晶體的學(xué)習(xí)課件

宏觀晶體的形貌

晶體:具有規(guī)則幾何外形的固體。非晶體:沒(méi)有規(guī)則幾何外形的固體。自范性晶體非晶體有能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形沒(méi)有不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形晶體SiO2和非晶體SiO2的投影示意圖

瑪瑙3.晶體與非晶體的本質(zhì)差異晶體自范性的本質(zhì):是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象.區(qū)分方法

1、測(cè)定物質(zhì)的熔沸點(diǎn)

2、X-射線衍射實(shí)驗(yàn)

3、測(cè)定物質(zhì)的折射率

4、測(cè)定晶體是否具有各向異性

5、觀察晶體的質(zhì)點(diǎn)排列是否有序自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體非晶體有能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形沒(méi)有不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形原子在三維空間里呈周期性有序排列原子排列相對(duì)無(wú)序宏觀晶體的形貌立方（一）、由晶胞計(jì)算物質(zhì)化學(xué)式的方法體心：1面心：1/2棱邊：1/4頂點(diǎn)：1/8晶胞\體心.avi晶胞\棱.avi晶胞\頂點(diǎn).avi晶胞\面.avi平行六面體晶胞內(nèi)部：1面上：1/2棱上：1/4頂點(diǎn)：1/8小結(jié):晶胞對(duì)質(zhì)點(diǎn)（粒子）的占有率AB練習(xí)1：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽(yáng)離子）化學(xué)式：AB練習(xí)2：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽(yáng)離子）AB化學(xué)式：A2BBA2AB化學(xué)式：練習(xí)3：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽(yáng)離子）ABB化學(xué)式：A練習(xí)4：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：（A表示陽(yáng)離子）CABC3一、分子晶體1、概念分子間以分子間作用力（范德華力，氫鍵）相結(jié)合的晶體叫分子晶體（1）構(gòu)成分子晶體的粒子是分子。（2）粒子間的相互作用是分子間作用力。（3）范德華力遠(yuǎn)小于化學(xué)鍵的作用；（4）分子晶體熔化破壞的是分子間作用力。觀察與思考：

下列兩種晶體有什么共同點(diǎn)？碘晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)(1)較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，易升華；(2)較小的硬度；(3)一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。原因：分子間作用力較弱2、物理特性：分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個(gè)）只有范德華力，無(wú)分子間氫鍵——分子密堆積每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2、O2冰中１個(gè)水分子周圍有４個(gè)水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積有分子間氫鍵——不具有分子密堆積特征分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較規(guī)律分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間的作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化和汽化時(shí)需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。因此，比較分子晶體的熔、沸點(diǎn)高低，實(shí)際上就是比較分子間作用力（包括范力和氫鍵）的大小。二．原子晶體（共價(jià)晶體）1、概念：相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。（1）構(gòu)成原子晶體的粒子是原子；（2）原子晶體的粒子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合；（3）原子晶體熔化破壞的是共價(jià)鍵。109o28′共價(jià)鍵金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖①金剛石中每個(gè)C原子以sp3雜化，分別與4個(gè)相鄰的C原子形成4個(gè)σ鍵，故鍵角為109°28′，每個(gè)C原子的配位數(shù)為4；②每個(gè)C原子均可與相鄰的4個(gè)C構(gòu)成實(shí)心的正四面體，向空間無(wú)限延伸得到立體網(wǎng)狀的金剛石晶體，在一個(gè)小正四面體中平均含有1+4×1/4=2個(gè)碳原子；③金剛石的晶胞中含有C原子為8個(gè)，內(nèi)含4個(gè)小正四面體，含有C-C鍵數(shù)為16。④金剛石中碳原子與C-C鍵比值為1:2180o109o28′SiO共價(jià)鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖2、原子晶體的物理特性在原子晶體中，由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高硬度大一般不導(dǎo)電且難溶于一些常見(jiàn)的溶劑3、原子晶體熔、沸點(diǎn)比較規(guī)律對(duì)于原子晶體，一般來(lái)說(shuō)，原子間鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。（2）金屬晶體的原子在二維平面堆積模型

金屬晶體中的原子可看成直徑相等的小球。將等徑圓球在一平面上排列，有兩種排布方式，按（b）圖方式排列，圓球周圍剩余空隙最小，稱為密置層；按（a）圖方式排列，剩余的空隙較大，稱為非密置層。（a）非密置層

（b）密置層（3）金屬晶體的原子在三維空間堆積模型①簡(jiǎn)單立方堆積（Po）簡(jiǎn)單立方堆積②體心立方堆積—鉀型（堿金屬）體心立方堆積配位數(shù)：8鎂型銅型③鎂型和銅型123456

第二層對(duì)第一層來(lái)講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)1，3，5位。(或?qū)?zhǔn)2，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，

關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來(lái)說(shuō)，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。

第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。123456

于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即ABAB

堆積方式，形成六方緊密堆積。配位數(shù)12。(同層6，上下層各3

)

，空間利用率為74%

下圖是此種六方緊密堆積的前視圖ABABA1234563.鎂型

第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的

2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是

C層。123456123456123456123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排A，于是形成

ABCABC

三層一個(gè)周期。得到面心立方堆積。

配位數(shù)12

。(同層6，上下層各3

)④面心立方:銅型BCA石墨晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)拓展－石墨（1）石墨中C原子以sp2雜化；（2）石墨晶體中最小環(huán)為六元環(huán)，含有C2個(gè)，C-C鍵為3；（3）石墨分層，層間為范德華力，硬度小，可導(dǎo)電；（4）石墨中r（C-C）比金剛石中r（C-C）短。一、離子晶體1、定義：由陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。2、成鍵粒子：陰、陽(yáng)離子3、相互作用力：離子鍵

4、常見(jiàn)的離子晶體：

強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+可見(jiàn)：在NaCl晶體中，鈉離子、氯離子按一定的規(guī)律在空間排列成立方體。主頁(yè)5、晶胞類型：（1）氯化鈉型晶胞（3）與Na+等距離且最近的Na+

、Cl-

各有幾個(gè)？

計(jì)算方法：均攤法頂點(diǎn)占1/8；棱占1/4；面心占1/2；體心占1

（2）每個(gè)晶胞含鈉離子、氯離子的個(gè)數(shù)與Na+等距離且最近的Na+

有：12個(gè)與Na+等距離且最近的Cl-有：6個(gè)①鈉離子和氯離子位于立方體的頂角上，并交錯(cuò)排列。②鈉離子：體心和棱中點(diǎn)；氯離子：面心和頂點(diǎn)（1）鈉離子和氯離子的位置：（2）氯化銫型晶胞---Cs+---Cl-CsCl的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞構(gòu)示意圖CsCl晶胞（1）銫離子和氯離子的位置：銫離子：體心氯離子：頂點(diǎn)；或者反之。（2）每個(gè)晶胞含銫離子、氯離子的個(gè)數(shù)銫離子：1個(gè)；氯離子：1個(gè)（3）與銫離子等距離且最近的銫離子、氯離子各有幾個(gè)？銫離子：6個(gè)；氯離子：8個(gè)(3)CaF2型晶胞①Ca2+的配位數(shù)：8②F-的配位數(shù)：4③一個(gè)CaF2晶胞中含：

4個(gè)Ca2+和8個(gè)F-總結(jié)一離子晶體有什么特點(diǎn)？無(wú)單個(gè)分子存在；NaCl不表示分子式。熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。且隨著離子電荷的增加，核間距離的縮短，晶格能增大，熔點(diǎn)升高。一般易溶于水，而難溶于非極性溶劑。固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液或者熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。哪些物質(zhì)屬于離子晶體？強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。二、晶格能定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時(shí)釋放的能量。晶格能的大小與陰、陽(yáng)離子所帶電荷的乘積成正比，與陰、陽(yáng)離子間的距離成反比。簡(jiǎn)言之,晶格能的大小與離子帶電量成正比,與離子半徑成反比.晶格能越大：形成的離子晶體越穩(wěn)定；（離子鍵越強(qiáng)）熔點(diǎn)越高；硬度越大。仔細(xì)閱讀表3—8，分析晶格能的大小與離子晶體的熔點(diǎn)有什么關(guān)系？離子晶體的晶格能與哪些因素有關(guān)？【總結(jié)歸納二】物質(zhì)的熔點(diǎn)與晶體類型的關(guān)系1、若晶體類型不同，一般情況