晶体结构与性质复习总结课件.ppt
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1、第三第三讲讲 晶体结构与性质晶体结构与性质2014高考化学第一轮复习高考化学第一轮复习考向分析考向分析:1.认识晶体与非晶体的区别认识晶体与非晶体的区别;了解四种晶体了解四种晶体的特征的特征.2.理解四种晶体的结构与性质的关系理解四种晶体的结构与性质的关系,能根能根据有关的理论解释晶体的物理性质据有关的理论解释晶体的物理性质.3.知道四种晶体的结构粒子、粒子间作用知道四种晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别以及里子粒子间作用对晶体性质力的区别以及里子粒子间作用对晶体性质的影响。的影响。4.学会晶胞所含粒子的数的计算方法。学会晶胞所含粒子的数的计算方法。基础回归基础回归1.1.晶体与非晶体晶体与非
2、晶体晶体晶体非晶体非晶体结构特征结构特征结构微粒结构微粒 排列排列结构微粒结构微粒 排排列列性质性质特征特征自范性自范性熔点熔点异同表现异同表现二者二者区别区别方法方法间接方法间接方法看是否有固定的看是否有固定的科学方法科学方法对固体进行对固体进行 实验实验周期性有序周期性有序无序无序有有无无固定固定不固定不固定各向异性各向异性各向同性各向同性熔点熔点X X射线射线-衍射衍射2.晶胞(1)概念:描述晶体结构的基本单元。(2)晶胞的排列特征无隙:相邻晶胞之间没有 。并置:所有晶胞都是 排列的,相同。3晶格能(1)定义:气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:。(2)影响因素离子所
3、带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越 。离子的半径:离子的半径越 ,晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大,形成的离子晶体越 ,且熔点越 ,硬度越 。任何任何间间隙隙平行平行取向取向kJmol1大大小小稳稳定定高高大大一、晶体的常识一、晶体的常识1.晶体与非晶体比较晶体与非晶体比较 本质差别本质差别 性质差别性质差别 制法制法鉴别方法鉴别方法自范自范性性微观结微观结构构固定固定熔点熔点各向各向异性异性晶晶体体非非晶晶体体有无呈周期性有序排列无序排列有有无无凝固凝固凝华凝华结晶结晶X-X-衍射衍射实验等实验等二、四类晶体结构与性质的比较二、四类晶体结构与性质的比较离子晶体离子晶体分子
4、晶体分子晶体金属晶体金属晶体原子晶体原子晶体晶体粒子晶体粒子粒子间作用粒子间作用硬硬 度度熔、沸点熔、沸点溶解性溶解性导电性导电性阴、阳离子阴、阳离子分子分子原子原子金属离子、金属离子、自由电子自由电子金属键金属键离子键离子键分子间作分子间作用力用力共价键共价键较大较大较小较小很大很大一般较大,一般较大,部分小部分小较高较高较低较低很高很高有高有低有高有低易溶于极易溶于极性溶剂性溶剂相似相溶相似相溶难溶难溶难溶,有些难溶,有些可与水反应可与水反应熔化或溶于熔化或溶于水能导电水能导电不易导电不易导电不易导电不易导电 良导体良导体(导电传热)(导电传热)三、四类晶体的比较三、四类晶体的比较晶体类晶
5、体类型型离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体分子晶分子晶体体金属晶金属晶体体构成微构成微粒粒微粒间微粒间作用力作用力阳阴离子阳阴离子原子原子分子分子金属离金属离子和自子和自由电子由电子肯定有离肯定有离子键可能子键可能有共价键有共价键共价键共价键分子间:分子间:范德华力范德华力分子内:分子内:共价键共价键金属键金属键晶体类晶体类型型离子晶离子晶体体原子晶原子晶体体分子晶体分子晶体金属金属晶体晶体是否有是否有分子存分子存在在导导 电电 性性无无无分子、无分子、是巨大是巨大网状结网状结构构有分子有分子无无熔化时熔化时或水溶或水溶液能导液能导电电无或差无或差晶体不导电,晶体不导电,溶于水能电溶于水能电离的
6、,其水离的,其水溶液能导电;溶液能导电;熔化不导电熔化不导电导电导电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熔化时键熔化时键的变化的变化物质种类物质种类断开离子断开离子键、共价键、共价键不一定键不一定断断断键断键不断键不断键减弱减弱大多数盐、大多数盐、强碱强碱活泼金属活泼金属氧化物氧化物金刚石、金刚石、Si、SiO2、SiC、B气体、多气体、多数非金属数非金属单质、酸、单质、酸、多数有机多数有机物物金属金属要点精讲要点精讲要点一要点一 晶体类型的判断晶体类型的判断1.1.依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断 离子晶体的
7、粒子是阴、阳离子,粒子间的作用是离子晶体的粒子是阴、阳离子,粒子间的作用是 离子键;原子晶体的粒子是原子,原子间的作用离子键;原子晶体的粒子是原子,原子间的作用 是共价键;分子晶体的粒子是分子,分子间的作是共价键;分子晶体的粒子是分子,分子间的作 用为分子间作用力,即范德华力;金属晶体的粒用为分子间作用力,即范德华力;金属晶体的粒 子是金属阳离子和自由电子,粒子间的作用是金子是金属阳离子和自由电子,粒子间的作用是金 属键。属键。2.2.依据物质的性质分类判断依据物质的性质分类判断 金属氧化物(如金属氧化物(如K K2 2O O、NaNa2 2O O2 2等)、强碱等)、强碱 (如(如NaOHN
8、aOH、KOHKOH等)和绝大多数的盐类是等)和绝大多数的盐类是离子离子 晶体晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶 体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物 (除(除SiOSiO2 2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐 外)是外)是分子晶体分子晶体。常。常见的见的原子晶体单质原子晶体单质有金刚石、有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的晶体硅、晶体硼等;常见的原子晶体化合物原子晶体化合物有碳有碳 化硅、二氧化硅等。金属单质与合金属于化硅、二氧化硅等。金属单质与合金属于金属晶金属晶
9、 体。体。3.3.依据晶体的熔点判断依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高,常在几百至一千多度。原离子晶体的熔点较高,常在几百至一千多度。原 子晶体的熔点高,常在一千至几千度。分子晶体子晶体的熔点高,常在一千至几千度。分子晶体 熔点低,常在几百度以下至很低温度。金属晶体熔点低,常在几百度以下至很低温度。金属晶体 的熔点差别很大。的熔点差别很大。4.4.依据导电性判断依据导电性判断 固态不导电、熔融态能导电的一定是离子晶体。固态不导电、熔融态能导电的一定是离子晶体。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体,而原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体,而 分子晶体中的电解质溶于水,使分子内的化学键分子
10、晶体中的电解质溶于水,使分子内的化学键 断裂形成自由离子,也能导电。金属晶体是电的断裂形成自由离子,也能导电。金属晶体是电的 良导体。良导体。5.5.依据硬度和机械性能判断依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或略硬而脆;原子晶体硬度大;离子晶体硬度较大或略硬而脆;原子晶体硬度大;分子晶体硬度小且较脆;金属晶体多数硬度差别分子晶体硬度小且较脆;金属晶体多数硬度差别 大,且具有延展性。大,且具有延展性。要点二要点二 晶体熔、沸点高低的判断晶体熔、沸点高低的判断1.1.不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律 原子晶体原子晶体 离子晶体离子晶体 分子晶体分子晶体
11、金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等沸金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等沸 点很高,而汞、镓、铯等沸点很低。点很高,而汞、镓、铯等沸点很低。2.2.原子晶体原子晶体 在原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,在原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。如熔点晶体的熔、沸点高。如熔点:金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 石英石英 硅。硅。3.3.离子晶体离子晶体 一般来说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径一般来说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径 越小,越小,晶格能晶格能越强,其离子晶体的越强,其离子晶体的 熔、沸点就越高熔、沸点就越高,如熔点如熔点:MgOMgCl:MgOMgCl
12、2 2NaClCsClNaClCsCl。4.4.分子晶体分子晶体 (1 1)分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;)分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体,熔、沸点反常地高。如具有氢键的分子晶体,熔、沸点反常地高。如H H2 2OHOH2 2TeHTeH2 2SeHSeH2 2S S。(2 2)组成和结构相似的分子晶体)组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量相对分子质量 越大越大,熔、沸点越高,如熔、沸点越高,如SnHSnH4 4GeHGeH4 4SiHSiH4 4CHCH4 4。(3 3)组成和结构不相似的物质(相对分子质量)组成和结构不相似的物质(相对分子质量 接近),接
13、近),分子的极性越大分子的极性越大,其熔、沸点越高其熔、沸点越高,如如 CONCON2 2,CH,CH3 3OHCHOHCH3 3CHCH3 3。(4 4)同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。)同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。如如CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 5.5.金属晶体金属晶体 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键 越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:NaMgAlNaMgAl。上述总结的规律都是一般规律,在具上述总结的规律都是一般规律,在具 体比较晶体的熔
14、、沸点高低时,体比较晶体的熔、沸点高低时,应先弄清晶体的应先弄清晶体的 类型,然后根据不同晶体类型进行判断,但应注类型,然后根据不同晶体类型进行判断,但应注 意具体问题具体分析,如意具体问题具体分析,如MgOMgO为离子晶体,其熔为离子晶体,其熔 点(点(28522852)要高于原子晶体)要高于原子晶体SiOSiO2 2(1710)(1710)。灵犀一点灵犀一点小结必考点 晶体结构的分析与计算方法1几种典型晶体结构的分析晶体晶体结构晶体详解分子晶体干冰(1)每个晶胞中含有4个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个离子晶体NaCl型(1)每个Na(Cl)周围等距且紧邻的C
15、l(Na)有6个。每个Na周围等距且紧邻的Na有12个(2)每个晶胞中含4个Na和4个ClCsCl型(1)每个Cs周围等距且紧邻的Cl有8个,每个Cs(Cl)周围等距且紧邻的Cs(Cl)有6个(2)如图为8个晶胞,每个晶胞中含1个Cs、1个Cl晶体 晶体结构晶体详解金属晶体简单立方堆积典型代表Po,空间利用率52%,配位数为6体心立方堆积典型代表Na、K、Fe,空间利用率68%,配位数为8六方最密堆积典型代表Mg、Zn、Ti,空间利用率74%,配位数为12面心立方最密堆积典型代表Cu、Ag、Au,空间利用率74%,配位数为122.晶胞中微粒的计算方法均摊法金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体活泼金
16、属活泼金属与非金属与非金属 共价键共价键(空间网状)(空间网状)共价键共价键分子间分子间作用力作用力金金属属键键(金金属属阳阳离离子子、自自由由电电子子)原子原子分子分子离子离子共用电子对共用电子对熔、沸点较高熔、沸点较高熔、沸点较低熔、沸点较低熔、沸点熔、沸点高硬度大高硬度大熔沸点有的很高、熔沸点有的很高、有的较低有的较低C Si B SiO2 SiC离子键离子键分分子子晶晶体体原原子子晶晶体体原子原子得失电子得失电子1(2012新课标,37(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为_gcm3(列式并计算),
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