高中化學(xué) 選修三 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5Chapter3晶體晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5(1)晶體自范性的本質(zhì)晶體自范性的本質(zhì):是晶體中粒子微觀空間里是晶體中粒子微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象. (2)晶體自范性的條件之一晶體自范性的條件之一:生長生長速率速率適當(dāng)適當(dāng).自范性自范性微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)晶體晶體有有(能能自發(fā)自發(fā)呈現(xiàn)多面體外呈現(xiàn)多面體外形形)原子在三維空間里原子在三維空間里呈周期性有序排列呈周期性有序排列非晶體非晶體沒有沒有(不能自發(fā)呈現(xiàn)多面不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形體外形)原子排列相對無序原子排列相

2、對無序一、晶體與非晶體一、晶體與非晶體1.晶體與非晶體的區(qū)別晶體與非晶體的區(qū)別上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-52.晶體形成的途徑晶體形成的途徑 熔融態(tài)物質(zhì)凝固熔融態(tài)物質(zhì)凝固. 氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華凝華). 溶質(zhì)從溶液中析出溶質(zhì)從溶液中析出.3.晶體的特性晶體的特性 有規(guī)則的幾何外形有規(guī)則的幾何外形 有固定的熔沸點有固定的熔沸點 物理性質(zhì)物理性質(zhì)(強度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等）各強度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等）各向異性向異性上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5二二. .晶胞晶胞 1.定義定義:晶體中重復(fù)出現(xiàn)的最基本的結(jié)構(gòu)單元晶體中重復(fù)出現(xiàn)的

3、最基本的結(jié)構(gòu)單元三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5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晶胞對質(zhì)點的占有率晶胞體內(nèi)的原子不與其他晶胞分享，完全屬于該晶胞體內(nèi)的原子不與其他晶胞分享，完全屬于該晶胞晶胞 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5 石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如圖），試回答下列問題：（如圖），試回答下列問題：（1 1）圖中平均每個正六邊）圖中平均每個正六邊形占有形占有C C原子數(shù)為原子數(shù)為_個、個、占有的碳碳鍵數(shù)為占有

4、的碳碳鍵數(shù)為_個。個。碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為目之比為_._.練習(xí)一：練習(xí)一：2:32:32 23 3上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5三三.四種晶體的比較四種晶體的比較晶體類型晶體類型 離子晶體離子晶體 原子晶體原子晶體 分子晶體分子晶體 金屬晶體金屬晶體 晶體粒子晶體粒子 陰、陽離子陰、陽離子 原子原子 分子分子 金屬陽離子、自金屬陽離子、自由電子由電子 粒子間作粒子間作用力用力 離子鍵離子鍵共價鍵共價鍵 分子間作用分子間作用力力金屬鍵金屬鍵熔沸點熔沸點 硬度硬度 較高較高 較硬較硬 很高很高 很硬很硬 較低較低 一般較軟一般較軟 一般較高，少部

5、一般較高，少部分低分低 ,一般較硬，一般較硬，少部分軟少部分軟 溶解性溶解性 難溶解難溶解相似相溶相似相溶導(dǎo)電情況導(dǎo)電情況 固體不導(dǎo)電，固體不導(dǎo)電，熔化或溶于水熔化或溶于水后導(dǎo)電后導(dǎo)電 不導(dǎo)電不導(dǎo)電（除硅）（除硅） 一般不導(dǎo)電一般不導(dǎo)電 良導(dǎo)體良導(dǎo)體 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5離子晶體離子晶體 原子晶體原子晶體 分子晶體分子晶體 1.金屬氧化金屬氧化物（物（K2O、Na2O2） 2.強堿強堿（NaOH、KOH、 Ba(OH )23.絕大多數(shù)絕大多數(shù)的鹽類的鹽類 1.金剛石、金剛石、石墨、晶體石墨、晶體硅、晶體硼硅、晶體硼 2. SiC 、 SiO2晶體晶體、 BN晶體晶體1

6、.大多數(shù)非金屬單質(zhì)大多數(shù)非金屬單質(zhì): X2,O2,H2, S8,P4, C60 （除金（除金剛石、石墨、晶體硅、晶體剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外）硼外） 2.氣態(tài)氫化物氣態(tài)氫化物:H2O,NH3,CH4,HX3.非金屬氧化物非金屬氧化物: CO2, SO2, NO2（除（除SiO2外）外） 3.酸酸:H2SO4,HNO34.大多數(shù)有機物大多數(shù)有機物:乙醇，蔗糖乙醇，蔗糖（除有機鹽）（除有機鹽） 上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5電荷數(shù)越大，半徑越小電荷數(shù)越大，半徑越小分子的極性越大分子的極性越大上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5四、金屬晶體的原子堆積模型四、金屬晶體的原

7、子堆積模型原子原子在在二維二維平面上的平面上的兩種放置方式兩種放置方式非密置層和密置層非密置層和密置層非密置層非密置層配位數(shù)為配位數(shù)為密置層密置層配位數(shù)為配位數(shù)為上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5三維堆積三維堆積四種方式四種方式簡簡單單立立方方堆堆積積鉀型鉀型體心體心立方立方由由非非密密置置層層一一層層一一層層堆堆積積而而成成上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5鎂型鎂型銅型銅型金屬晶體的兩種最密堆積方式金屬晶體的兩種最密堆積方式上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5堆積模型堆積模型典型代表典型代表空間利用率空間利用率配位數(shù)配位數(shù)晶胞晶胞簡單立方簡單立方Po52%6

8、鉀型鉀型( bcp )K68%8鎂型鎂型(hcp)Mg74%12銅型銅型(ccp)Cu74%12上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5五五. .離子晶體離子晶體NaCl和和CsCl的晶胞的晶胞上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5NaCl晶體晶體每個每個Na+同時吸引同時吸引6個個Cl-每個每個Cl-同時吸引同時吸引6個個Na+上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5(1)(1)幾何因素幾何因素-正負(fù)離子的半徑比正負(fù)離子的半徑比( (r+/r- )(2)(2)電荷因素電荷因素-正負(fù)離子的電荷比正負(fù)離子的電荷比CaFCaF2 2

9、 晶體中正離子配位數(shù)晶體中正離子配位數(shù)8, 8,負(fù)離子配位數(shù)為負(fù)離子配位數(shù)為 。TiOTiO2 2晶體中正離子的配位數(shù)為晶體中正離子的配位數(shù)為6 6，負(fù)離子的配位數(shù)，負(fù)離子的配位數(shù)為多少？為多少？(3)(3)鍵性因素鍵性因素-離子鍵的純粹程度離子鍵的純粹程度r+/r-0.2250.4140.4140.7320.7321.00配位數(shù)配位數(shù)1. 1.離子晶體中離子的配位數(shù)的決定因素離子晶體中離子的配位數(shù)的決定因素上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-52.2.晶格能晶格能 1.晶格能晶格能:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣態(tài)正離子和氣態(tài)負(fù)氣態(tài)正離子和氣態(tài)負(fù)離子形成離子形成1mol離子晶體所釋放的

10、能量離子晶體所釋放的能量. 2.影響影響晶格能的因素晶格能的因素: (1)與正負(fù)離子電荷成正比與正負(fù)離子電荷成正比 (2)與核間距成反比與核間距成反比(與半徑成反比與半徑成反比) 3.晶格能與離子晶體的物理性質(zhì)晶格能與離子晶體的物理性質(zhì): 晶格能越大晶格能越大,離子晶體越穩(wěn)定離子晶體越穩(wěn)定,熔沸點越高、硬熔沸點越高、硬度越大度越大.上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5六、分子晶體的結(jié)構(gòu)類型六、分子晶體的結(jié)構(gòu)類型范德華力范德華力-分子密堆積分子密堆積條件：分子間作用力只是范德華力條件：分子間作用力只是范德華力范圍：大多數(shù)分子晶體的結(jié)構(gòu)是干冰型范圍：大多數(shù)分子晶體的結(jié)構(gòu)是干冰型上一內(nèi)容下

11、一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5OC干冰干冰 的的晶體結(jié)構(gòu)模型晶體結(jié)構(gòu)模型每個分子周圍與它距離最近且相等的分子有多少個？每個分子周圍與它距離最近且相等的分子有多少個？問題：一個晶胞中含有幾個二氧化碳分子？問題：一個晶胞中含有幾個二氧化碳分子？上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5干冰晶體結(jié)構(gòu)示意圖上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5 在干冰型晶體中，平在干冰型晶體中，平均每個晶胞（如圖）占均每個晶胞（如圖）占有有COCO2 2 分子的個數(shù)為分子的個數(shù)為_，與二氧化碳分子，與二氧化碳分子距離最近且相等的二氧距離最近且相等的二氧化碳分子有化碳分子有 個。個。4 41212最近最近上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5分子晶體的結(jié)構(gòu)類型分子晶體的結(jié)構(gòu)類型氫鍵氫鍵-分子間空隙大分子間空隙大條件：分子間作用力除了范德華條件：分子間作用力除了范德華力力 還有還有氫鍵氫鍵冰的結(jié)構(gòu)冰的結(jié)構(gòu)上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O返回2022-7-5冰晶體的結(jié)構(gòu)示意圖冰晶體的結(jié)構(gòu)示意圖問題：每個水分子周圍與它距離最近且相等的問題：每個水分子周圍與它距離最近且相等的 水分子有多少個？水分子有多少個？上一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄O