晶體結構與性質

1、 通過結晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。 晶體中的微粒按一定的規(guī)則排列。 構成晶體微粒之間的結合力。 結合力越強，晶體的熔沸點越高，晶體的硬度越大。晶體的概念 什么叫晶體? 決定晶體物理性質的因素是什么? 通過結晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。 晶體中的微粒按一定的規(guī)則排列。 構成晶體微粒之間的結合力。 結合力越強，晶體的熔沸點越高，晶體的硬度越大。晶體的概念 什么叫晶體? 決定晶體物理性質的因素是什么?三種典型立方晶體結構三種晶體的熔點晶體的硬度構成晶體的基本微粒和作用力 陰陽離子 分子 原子 金屬陽離子與自由電子陰陽離子間以離子鍵結合，形成離子晶體。分子間以分子間作用力

2、（又稱范德瓦耳斯力）結合，形成 分子晶體。原子間以共價鍵結合，形成原子晶體。金屬離子與自電電子以金屬鍵結合,形成金屬晶體.一、離子晶體 什么叫離子晶體？ 離子晶體的特點？ 哪些物質屬于離子晶體？ 離子晶體中的化學鍵 離子間通過離子鍵結合而成的晶體。 無單個分子存在；nacl不表示分子式。 熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。 水溶液或者熔融狀態(tài)下均導電。 強堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。 離子晶體中一定有離子鍵可能有共價鍵。通常是陰陽離子的半徑越小、通常是陰陽離子的半徑越小、離子的電荷數越高，離子鍵的離子的電荷數越高，離子鍵的作用越強，離子晶體的熔沸點作用越強，離子晶體的熔沸點越高越高二、分子

3、晶體 分子間存在作用力的事實： 由分子構成的物質，在一定條件下能發(fā)生三態(tài)變化，說明分子間存在作用力。影響分子間作用力的因素： 分子的極性 相對分子質量的大小。 分子間作用力與化學鍵的區(qū)別： 化學鍵存在于原子之間（即分子之內），而分子間作用力顯然是在“分子之間”。 強度：化學鍵的鍵能為120800kj/mol，而分子間作用力只有幾到幾十kj/mol。組成相似的分子，極性分組成相似的分子，極性分子的熔、沸點大于非極性子的熔、沸點大于非極性分子分子一般來說，對于組成和結構相一般來說，對于組成和結構相似的物質，分子間作用力隨著似的物質，分子間作用力隨著相對分子質量增加而增大，物相對分子質量增加而增大，

4、物質的熔點、沸點也升高。質的熔點、沸點也升高。（1 1）對于）對于hfhf、h h2 20 0、nhnh3 3熔、沸點反常，熔、沸點反常，原因在于三者都是極性分子原因在于三者都是極性分子( (極性很強極性很強) )分分子間作用力很大，超出了一般的分子間作子間作用力很大，超出了一般的分子間作用力的范圍用力的范圍( (實屬氫鍵實屬氫鍵) )。是介于分子間作。是介于分子間作用力和化學鍵之間的一種特殊的分子間作用力和化學鍵之間的一種特殊的分子間作用力，因此，它們的熔、沸點反常。用力，因此，它們的熔、沸點反常。 2 2 氫鍵：氫鍵：（2 2）表示方法：）表示方法：h hx xh h x x （3 3）水

5、中氫鍵的意義：）水中氫鍵的意義：什么叫分子晶體？什么叫分子晶體？分子晶體的特點？分子晶體的特點？哪些物質可以形成分子晶體？哪些物質可以形成分子晶體？分子晶體中的化學鍵分子晶體中的化學鍵 分子間通過分子間作用力結合成的晶體。 有單個分子存在；化學式就是分子式?！跋嗨葡嗳堋?熔沸點較低，硬度較小，易升華。固體或熔化時不導電，某些溶 于水可導電 鹵素、氧氣、氫氣等多數非金屬單質、稀有氣體、非金屬氫化物、多數非金屬氧化物等。 有的分子晶體中無化學鍵（如：ar等），其它一般含共價鍵3 分子晶體 構成分子晶體的粒子是分子，分子間以分構成分子晶體的粒子是分子，分子間以分子間作用力而結合，而分子之間作用力是一

6、種子間作用力而結合，而分子之間作用力是一種比較弱的作用，比化學鍵弱的多。因此造成分比較弱的作用，比化學鍵弱的多。因此造成分子晶體的硬度小，熔、沸點低子晶體的硬度小，熔、沸點低( (與離子晶體相比與離子晶體相比較較) )。 分子晶體無論是液態(tài)時，還是固態(tài)時，存分子晶體無論是液態(tài)時，還是固態(tài)時，存在的都是分子，不存在可以導電的粒子在的都是分子，不存在可以導電的粒子( (陰、陽陰、陽離子或電子離子或電子) )，故分子晶體熔融或固態(tài)時都不導，故分子晶體熔融或固態(tài)時都不導電，由此性質，可判斷晶體為分子晶體。電，由此性質，可判斷晶體為分子晶體。 分子晶體結構對性質的影響：分子晶體結構對性質的影響：小練習：

7、小練習：1 1、共價鍵、離子鍵和范德、共價鍵、離子鍵和范德瓦耳斯力瓦耳斯力是構成物是構成物質粒子間的不同作用方式，下列物質中，質粒子間的不同作用方式，下列物質中，只含有上述一種作用的是只含有上述一種作用的是 ( ) ( ) a.a.干冰干冰 b. b.氯化鈉氯化鈉 c.c.氫氧化鈉氫氧化鈉 d. d.碘碘 b2 2、在解釋下列物質性質的變化規(guī)律與物質結構間的因果、在解釋下列物質性質的變化規(guī)律與物質結構間的因果關系時，與鍵作用強弱有關的變化規(guī)律是關系時，與鍵作用強弱有關的變化規(guī)律是( ) ( ) a.hfa.hf、hcihci、hbrhbr、hihi常溫下均為氣體常溫下均為氣體 b.nafb.n

8、af、naclnacl、nabrnabr、nainai的熔點依次減低的熔點依次減低 c.fc.f2 2、c1c12 2、brbr2 2、i i2 2的熔、沸點逐漸升高的熔、沸點逐漸升高 d.hd.h2 2s s的熔沸點小于的熔沸點小于h h2 2o o的熔、沸點的熔、沸點 a三、原子晶體 什么叫原子晶體？ 原子晶體的特點？ 哪些物質屬于原子晶體？ 原子晶體的化學鍵 原子間通過共價鍵結合成的具有空間網狀結構的晶體。 熔沸點很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。 金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅 原子晶體中化學鍵為共價鍵1、定義：、定義：2、金屬晶體的特點、金屬晶體的特點（1）有確定的形狀）有確定的形狀

9、（2）構成微粒：金屬離子、自由電子。）構成微粒：金屬離子、自由電子。（4）無單個分子存在）無單個分子存在。（3）微粒間的作用力：金屬鍵）微粒間的作用力：金屬鍵四、金屬晶體四、金屬晶體金屬離子與自由電子之間通過金屬鍵形成晶體。金屬離子與自由電子之間通過金屬鍵形成晶體。當金屬晶體熔融或參加化學反應時金屬鍵被破壞當金屬晶體熔融或參加化學反應時金屬鍵被破壞金屬晶體的結構與其性質有哪些內在聯(lián)系呢金屬晶體的結構與其性質有哪些內在聯(lián)系呢?（1）金屬晶體結構與金屬導電性的關系）金屬晶體結構與金屬導電性的關系（2）金屬晶體結構與金屬的導熱性的關系）金屬晶體結構與金屬的導熱性的關系 金屬容易導熱，是由于自由電子運

10、動時與金屬離子碰撞金屬容易導熱，是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。屬達到相同的溫度。 在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發(fā)生定向運動，因而形成電流，所以金屬容易導電。就會發(fā)生定向運動，因而形成電流，所以金屬容易導電。（3）金屬晶體結構與金屬的延展性的關系）金屬晶體結構與金屬的延展性的關系 金屬晶體中由于金屬離子與自

11、由電子間的相互作用沒有金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相方向性，各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。3、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯(lián)系晶體類型 離子晶體 分子晶體原子晶體 金屬晶體微粒間作用晶體內的構成微粒熔沸點硬度導熱性導電性溶解性實例 離子鍵共價鍵金屬鍵分子間作用力陰、陽離子原子金屬離子及自由電子分子高很高較高低較硬而脆高硬度較硬軟熱的不良導體熱的不良導體熱的良導體熱的不良導體固態(tài)時不導電，熔融或溶與水后可導電非導

12、體，某些溶于水后可導電良導體非導體易溶于極性溶劑，如水等不溶于一般溶劑不溶于一般溶劑相似相溶活潑金屬陽離子+活潑非金屬陰離子形成活潑金屬陽離子+復雜陰離子復雜陽離子+活潑金屬陰離子復雜陽離子+復雜陰離子金剛石、晶體硅、二氧化硅、碳化硅各種金屬及一些合金大多數非金屬單質及其氫化物、惰性氣體及常溫下為氣態(tài)的物質（1）從概念判斷）從概念判斷由金屬元素組成，通過自由電子和金屬陽離子間強烈相互作用而形成的晶體為金屬晶體；構成晶體微粒為分子，微粒間通過分子間作用力而形成的晶體為分子晶體；共價化合物一般為分子晶體，但sio2、sic等為原子晶體；離子化合物一定為離子晶體。（2）由晶體的物理性質判斷）由晶體的

13、物理性質判斷根據導電性判斷根據導電性判斷熔化或固態(tài)時都不導電的一般是原子晶體或分子晶體；熔化或固態(tài)都能導電的一般為金屬晶體；固態(tài)時不導電，熔化或溶于水時能導電的一般為離子晶體；熔化、固態(tài)都不能導電，但溶于水后大多導電的晶體一般是分子晶體。石墨稱為過渡型或混合型晶體能導電。根據機械性能判斷根據機械性能判斷具有高硬度的為原子晶體，較硬且脆的為離子晶體，硬度較差但較脆的為分子晶體，有延展性的為金屬晶體。根據熔、沸點判斷根據熔、沸點判斷離子晶體與原子晶體熔、沸點高于分子晶體。金屬晶體熔沸點有的高，有的低。四種基本晶體類型的判斷方法：四種基本晶體類型的判斷方法：根據下列性質判斷屬于原子晶體的物質是a.

14、熔點為2700，導電性好，延展性強b. 無色晶體，熔點為3550，不導電，質硬，難溶于水及有機溶劑c. 無色晶體，溶于水，質硬而脆，熔點為800，熔化時能導電d. 熔點為56，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導電b1、一般：、一般：原子晶體離子晶體金屬晶體分子晶體原子晶體離子晶體金屬晶體分子晶體2、各自比較：、各自比較：離子晶體：離子半徑小（或陰、陽離子半徑之和越離子晶體：離子半徑?。ɑ蜿帯㈥栯x子半徑之和越小的），離子所帶電荷數越多，鍵能越強，熔、沸點小的），離子所帶電荷數越多，鍵能越強，熔、沸點就越高。就越高。分子晶體：在組成結構均相似的分子晶體中，式量分子晶體：在組成結構均相似的分子晶體中

15、，式量大的分子間作用力就大，熔沸點高；分子極性大，熔大的分子間作用力就大，熔沸點高；分子極性大，熔沸點高；但分子間有氫鍵存在的物質熔沸點偏高。沸點高；但分子間有氫鍵存在的物質熔沸點偏高。原子晶體：成鍵原子半徑小，鍵能大，熔沸點就高。原子晶體：成鍵原子半徑小，鍵能大，熔沸點就高。金屬晶體：金屬離子半徑越小，電荷數越多，其熔金屬晶體：金屬離子半徑越小，電荷數越多，其熔沸點越高。沸點越高。四種基本晶體熔、沸點對比規(guī)律四種基本晶體熔、沸點對比規(guī)律常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列naclcscl金剛石sio2干冰co2石墨na+ cl-na+ cl

16、-下一頁cl-na+常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列nacl離子晶體面心立方體每個 cl 周圍與它最近等距的 na+有6個；每個 cl 周圍與它最近等距 cl的有12個cscl金剛石sio2干冰co2石墨cscl晶體結構示意圖cscl晶體結構示意圖常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列nacl離子晶體面心立方體每個 cl 周圍與它最近等距的 na+有6個；每個 cl 周圍與它最近等距 cl的有12個cscl離子晶體體心立方體每個 cs+ 周圍與它最近等距的 cl有8個；每個cs+ 周圍與它

17、最近等距的 cs+ 有6個金剛石sio2干冰co2石墨金剛石晶體結構示意圖c原子正四面體結構單元金剛石晶體結構示意圖c原子正四面體結構單元硅晶體結構示意圖si原子正四面體結構單元二氧化硅晶體結構示意圖si原子結構單元o原子常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列nacl離子晶體面心立方體每個 cl 周圍與它最近等距的 na+有6個；每個 cl 周圍與它最近等距 cl的有12個cscl離子晶體體心立方體每個 cs+ 周圍與它最近等距的 cl有8個；每個cs+ 周圍與它最近等距的 cs+ 有6個金剛石原子晶體正四面體最小環(huán)上有6個c原子sio2原子晶

18、體硅氧四面體最小環(huán)上有個12原子干冰co2石墨干冰晶體結構分析圖co2 分子中心干冰晶體結構分析圖co2 分子中心常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列nacl離子晶體面心立方體每個 cl 周圍與它最近等距的 na+有6個；每個 cl 周圍與它最近等距 cl的有12個cscl離子晶體體心立方體每個 cs+ 周圍與它最近等距的 cl有8個；每個cs+ 周圍與它最近等距的 cs+ 有6個金剛石原子晶體正四面體最小環(huán)上有6個c原子sio2原子晶體硅氧四面體最小環(huán)上有個12原子干冰co2分子晶體面心立方體等距相鄰有12個co2分子石墨常見晶體的形狀和微

19、粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列nacl離子晶體面心立方體每個 cl 周圍與它最近等距的 na+有6個；每個 na+周圍與它最近等距的cl有12個cscl離子晶體體心立方體每個 cs+ 周圍與它最近等距的 cl有8個；每個cl周圍與它最近等距的 cs+ 有6個金剛石原子晶體正四面體最小環(huán)上有6個c原子sio2原子晶體硅氧四面體最小環(huán)上有12個原子干冰co2分子晶體面心立方體等距相鄰有12個co2分子石墨混合型晶體或過渡型晶體正六邊形層內：每個c原子以共價鍵連接3個c原子層間：分子間作用力 晶體之所以具有規(guī)則的幾何外形，晶體之所以具有規(guī)則的幾何外形，是因其內

20、部的質點作規(guī)則的排列，實際是因其內部的質點作規(guī)則的排列，實際上是晶體中最基本的結構單元重復出現(xiàn)上是晶體中最基本的結構單元重復出現(xiàn)的結果。的結果。 我們把晶體中重復出現(xiàn)的最基本晶體中重復出現(xiàn)的最基本的結構單元叫的結構單元叫晶體的基本單位晶體的基本單位 晶胞對組成晶胞的各質點（晶格點）的占有率如何呢（以立方體形晶胞為例）？晶胞晶胞屬于 8個小立方體頂點：頂點： 1/8體心：體心：1面心：面心：1/2棱邊：棱邊： 1/4立方晶胞立方晶胞體心：體心：1面心：面心： 1/2棱邊：棱邊： 1/4頂點：頂點： 1/8一、晶胞對組成晶胞的各質點的一、晶胞對組成晶胞的各質點的占有率占有率 1、當題給信息為晶體中

21、最小重復單元晶胞（或平面結構）中的微粒排列方式時，要運用空間想象力，將晶胞在三維空間內重復延伸，得到一個較完整的晶體結構，形成求解思路。二、有關晶體的計算二、有關晶體的計算例：例： 在干冰晶體中，平均每個晶胞（如圖）占有co2分子的個數為_，每個co2分子周圍有_個與之緊鄰且等距的co2分子.412ab練習練習1：根據離子晶體的晶胞結構，判斷下根據離子晶體的晶胞結構，判斷下列離子晶體的化學式：（列離子晶體的化學式：（a表示陽離子）表示陽離子）化學式：化學式： ab練習練習2：根據離子晶體的晶胞結構，判斷下根據離子晶體的晶胞結構，判斷下列離子晶體的化學式：（列離子晶體的化學式：（a表示陽離子）表

22、示陽離子）ab化學式：化學式：a2bab化學式：化學式：練習練習3：根據離子晶體的晶胞結構，判斷下根據離子晶體的晶胞結構，判斷下列離子晶體的化學式：（列離子晶體的化學式：（a表示陽離子）表示陽離子）abb化學式：化學式：a練習練習4：根據離子晶體的晶胞結構，判斷下根據離子晶體的晶胞結構，判斷下列離子晶體的化學式：（列離子晶體的化學式：（a表示陽離子）表示陽離子）cabc3小結： 立方體晶胞中各位置上原子總數的計算方法分別是：頂角上的原子總數=1/8頂角原子數棱上的原子總數面心上的原子總數=1/4棱上原子數=1/2面心原子數體心上的原子總數=1體心原子數 2、當題給信息為晶體中微粒的排列方式時，

23、可在晶體結構中確定一個具有代表性的最小重復單元晶胞為研究對象，運用點、線、面的量進行解答。 右圖是石英晶右圖是石英晶體平面示意圖（它實體平面示意圖（它實際上是立體的網狀結際上是立體的網狀結構）構）,其中硅、氧原其中硅、氧原子數之比為子數之比為_.1:2 石墨晶體的層狀結構，層石墨晶體的層狀結構，層內為平面正六邊形結構（如內為平面正六邊形結構（如圖），試回答下列問題：圖），試回答下列問題：（1）圖中平均每個正六邊形占）圖中平均每個正六邊形占有有c原子數為原子數為_個、占有的碳個、占有的碳碳鍵數為碳鍵數為_個。個。（2）層內）層內7個六元環(huán)完全占有個六元環(huán)完全占有的的c原子數為原子數為_個，碳原子

24、個，碳原子數目與碳碳化學鍵數目之比為數目與碳碳化學鍵數目之比為_.14142:32:32 23 3 已知晶體硼的基本結已知晶體硼的基本結構單元是由硼原子組成的構單元是由硼原子組成的正二十面體，如圖所示：正二十面體，如圖所示：其中有二十個等邊三角形其中有二十個等邊三角形的面和一定數目的頂點，的面和一定數目的頂點，每個頂點為一個硼原子，每個頂點為一個硼原子，試通過觀察分析右圖回答：試通過觀察分析右圖回答：此基本結構單元是由此基本結構單元是由_個硼原子構成，有個硼原子構成，有_個個b-b化學鍵，相鄰化學鍵，相鄰b-b鍵的鍵的鍵角為鍵角為_.123030600在離子晶體中，陰、陽離子在離子晶體中，陰、陽離子按一定規(guī)律在空間排列，如圖按一定規(guī)律在空間排列，如圖是是nacl的晶體結構，已知的晶體結構，已知na+與與cl的最近距離為的最近距離為acm。（