比硅的卤化物的熔点高比硅的卤化物的熔点高?为什么钠的卤化物的熔点的递为什么钠的卤化物的熔点的递 变规律与硅的卤化物不一致变规律与硅的卤化物不

17、一致?钠的卤化物是离子晶体钠的卤化物是离子晶体,硅的卤化硅的卤化 物是分子晶体。所以钠的卤化物的熔物是分子晶体。所以钠的卤化物的熔 点总是比硅的卤化物的熔点高。点总是比硅的卤化物的熔点高。离子晶体的熔点随离子半径的增大离子晶体的熔点随离子半径的增大 而降低；分子晶体的熔点随分子质量而降低；分子晶体的熔点随分子质量 的增大而升高。的增大而升高。解解:例例4：下列几种元素之间可以形成哪些下列几种元素之间可以形成哪些二元化合物：二元化合物：Si、C、O、H？各举一例，？各举一例，写出它们的化学式或分子式，预测其熔写出它们的化学式或分子式，预测其熔点高低，简述理由。点高低，简述理由。SiO2 SiC

18、H2O SiH4 CH4 CO 晶晶 型型 原子晶体原子晶体 分分 子子 晶晶 体体 熔熔 点点 很高很高 较高较高 很很 低低解：解：因为结因为结 合力是合力是共价键共价键 分分 子子 间间 力力氢键氢键 最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团族分子，如图所示。顶角和面心的原子的气态团族分子，如图所示。顶角和面心的原子是是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是（它的化学式是（）（A）TiC（B）Ti6C7（C）Ti14C13（D）Ti13C14碳原子碳原子钛原子钛原子C 纳米材料的表面粒子占总

19、粒子的比例极大，纳米材料的表面粒子占总粒子的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状与氯化钠晶胞（如图）纳米颗粒的大小和形状与氯化钠晶胞（如图）的大小和形状相同，则这种纳米颗粒的表面粒的大小和形状相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总离子数的比值为（子数与总离子数的比值为（）（A）7：8 （B）13：14（C）25：26 （D）26：27D D 19961996年诺贝尔奖授予对发现年诺贝尔奖授予对发现年诺贝尔奖授予对发现年诺贝尔奖授予对发现C C6060有重大贡献的的三位科学家。有重大贡献的的三位科学家。有重大贡献的的三位科学

20、家。有重大贡献的的三位科学家。C C6060是形状如球的多面体（如图），该结构的建立基于以下考是形状如球的多面体（如图），该结构的建立基于以下考是形状如球的多面体（如图），该结构的建立基于以下考是形状如球的多面体（如图），该结构的建立基于以下考虑：虑：虑：虑：C C6060分子中每个碳原子只跟相邻的分子中每个碳原子只跟相邻的分子中每个碳原子只跟相邻的分子中每个碳原子只跟相邻的3 3个碳原子形成化学键；个碳原子形成化学键；个碳原子形成化学键；个碳原子形成化学键；C C6060分子只含有五边形和六边形；分子只含有五边形和六边形；分子只含有五边形和六边形；分子只含有五边形和六边形；多面体的顶点数、面

21、数和棱边数的关系遵循多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定律：欧拉定律：欧拉定律：欧拉定律：顶点数顶点数顶点数顶点数 +面数面数面数面数 棱边数棱边数棱边数棱边数 =2=2 据上所述，可推知据上所述，可推知据上所述，可推知据上所述，可推知C C6060分子有分子有分子有分子有1212个个个个五边形和五边形和五边形和五边形和2020个六边形，个六边形，个六边形，个六边形，C C6060分子所含分子所含分子所含分子所含的双键数为的双键数为的双键数为的双键数为3030。请回答下列问题：请回答下列问题：请回答下列问题：请

22、回答下列问题：（1 1）固体）固体）固体）固体C C6060与金刚石相比较，熔点较高者是与金刚石相比较，熔点较高者是与金刚石相比较，熔点较高者是与金刚石相比较，熔点较高者是 ，理，理，理，理由是由是由是由是 。（2 2）试估计）试估计）试估计）试估计C C6060与与与与与与与与F F2 2在一定条件下，能否发生反应生成在一定条件下，能否发生反应生成在一定条件下，能否发生反应生成在一定条件下，能否发生反应生成C C6060 F F6060 ，（填能或不能），（填能或不能），（填能或不能），（填能或不能），简述理由，简述理由，简述理由，简述理由 。（3 3）通过计算确定）通过计算确定）通过计算确定）通过计算确定C C60 60 分子所含单键数是分子所含单键数是分子所含单键数是分子所含单键数是 。（4 4）C C7070分子中所含五边形数为分子中所含五边形数为分子中所含五边形数为分子中所含五边形数为 ，六边形数为，六边形数为，六边形数为，六边形数为 。金刚石金刚石金刚石金刚石6060能能能能12 2512 25练习练习1