離子晶體、分子晶體和原子晶體 第一單元案例

第一節(jié)離子晶體、分子晶體和原子晶體晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)編輯ppt【復(fù)習(xí)提問】我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)鍵的有關(guān)知識。什么叫化學(xué)鍵？又是怎樣分類的呢？化學(xué)鍵離子鍵共價鍵極性共價鍵非極性共價鍵【練習(xí)】指出下列物質(zhì)中的化學(xué)鍵類型？Na2O2、KCl、NH4Cl、HCl、N2、CaO、Na2SO4、NaOH以上物質(zhì)中哪些是離子化合物？哪些是共價化合物？哪些是只含離子鍵的離子化合物？哪些是既含離子鍵又含共價鍵的離子化合物？我們?nèi)粘＝佑|的很多物質(zhì)是固體，其中多數(shù)是晶體。什么是晶體呢？金屬鍵編輯ppt晶體的概念：內(nèi)部原子（或分子、離子、原子團）有

規(guī)則地呈周期排列的固體。晶體的特征：①有規(guī)則的幾何形狀；

②具有一定的熔點。金剛石食鹽編輯ppt為什么這幾種晶體的性質(zhì)有如此大的差異？決定晶體物理性質(zhì)的因素是什么?這是因為：構(gòu)成晶體微粒之間的結(jié)合力不同。結(jié)合力越強，晶體的熔沸點越高，晶體的硬度越大通常根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒種類及粒子之間的相互作用不同，可將晶體分為離子晶體、分子晶體、原子晶體及金屬晶體編輯ppt第一課時離子晶體閱讀并回答下列問題：1.什么叫離子晶體?2.構(gòu)成離子晶體的微粒是什么?3.微粒間的作用力是什么?離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體.陰、陽離子。離子鍵(鍵能較強,破壞時耗能大)強堿、大部分鹽、部分金屬氧化物可形成離子晶體。在離子晶體中，陰陽離子是按照一定規(guī)律在空間排列的。決定離子晶體的物理性質(zhì)①熔沸點較高,硬度較大。②固態(tài)時不導(dǎo)電,熔融或水溶液中能導(dǎo)電。③溶解性：差異較大。4.哪些物質(zhì)可形成離子晶體?為什么NaCl的熔沸點比CsCl高？編輯pptNaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖Na+Cl-Goto3D2、幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)編輯ppt氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)圖編輯pptCsCl晶體結(jié)構(gòu)解析圖Cs+Cl-編輯ppt氯化銫晶體結(jié)構(gòu)編輯ppt氯化鈉的晶格擴展晶胞：晶體中最小的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。每個晶胞中陰陽離子個數(shù)比的求算方法：基本規(guī)律處于頂點的離子,同時為8個晶胞共有,每個離子有1/8屬于該晶胞。處于棱上的離子,同時為4個晶胞共有,每個離子有1/4屬于該晶胞。處于面心的離子,同時為2個晶胞共有,每個離子有1/2屬于該晶胞。處于體心的離子,則完全屬于該晶胞。編輯ppt練習(xí)

某物質(zhì)的晶體中，含A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示（其中前后兩面心上的B原子不能畫出）。晶體中的A、B、C的原子個數(shù)比依次為：（A）1:3:1（B）2:3:1（C）2:2:1（D）1:3:3立方晶胞頂點粒子為8個晶胞共有棱上粒子為4個晶胞共有面上粒子為2個晶胞共有A:B:C=1/8×8:1/2×6:1=1:3:1編輯ppt例:圖是超導(dǎo)化合物----鈣鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)。

請回答：(1)該化合物的化學(xué)式為

。

(2)在該化合物晶體中，與某個鈦離子距離

最近且相等的其它鈦離子共有

個。

【解析】這個晶胞對位于頂點上的每個鈦原子占有的份額為1/8，所以，它單獨占有的鈦原子個數(shù)為8×1/8=1個；它對位于棱上的每個氧原子占有的份額為1/4，所以，它單獨占有的氧原子個數(shù)為12×1/4=3個；它全部擁有體內(nèi)的那一個鈣原子，所以，該晶胞中單獨占有的鈦原子、氧原子和鈣原子的個數(shù)分別為：1、3、1.鈦位于立方體的頂點上，與一個鈦離子距離最近的鈦離子是與它共棱的,與它共棱的離子都是二個，所以，共6個?！敬鸢浮?1)該化合物的化學(xué)式為CaTiO3(2)6個【小結(jié)】：已知晶胞的結(jié)構(gòu)而求晶體的化學(xué)式是最常見的題型。

編輯ppt例題2：已知NaCl晶體的中最小重復(fù)單元(晶胞)如圖所示,氯化鈉的摩爾質(zhì)量為Mg/mol,氯化鈉的密度為ag/cm3,阿佛加德羅常數(shù)為NA

回答下列問題:(1)

每個Na+周圍距離相等且最近的Cl-所圍成的空間構(gòu)型為___(2)

NaCl晶體的晶胞可看作由_____個Na+和____個Cl-組成(3)

每個Na+周圍距離相等且最近Cl-Na+分別有______個(4)

求氯化鈉的晶體中最鄰近的鈉離子和氯離子中心間的距離為____

編輯ppt第二課時分子晶體分子間作用力定義：把分子聚集在一起的作用力叫分子間作用力。

怎樣證明分子間存在作用力？說明了物質(zhì)的分子間存在著作用力這種分子間的作用力又叫做范德瓦爾斯力。

范德瓦爾斯(1837～1923)荷蘭物理學(xué)家。首先研究了分子間作用力。氣態(tài)液態(tài)固態(tài)降溫加壓降溫分子距離縮短分子距離縮短分子無規(guī)則運動分子有規(guī)則排列分子編輯ppt說明：1分子間作用力只存在于分子間?！咎釂枴吭贜aCl、KOH等離子晶體中是否存在分子間作用力？化學(xué)鍵：相鄰的原子之間強烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。2與化學(xué)鍵相比，分子間作用力是一種比較弱的作用。分子間作用力雖然較弱，但不同的分子間的作用相對強弱也略有不同，一般有這樣的規(guī)律：組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力也越大?！舅伎肌糠肿娱g作用力的大小對物質(zhì)的性質(zhì)有影響嗎？3氣體分子能夠凝結(jié)為液體和固體，是分子間作用力作用的結(jié)果。固體熔化為液體要克服分子間作用力，所以分子間作用力越大，物質(zhì)熔點越高；液體變?yōu)闅怏w時，也需克服分子間作用力，分子間作用力越大，則越不易氣化，物質(zhì)沸點越高。編輯ppt范德爾斯力化學(xué)鍵

存在于何種微粒之間

相互作用的強弱分子與分子間的作用力相鄰原子間的相互作用弱（幾到幾十kJ/mol）強（120～800kJ/mol）HCl分子中，H－Cl鍵能為431kJ/mol,

HCl分子間的作用力為21kJ/mol。編輯ppt【思考】教材圖1一6中一些氫化物的沸點，與圖1一4、l－5對比。是什么原因造成NH3、H2O、HF沸點反常？【講述】因為它們的分子之間存在著一種比分子間作用力稍強的相互作用，使得它們只能在較高的溫度下氣化，這種分子之間的相互作用叫做氫鍵。氫鍵定義：在某些氫化物分子間存在著一種比分于間作用力稍強的相互作用，稱為氫鍵。①強度：比分子間作用力稍強，但比化學(xué)鍵弱得多。②表示方法：用“X—H…Y”表示X、Y代表F、O、N等非金屬性強、原子半徑小的原子。③影響：氫鍵的存在使物質(zhì)的熔點、沸點相對較高。④存在：只存在于固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)中，氣態(tài)時無氫鍵?！居懻摗?存在氫鍵的物質(zhì)為何熔點、沸點相對較高？2熱脹冷縮是一種物理現(xiàn)象，但水結(jié)冰時體積膨脹，為什么？3如果水分子間無氫鍵存在，地球上將會是什么面貌？FFHHHHHFFF編輯ppt水可結(jié)冰，CO2也可以形成晶體，食用蔗糖以及I2、H2、H2SO4等都可以晶體形式存在，這些晶體的形成都是通過分子間作用力結(jié)合在一起的。這些晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如何呢？分子晶體定義：分子間通過分子間作用力結(jié)合而成的晶體。特點：有單個分子存在，化學(xué)式就是分子式。實例：多數(shù)非金屬單質(zhì)（如鹵素，氧氣）稀有氣體（如氦，氖，氬）氫化物（如氨，氯化氫）非金屬氧化物（如一氧化碳，二氧化硫）編輯ppt③溶解性:差異很大,即使是同一分子晶體在不同的溶劑中溶解性也有很大的差異.經(jīng)驗規(guī)律:相似相溶原理——非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑；極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。分子晶體的物理性質(zhì)①熔點和沸點較低、硬度較小。②導(dǎo)電性：固態(tài)及熔化時都不導(dǎo)電，溶于水時部分導(dǎo)電?！痉治觥糠肿泳w的構(gòu)成粒子是分子，在固態(tài)及熔化狀態(tài)時仍以分子形式存在，不能導(dǎo)電；像HCl這樣的共價化合物固態(tài)時為分子晶體，溶于水后，在水分子的作用下共價鍵被破壞，可電離為自由移動的離子，因而導(dǎo)電。編輯ppt左圖為CO2分子晶體結(jié)構(gòu)的一部分。觀察圖形，說明每個CO2分子周圍有______個與之緊鄰等距的CO2分子;若設(shè)它們間的間距為dcm,則干冰的密度為:CO2分子結(jié)構(gòu)題析答案:12;ρ=m/v=44NA×4(2d)3g.cm-3編輯ppt1．判斷一種晶體是離子晶體還是分子晶體，一是看構(gòu)成晶體的粒子的種類，二是看粒子之間的相互作用（結(jié)合力），這兩點相互聯(lián)系，缺一不可。2．由晶體性質(zhì)可推斷晶體類型，由晶體類型也可推斷晶體性質(zhì)?！拘〗Y(jié)】下列敘述不正確的是（）A．由分子構(gòu)成的物質(zhì)其熔點一般較低B．分子晶體在熔化時，共價鍵沒有被破壞C．分子晶體中分子間作用力越大，其化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定D．物質(zhì)在溶于水的過程中，化學(xué)鍵一定會被破壞或改變C、D編輯ppt第三課時原子晶體金剛石中每個碳原子與周圍四個碳原子通過四個共價鍵形成正四面體型的結(jié)構(gòu)，伸展成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、因此金剛石中只有通過共價鍵彼此連接的碳原子而沒有獨立存在的單個的分子，這又是一種類型的晶體—原子晶體。編輯ppt微粒間作用力：共價鍵構(gòu)成微粒：原子物理性質(zhì)：熔沸點很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。大部分不導(dǎo)電。（SiO2為半導(dǎo)體材料）實例：金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。注意：原子晶體的化學(xué)式只代表原子個數(shù)最簡比，原子晶體中沒有單個的分子，這一點與離子晶體相似；只有分子晶體類物質(zhì)的化學(xué)式又可叫分子式。定義：原子間通過共價鍵結(jié)合成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。編輯ppt金剛石晶體結(jié)構(gòu)示意圖C原子正四面體結(jié)構(gòu)單元編輯ppt硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖Si原子正四面體結(jié)構(gòu)單元編輯ppt二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖Si原子結(jié)構(gòu)單元O原子編輯ppt原子晶體中共價鍵強弱的比較例：金剛石（C）單晶硅（Si）碳化硅(SiC)中熔沸點的高低順序為：金剛石、碳化硅、單晶硅。原因：原子半徑為r(C)小于r(Si)編輯ppt一些晶體兼容兩種或三種晶體結(jié)構(gòu)的特點，稱為混合型晶體，如干電池的正極材料石墨，就是一種介于原子晶體和分子晶體之間的混合型晶體。石墨—混合型晶體石墨為什么很軟？石墨的熔沸點為什么很高？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強的共價鍵，故熔沸點很高。所以，石墨稱為混合型晶體。石墨的性質(zhì)：熔、沸點高，硬度小，能導(dǎo)電。編輯ppt石墨晶體結(jié)構(gòu)示意圖C原子正六邊形結(jié)構(gòu)單元編輯ppt練習(xí)1.石墨晶體的層內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖