離子晶體分子晶體原子晶體課件

1、通過結(jié)晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形的固體通過結(jié)晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形的固體晶體中的微粒按一定的晶體中的微粒按一定的規(guī)則規(guī)則排列。排列。2、晶體的基本類型、晶體的基本類型分類依據(jù)分類依據(jù)：構(gòu)成晶體的構(gòu)成晶體的粒子種類粒子種類及粒子間及粒子間 的的相互作用相互作用。晶晶 體體離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體金屬晶體金屬晶體作用力越強，晶體的作用力越強，晶體的越高，晶體的硬度越高，晶體的硬度越大。越大。一、離子晶體一、離子晶體n無單個分子存在；無單個分子存在；NaCl不表示分子式。不表示分子式。n熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。n水溶液或

2、者熔融狀態(tài)下均導電。水溶液或者熔融狀態(tài)下均導電。n強堿、部分金屬氧化物、絕大部分鹽類。強堿、部分金屬氧化物、絕大部分鹽類。n離子離子間通過間通過離子鍵離子鍵結(jié)合而成的晶體。結(jié)合而成的晶體。注意注意NaNa+ClCl- -352641 觀察觀察NaNa+和和ClCl-的位置的位置 每個鈉離子周圍同時吸引著每個鈉離子周圍同時吸引著_個氯離子，個氯離子， 每個氯離子周圍同時吸引著每個氯離子周圍同時吸引著_個鈉離子。個鈉離子。526413NaCl 晶體球棍模型晶體球棍模型6 66 6NaCl的晶體結(jié)構(gòu)：的晶體結(jié)構(gòu)：6：6NaCl NaCl 晶體球棍模型晶體球棍模型每個Cl-周圍與它最近且距離相等的Cl

3、-共有幾個？ClCl- - 每個Cl-周圍與它最近且距離相等的Cl-共有_個 每個Na+周圍與它最近且距離相等的Na+共有_個1212（2 2） CsCl CsCl 晶體晶體CsCsClClCsCl的晶體結(jié)構(gòu)：的晶體結(jié)構(gòu)：8：8在CsCl晶體中 每個Cs+周圍同時吸引著 個Cl- 每個Cl-周圍同時吸引著 個Cs+8 8 CsCl CsCl 晶體中的最小立方體晶體中的最小立方體Cs+Cl- 每個Cs+周圍與它最近且距離相等的Cs+共有_ 個 每個Cl-周圍與它最近且距離相等的Cl- 共有_ 個66CsCs123456為什么為什么NaCl的熔沸點比的熔沸點比CsCl高？高？NaClCsCl熔點熔

4、點沸點沸點 801 645 1413 1290重點規(guī)律：離子晶體熔沸點高低比較重點規(guī)律：離子晶體熔沸點高低比較：判斷判斷NaNaF F,Na,NaClCl,Na,NaBrBr,Na,NaI I熔沸點的高低順序？熔沸點的高低順序？離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強，離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強，熔沸點越高熔沸點越高,硬度越大硬度越大。參考下列熔點數(shù)據(jù)回答：物質(zhì)NaFNaCl NaBr NaI 熔點995801755651物質(zhì)NaClKClRbClCsCl熔點熔點801776715646 鈉的鹵化物從NaF到NaI及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點逐漸_這與_有關。隨_增大_

5、減弱，故熔點逐漸_。 降低降低離子半徑離子半徑離子半徑離子半徑離子鍵離子鍵降低降低【反饋練習】【反饋練習】1 1下列性質(zhì)中，可以證明某化合物內(nèi)一定存在下列性質(zhì)中，可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵的是（離子鍵的是（ ） A.A.晶體可溶于水晶體可溶于水 B.B.具有較高的熔點具有較高的熔點 C.C.水溶液能導電水溶液能導電 D.D.熔融狀態(tài)能導電熔融狀態(tài)能導電D 2. 在NaCl晶體中與每個Cl-距離相等且最近 的幾個Na+所圍成的空間幾何構(gòu)型為 ( ) A. 正四面體 B. 正六面體 C. 正八面體 D. 正十二面體 . 晶胞是指晶體中不斷重復的結(jié)構(gòu)單元。晶胞是指晶體中不斷重復的結(jié)構(gòu)單元。 下

6、圖是氯化鈉的一個晶胞。提問：下圖是氯化鈉的一個晶胞。提問： 一一 個氯化鈉個氯化鈉晶胞占有多少個氯離子？占有多少個鈉離子？晶胞占有多少個氯離子？占有多少個鈉離子？Cl-Na+體心體心1面心面心21棱棱41頂點頂點81n位于頂點的微粒，晶胞完全擁有其位于頂點的微粒，晶胞完全擁有其1/8。n位于棱上的微粒，晶胞完全擁有其位于棱上的微粒，晶胞完全擁有其1/4。n位于面心的微粒，晶胞完全擁有其位于面心的微粒，晶胞完全擁有其1/2。n位于體心的微粒，微粒完全屬于該晶胞。位于體心的微粒，微粒完全屬于該晶胞。晶胞中實際質(zhì)點數(shù)晶胞中實際質(zhì)點數(shù)方法小結(jié)氯化鈉中晶胞中的氯化鈉中晶胞中的氯氯骨架骨架一個氯化鈉晶胞中

7、占有一個氯化鈉晶胞中占有ClCl- -= =（12/4+112/4+1）= 4= 4個個氯化鈉晶胞中的氯化鈉晶胞中的鈉鈉骨架骨架NaNa+ += =（8/8+6/28/8+6/2）= 4= 4個個一個氯化鈉晶胞中占有一個氯化鈉晶胞中占有即每個氯化鈉晶胞中相當于有即每個氯化鈉晶胞中相當于有4個個NaCl。 ACB適合下面結(jié)構(gòu)的化學式是適合下面結(jié)構(gòu)的化學式是 某某晶胞晶胞結(jié)結(jié)構(gòu)如圖所示，構(gòu)如圖所示，晶胞中各微粒晶胞中各微粒個數(shù)分別為：個數(shù)分別為： 銅銅_個個 鋇鋇_個個 釔釔_個個鞏固練習：鞏固練習：2312. 分子晶體分子晶體 分子間分子間以分子間作用力分子間作用力相結(jié)合的晶體晶體 分子晶體分子

8、晶體*構(gòu)成分子晶體的粒構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，子是分子， 粒子間的相互作用粒子間的相互作用是分子間作用力是分子間作用力 分子間作用力（范德瓦爾斯力）分子間作用力（范德瓦爾斯力）分子間作用力與化學鍵的分子間作用力與化學鍵的區(qū)別區(qū)別：n化學鍵化學鍵存在于存在于相鄰原子相鄰原子之間（即分子之之間（即分子之內(nèi)），而內(nèi)），而分子間作用力分子間作用力是在是在“分子之間分子之間” 。n強度：化學鍵的鍵能為強度：化學鍵的鍵能為120800kJ/mol，而分子間作用力只有而分子間作用力只有2到到20 kJ/mol。分子間力要比化學鍵分子間力要比化學鍵弱弱得多得多,不屬于化學鍵不屬于化學鍵. 分子晶體宏觀性質(zhì)分

9、子晶體宏觀性質(zhì)較較低低的熔沸點的熔沸點較較小小的硬度的硬度固態(tài)或熔融狀態(tài)下都固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不不導電導電分子晶體的溶解性與溶質(zhì)與溶劑的分分子晶體的溶解性與溶質(zhì)與溶劑的分子的極性相關子的極性相關 相似相溶相似相溶分子間作用力（范德瓦爾斯力）思考：分子間作用力的大小與什么有關？思考：分子間作用力的大小與什么有關？n應用：對于四氟化碳、四氯化碳、四溴化應用：對于四氟化碳、四氯化碳、四溴化碳、四碘化碳，其熔沸點如何變化？碳、四碘化碳，其熔沸點如何變化？物質(zhì)物質(zhì)SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點（熔點（）-90.2-70.45.2120.5物質(zhì)物質(zhì)SiCl4GeCl4SnCl4PbCl4熔點（熔

10、點（）-70.4 -49.5 -36.2 -15.0物質(zhì)物質(zhì)CF4CCl4CBr4CI4熔點（熔點（）-184-2348.4171物質(zhì)物質(zhì)F2Cl2Br2I2熔點（熔點（）-219.6 -101 -7.2 113.5組成和結(jié)構(gòu)相似組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子量分子量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔熔、沸點沸點越高。影響影響分子間作用力的因素分子間作用力的因素: :解釋解釋:有機物中同系物之間熔沸點的變化規(guī)律有機物中同系物之間熔沸點的變化規(guī)律推測推測:下列物質(zhì)的沸點變化下列物質(zhì)的沸點變化1. CH4 SiH4 GeH4 SnH42. NH3 PH3 AsH3 SbH33. H2O H2S H2

11、Se H2Te4. HF HCl HBr HIH2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一些氫化物的沸點一些氫化物的沸點HF+-HF-+HF-+ 在在HF分子中，由于分子中，由于F原子吸引電子的能力很原子吸引電子的能力很強，強，HF鍵的極性很強，共用電子對強烈地偏鍵的極性很強，共用電子對強烈地偏向向F原子，亦即原子，亦即H原子的電子云被原子的電子云被F原子吸引，使原子吸引，使H原子幾乎成為原子幾乎成為“裸露裸露”的質(zhì)子。這個半徑很小、的質(zhì)子。這個半徑很小、帶部分正電荷的帶部分正電荷的H核，與另一個核，與另一個HF分子帶部分負分子帶

12、部分負電荷的電荷的F原子相互吸引。這種靜電吸引作用就是原子相互吸引。這種靜電吸引作用就是氫鍵。氫鍵。 水分子間形成的氫鍵水分子間形成的氫鍵氫鍵的基本特征氫鍵的基本特征 它比化學鍵弱而比范德瓦爾斯力強，其鍵能約在它比化學鍵弱而比范德瓦爾斯力強，其鍵能約在 1040kJmol-1。 是一種存在于是一種存在于分子之間分子之間也存在于也存在于分子內(nèi)部分子內(nèi)部的作用力的作用力。氫鍵的氫鍵的形成條件形成條件FHFHFHFH表示方法：在形成氫鍵的兩原子間用表示方法：在形成氫鍵的兩原子間用 表示表示 分子中有氫原子和得電子能力強的原子，分子中有氫原子和得電子能力強的原子，如：如：N N、O O、F F；氫鍵的

13、強度：氫鍵的強度： 比分子間作用力稍強，但比化學鍵弱的多比分子間作用力稍強，但比化學鍵弱的多 氫鍵的存在使物質(zhì)的熔、沸點相對氫鍵的存在使物質(zhì)的熔、沸點相對較高較高 結(jié)冰時體積膨脹結(jié)冰時體積膨脹,密度減小密度減小,是水的另一反是水的另一反 常性質(zhì)常性質(zhì),也可以用也可以用氫鍵氫鍵來解釋來解釋.氫鍵的存在對物質(zhì)熔沸點的影響：氫鍵的存在對物質(zhì)熔沸點的影響： n分子晶體的特點分子晶體的特點 n哪些物質(zhì)屬于分子晶體哪些物質(zhì)屬于分子晶體?有單個分子存在；有單個分子存在；化學式就是分子式。化學式就是分子式。熔沸點較低，硬度較小。熔沸點較低，硬度較小。鹵素、氧氣、氫氣等多數(shù)非金屬單質(zhì)、鹵素、氧氣、氫氣等多數(shù)非金

14、屬單質(zhì)、稀有氣體、多數(shù)共價化合物等。稀有氣體、多數(shù)共價化合物等。 討論：討論： CO2和和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過比較試判斷過比較試判斷SIO2晶體是否屬于分子晶體。晶體是否屬于分子晶體。熔點熔點/oC狀態(tài)（室溫）狀態(tài)（室溫）CO2-56.2氣態(tài)氣態(tài)SiO21723固態(tài)固態(tài) 結(jié)論：結(jié)論：SiO2不是分子晶體。那它是什么晶體不是分子晶體。那它是什么晶體呢？呢？. .概念：概念：相鄰相鄰原子原子間以間以共價鍵共價鍵相結(jié)合而形成相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體的晶體 * * *構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，原子間以較強構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，

15、原子間以較強的共價鍵相結(jié)合。的共價鍵相結(jié)合。三原子晶體三原子晶體 在原子晶體中，由于原子間以在原子晶體中，由于原子間以較強較強的的共價共價鍵鍵相結(jié)合，而且形成相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以，所以原子晶體的原子晶體的（1）熔點和沸點高）熔點和沸點高（2）硬度大）硬度大（3）一般不導電）一般不導電（4）且難溶于一些常見的溶劑）且難溶于一些常見的溶劑3.常見的原子晶體常見的原子晶體:金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。10928 共價鍵18010928SiO共價鍵 n原子晶體的特點原子晶體的特點n哪些物質(zhì)屬于原子晶體？哪些物質(zhì)屬于原子晶體？

16、晶體中無單個分子存在；晶體中無單個分子存在； SiO2是是化學式化學式不是不是分子式分子式， Si和和O原子個數(shù)比原子個數(shù)比1 2。熔沸點很高，硬度很大，熔沸點很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。難溶于一般溶劑。不導電。不導電。金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅 原子晶體中沒有單個分子存在，化學式不原子晶體中沒有單個分子存在，化學式不能表示分子式，能表示分子式， 熔沸點很高，硬度很大。熔沸點很高，硬度很大。原子晶體熔沸點高低與共價鍵強弱有關：原子晶體熔沸點高低與共價鍵強弱有關： 原子半徑越短，共價鍵鍵長越短，鍵能原子半徑越短，共價鍵鍵長越短，鍵能越大，鍵越強，熔沸點越

17、高。越大，鍵越強，熔沸點越高。金剛石晶體Si熔點/35501410沸點/48272355金剛石與晶體金剛石與晶體SI的熔、沸點比較的熔、沸點比較石墨中石墨中CC夾角夾角為為120， CC鍵鍵長為長為(0.142nm) 1.421010 m分子間作用力,層間距3.35 1010 mCC 共價鍵石墨石墨 石墨為什么石墨為什么很軟很軟？ 石墨的熔沸點為什很高？石墨的熔沸點為什很高？ 石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟，硬度小?；瑒樱允苘?，硬度小。 石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原

18、子之間存在很強的共價鍵，故熔沸點很高。的共價鍵，故熔沸點很高。 所以，石墨稱為混合型晶體。所以，石墨稱為混合型晶體?；旌闲途w混合型晶體石墨晶體的層內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖所示，每一層由無數(shù)個正石墨晶體的層內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖所示，每一層由無數(shù)個正六邊形構(gòu)成，則平均每一個正六邊形所占六邊形構(gòu)成，則平均每一個正六邊形所占的碳原子數(shù)為的碳原子數(shù)為_C-C鍵的個數(shù)鍵的個數(shù)_2 3 3已知硼的熔點為已知硼的熔點為23002300，沸點為，沸點為25502550，晶體硼屬于晶體硼屬于 晶體。晶體。已知晶體中的結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十已知晶體中的結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有面體，其中有2020個等邊三角形的面

19、和一定數(shù)目的頂個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂角，每個頂點有各有一個硼原子。角，每個頂點有各有一個硼原子。 此基本單元是由此基本單元是由 個硼原子構(gòu)成，其中個硼原子構(gòu)成，其中BB 鍵的鍵角為鍵的鍵角為 ，共有，共有 個個BB單鍵。單鍵。原子原子 1/5320 =12601/2320 = 30知識歸納晶體類型晶體類型離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體微粒微粒作用力作用力硬度硬度熔熔沸點沸點導電性導電性典型實例典型實例陰、陽離子分子原子離子鍵范德瓦爾斯力共價鍵較大較小很大較高低很高溶于水或熔融態(tài)下均導電熔融態(tài)不導電不導電NaOH、AgCl、Na2O等等HCl、Cl2、CO2、He、P4

20、、S等等金剛石、碳化硅、剛玉、晶體硅等結(jié)束練習練習 下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是的是 ( ) ( ) （9494年上海高考）年上海高考）（A A）O O2 2、H H2 2、HgHg（B B）COCO2 2、KClKCl、SiOSiO2 2（C C）NaNa、K K、Rb Rb （D D）SiC SiC 、NaClNaCl、SOSO2 2B 分析：分析：熔沸點比較熔沸點比較 原子晶體原子晶體 離子晶體離子晶體 分子晶體分子晶體原子晶體、離子晶體、分子晶體原子晶體、離子晶體、分子晶體分子晶體、離子晶體、原子晶體分子晶體、離子晶體、原子晶體降低降

21、低熔點：熔點：-183 -252 -38.9-183 -252 -38.9物質(zhì)熔沸點高低的比較物質(zhì)熔沸點高低的比較 不同晶型的物質(zhì)的熔沸點高低順序一般是：不同晶型的物質(zhì)的熔沸點高低順序一般是： 原子晶體離子晶體分子晶體。原子晶體離子晶體分子晶體。同一晶同一晶型的物質(zhì)，則晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)型的物質(zhì)，則晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)微粒間的作用微粒間的作用越強，熔沸點越高。越強，熔沸點越高。 不同晶體類型熔沸點高低的判斷：不同晶體類型熔沸點高低的判斷：離子晶體：離子晶體：離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強，離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強，熔沸點越高。熔沸點越高。原子晶體：原子晶體：原子半徑越小，共價鍵鍵能越大

22、，熔沸點越高。原子半徑越小，共價鍵鍵能越大，熔沸點越高。Si，SiO2，SiCSiO2SiC Si分子晶體：分子晶體： 結(jié)構(gòu)相似的分子，分子量越大，分子間作用力結(jié)構(gòu)相似的分子，分子量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高。越大，熔沸點越高。F2，Cl2，Br2，I2F2 Cl2 Br2 I2重要重要練習練習 下列各組物質(zhì)的晶體中，化學鍵類型相同，下列各組物質(zhì)的晶體中，化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是晶體類型也相同的是 ( )( )（A A）SOSO2 2 和和 SiOSiO2 2 （B B） COCO2 2 和和 H H2 2O O （C C）NaCl NaCl 和和 HCl HCl （D D）

23、CClCCl4 4 和和 KClKCl（9393全國高考題）全國高考題）SOSO2 2B SiOSiO2 2COCO2 2 H H2 2O O NaClNaCl HCl HCl CClCCl4 4KClKCl共價鍵共價鍵分子晶體分子晶體共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵離子鍵離子鍵離子鍵離子鍵原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體分子晶體分子晶體離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體分子晶體分子晶體離子晶體離子晶體晶體類型的判斷n從組成上判斷（從組成上判斷（僅限于中學范圍僅限于中學范圍）：）：n從性質(zhì)上判斷：從性質(zhì)上判斷：n有無金屬離子？(有：則多數(shù)為離子晶體)n是否屬于“四種原

24、子晶體”？n以上皆否定，則多數(shù)是分子晶體。n熔沸點和硬度；(高：原子晶體；較高：離子晶體；低：分子晶體)n熔融狀態(tài)的導電性。(導電：離子晶體)結(jié)束選擇下列物質(zhì)，填寫下列空白。選擇下列物質(zhì)，填寫下列空白。 A.干冰干冰 B.金剛石金剛石 C.氯化銨氯化銨 D.氟化鈣氟化鈣 E.固體碘固體碘 F.燒堿燒堿（1）熔化時不需要破壞化學鍵的是）熔化時不需要破壞化學鍵的是 （ ） （2）熔化時需要斷裂共價鍵的是（）熔化時需要斷裂共價鍵的是（ ）（3）熔點最高的是（）熔點最高的是（ ），熔點最低的是（），熔點最低的是（ ）（4）晶體中存在分子的是（）晶體中存在分子的是（ ）（5）晶體中既有離子鍵又有共價鍵的

25、是（）晶體中既有離子鍵又有共價鍵的是（ ）AEBBAAECF分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：A、碳化鋁，黃色晶體，熔點2200，熔融態(tài)不導電；_B、溴化鋁，無色晶體，熔點98 ，熔融態(tài)不導電；_C、五氟化釩，無色晶體，熔點19.5，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物質(zhì)A，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導電_二氧化硅晶體中，每個硅原子周圍有二氧化硅晶體中，每個硅原子周圍有_個氧個氧原子，每個氧原子周圍有原子，每個氧原子周圍有_個硅原子，硅氧個硅原子，硅氧原子個數(shù)比為原子個數(shù)比為_。若去掉二氧化硅晶體中的。若去掉二氧化硅晶體中的氧原子，且把硅原子看做碳原子，則所得空間網(wǎng)狀結(jié)氧原子，且把硅原子看做碳原子，則所得空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與金剛石空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相同，試推測每個硅原子與構(gòu)與金剛石空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相同，試推測每個硅原子與它周圍的它周圍的4個氧原子所形成的空間結(jié)構(gòu)為個氧原子所形成的空間結(jié)構(gòu)為_型；型；并推算二氧化硅晶體中最小的硅氧原子環(huán)上共有并推算二氧化硅晶體中最小