晶體的類(lèi)型與性質(zhì)-人教版課件

高三化學(xué)第一章晶體類(lèi)型與性質(zhì)全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(shū)（試驗(yàn)修訂本·選修）人民教育出版社化學(xué)室編著（2002年印刷）晶體的類(lèi)型與性質(zhì)

在日常生活中，我們接觸和使用到許多固態(tài)物質(zhì)，在這些固態(tài)物質(zhì)中，有許多是晶體。例如，自然界中紛飛的雪花、晶瑩透亮的水晶，調(diào)味用的食鹽、味精，以及常作甜味劑的冰糖，等等。這些物質(zhì)雖然都以晶體形式存在，但它們的晶體類(lèi)型和性質(zhì)卻并不相同。晶體的分類(lèi)在晶體里，構(gòu)成晶體的粒子（如分子、原子、離子等）是有規(guī)則排列的，根據(jù)構(gòu)成晶體的粒子種類(lèi)及粒子之間的相互作用不同，可將晶體分為若干類(lèi)型。晶體的類(lèi)型離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體研究晶體的類(lèi)型與性質(zhì)之間的關(guān)系，對(duì)于我們認(rèn)識(shí)物質(zhì)，以及制造新物質(zhì)都很有意義。美麗的晶體萘晶體顯微結(jié)構(gòu)硝酸鉀晶體單晶硅重鉻酸鉀晶體明礬晶體第一節(jié)離子晶體、分子晶體和原子晶體我們知道，NaCl是離子化合物，在NaCl中，Na+和Cl-是以離子鍵相結(jié)合的。在化合物中，像NaCl這樣以離子鍵相結(jié)合的離子化合物還有很多，如CaF2、KNO3、CsCl、Na2O等，它們?cè)谑覝叵露家跃w形式存在。像這樣離子間通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體叫做離子晶體。一、離子晶體離子晶體的結(jié)構(gòu)在離子晶體中，陰、陽(yáng)離子是按一定規(guī)律在空間排列的。下面，我們就以NaCl和CsCl晶體為例來(lái)探討在離子晶體中陰、陽(yáng)離子是怎樣排列的。請(qǐng)注意觀察構(gòu)成NaCl和CsCl晶體的粒子與粒子間的排列方式。討論題什么叫離子晶體？離子晶體的特點(diǎn)？哪些物質(zhì)屬于離子晶體？離子間通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體。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。水溶液或者熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類(lèi)。

NaCl是電解質(zhì)，為什么在熔融狀態(tài)或在水溶液中能導(dǎo)電，而在固態(tài)時(shí)不能導(dǎo)電？

離子晶體通由陰陽(yáng)離子間通過(guò)離子鍵結(jié)合；熔化或或氣化所要克服的離子間的引力而消耗的能量較大，因此熔沸點(diǎn)較高。練習(xí)題1、下列物質(zhì)中，屬于離子晶體的是（）；屬于含共價(jià)鍵的離子晶體是（）A、KBrB、HClC、NaOHD、CO2E、NH4ClF、I22、下列說(shuō)法正確的是（）A、離子晶體中只含離子鍵B、不同元素組成的多原子分子里的化學(xué)鍵一定是極性鍵C、共價(jià)化合物分子里一定不含有離子鍵D、非極性鍵只存在于雙原子和單質(zhì)分子里A．Ca4TiO3B．Ca4TiO6C．CaTiO3D．Ca8TiO123、許多物質(zhì)在通常條件下是以晶體的形式存在，而一種晶體又可視作若干相同的基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，這些基本結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)化學(xué)中被稱(chēng)作晶胞。已知某化合物是由鈣、鈦、氧三種元素組成的晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該物質(zhì)的化學(xué)式為二、分子晶體

我們學(xué)過(guò)的一些物質(zhì)，如H2O、CO2、NH3、CH4等，在固態(tài)時(shí)也以晶體的形式存在，但與NaCl和CsCl晶體不同，它們是由分子通過(guò)分子間作用力結(jié)合而成的。在這些晶體中，構(gòu)成晶體的粒子是分子，像這樣分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體叫做分子晶體。1.分子間作用力和氫鍵什么是分子間力？分子間作用力對(duì)物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等有什么影響呢？把分子聚集在一起的作用力叫分子間作用力?！话銇?lái)說(shuō)，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)也越高。

氣體分子能夠凝結(jié)為液體和固體，是分子間作用作用的結(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(diǎn)就越高；液體變?yōu)闅怏w時(shí)，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)的沸點(diǎn)就越高。50100150-100-150-50-20050100150200-250200250Cl2F2Br2I2F2Cl2Br2I2沸點(diǎn)熔點(diǎn)溫度/℃100200300-100-150-50-20050100150200-250400500CCl4CF4CBr4CF4CCl4CBr4CI4沸點(diǎn)熔點(diǎn)溫度/℃相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量分子間力與熔、沸點(diǎn)的關(guān)系鹵族單質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系四鹵化碳的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系氫鍵沸點(diǎn)/℃1007550250-25-50-75-100-125-1502345H2OH2SH2SeH2Te××××HClPH3SiH4HFHBrHINH3AsH3SbH3CH4GeH4SnH4氫鍵HF分子間的氫鍵水分子間的氫鍵氫鍵具有：①方向性②飽和性HFHFFHHFFH···············HOHHOHHOHHOHHOH············氫鍵氫鍵作用力的大?。簹滏I對(duì)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)產(chǎn)生較大影響介于分子間力和化學(xué)鍵之間。討論：為什么水結(jié)冰時(shí)體積會(huì)膨脹（ρ冰<ρ水）？如果水分子之間沒(méi)有氫鍵存在，地球上將會(huì)是什么樣子？分子晶體的結(jié)構(gòu)討論題什么叫分子晶體？分子晶體的特點(diǎn)？分子間通過(guò)分子間作用力結(jié)合成的晶體。有單個(gè)分子存在；化學(xué)式就是分子式。熔沸點(diǎn)較低，硬度較小，易升華，不導(dǎo)電。

分子晶體的構(gòu)成粒子是分子，在固態(tài)及熔化狀態(tài)時(shí)仍以分子形式存在，不能導(dǎo)電；像HCl這樣的共價(jià)化合物（固態(tài)時(shí)為分子晶體）溶于水后，在水分子作用下，共價(jià)鍵破壞，可電離出自由移動(dòng)的離子，因而能導(dǎo)電。哪些物質(zhì)可以形成分子晶體？鹵素、氧氣、氫氣等多數(shù)非金屬單質(zhì)、稀有氣體、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物等?！緦?shí)驗(yàn)1】

在水、四氯化碳中分別加入蔗糖、磷酸、碘和萘（C10H8）晶體，試觀察這四種分子晶體在上述兩種溶劑中的溶解性，并填寫(xiě)下表。幾種分子晶體在水和四氯化碳中的溶解情況由此得出了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的“相似相溶”結(jié)論：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。練習(xí)1、下列敘述正確的是（）A、由分子構(gòu)成的物質(zhì)其熔點(diǎn)一定較低B、分子晶體在熔化時(shí)，共價(jià)鍵沒(méi)有被破壞C、分子晶體中分子作用力越大，其化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定D、物質(zhì)在溶于水的過(guò)程中，化學(xué)鍵一定會(huì)被破壞或改變。2、下列過(guò)程中，共價(jià)鍵被破壞的是A．碘升華B．溴蒸氣被木炭吸附C．NaCl溶于水D．HCl氣體溶于水三、原子晶體

討論CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過(guò)比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。

通過(guò)比較可以知道，SiO2與CO2在熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等物理性質(zhì)上存在很大的差異，可以推斷SiO2不屬于分子晶體。這是為什么呢？三、原子晶體

研究發(fā)現(xiàn)，SiO2和CO2的晶體結(jié)構(gòu)不同。在SiO2晶體中，1個(gè)Si原子和4個(gè)O原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)Si原子周?chē)Y(jié)合4個(gè)O原子；同時(shí)，每個(gè)O原子跟2個(gè)Si原子相結(jié)合。實(shí)際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1∶2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體（如右圖）。這種相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，叫做原子晶體。原子晶體什么叫原子晶體？原子晶體的特點(diǎn)？哪些物質(zhì)屬于原子晶體？原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。熔沸點(diǎn)很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。原子晶體石墨晶體是一種介原子晶體與分子晶體之間的混合晶體，它也具有金屬晶體的某些性質(zhì)。也有人稱(chēng)其為過(guò)渡晶體。金剛石

、石墨和C60的結(jié)構(gòu)C60結(jié)構(gòu)金剛石與二氧化硅的結(jié)構(gòu)比較氧原子碳原子比較已學(xué)過(guò)的三種晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)類(lèi)型項(xiàng)目離子晶體分子晶體原子晶體構(gòu)成晶體的粒子粒子間的作用典型實(shí)例物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)導(dǎo)電性導(dǎo)熱性硬度判斷晶體類(lèi)型的依據(jù)1、看構(gòu)成晶體的粒子及粒子間的相互作用2、看物質(zhì)的物理性質(zhì)（如：熔沸點(diǎn)或硬度）一般情況下，分子晶體的熔點(diǎn)在200-300℃以下，離子晶體的熔點(diǎn)在幾百到一千多度之間，而原子晶體的熔點(diǎn)通常在1000℃以上。物質(zhì)的溶沸點(diǎn)規(guī)律

1．離子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時(shí)，陰、陽(yáng)離子的半徑越小，離子鍵就越強(qiáng)，從而熔沸點(diǎn)就越高。如MgO＞CaO，NaCl＞NaI等。

2．分子晶體中(不含氫鍵)，分子組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力就越大，其熔沸點(diǎn)越高。如HI＞HBr＞HCl，I2＞Br2＞Cl2等。

3．原子晶體中，結(jié)構(gòu)相似時(shí)，原子半徑越小，鍵能越大，熔沸點(diǎn)越高，非金屬以原子晶體的C，Si，B小三角區(qū)為最高。如金剛石＞晶體硅等。

4．金屬晶體中，離子半徑越小，陽(yáng)離子電荷越高，金屬鍵越強(qiáng)，其熔沸點(diǎn)越高。如Al＞Mg＞Na等。

5．一般情況下，熔沸點(diǎn)與晶體類(lèi)型的關(guān)系是：原子晶體＞離子晶體(金屬晶體)＞分子晶體。如SiO2＞NaCl＞CO2等。練習(xí)1、氮化硼是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料，它是超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)，下列各組物質(zhì)熔化時(shí)所克服的粒子間的作用與氮化硼熔化時(shí)所克服的粒子間的作用相同的是（）A．硝酸鈉和金剛石B．晶體硅和水晶C．冰和干冰D．苯和酒精2、下列各組晶體中，化學(xué)鍵類(lèi)型完全相同，晶體類(lèi)型也完全可以相同的是（）A．SO2、SiO2B．CO2、H2OC．NaCl、HClC．NaOH、KCl練習(xí)3．1996年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了對(duì)發(fā)現(xiàn)C60分子的三位科學(xué)家。C60分子是形如球狀的多面體，每個(gè)碳原子只跟相鄰的本個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，試回答：（1）C60的相對(duì)分子質(zhì)量=

（2）C60與金剛石是（）A．同位素B．同分異構(gòu)體C．同素異形體D．同種物質(zhì)（3）C60固體與金剛石熔點(diǎn)相比更高的是理由是：720C金剛石C60是分子晶體，金剛石是原子晶體。練習(xí)4．在金剛石晶體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，含有共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的碳環(huán)上的碳原子數(shù)和碳、碳鍵的夾角分別是[]

A．6個(gè)，120°

B．6個(gè)，109°28′

C．5個(gè)，109°28′B讀一本好書(shū)，就是和許多高尚的人談話(huà)。---歌德書(shū)籍是人類(lèi)知識(shí)的總結(jié)。書(shū)籍是全世界的營(yíng)養(yǎng)品。---莎士比亞書(shū)籍是巨大的力量。---列寧好的書(shū)籍是最貴重的珍寶。---別林斯基任何時(shí)候我也不會(huì)滿(mǎn)足，越是多讀書(shū)，就越是深刻地感到不滿(mǎn)足，越感到自己知識(shí)貧乏。---馬克思書(shū)籍便是這種改造靈魂的工具。人類(lèi)所需要的，是富有啟發(fā)性的養(yǎng)料。而閱讀，則正是這種養(yǎng)料。---雨果

喜歡讀書(shū)，就等于把生活中寂寞的辰光換成巨大享受的時(shí)刻。---孟德斯鳩如果我閱讀得和別人一樣多，我就知道得和別人一樣少。---霍伯斯[英國(guó)作家]讀書(shū)有三種方法：一種是讀而不懂，另一種是既讀也懂，還有一種是讀而懂得書(shū)上所沒(méi)有的東西。---克尼雅日寧[俄國(guó)劇作家?詩(shī)人]要學(xué)會(huì)讀書(shū)，必須首先讀的非常慢，直到最后值得你精讀的一本書(shū)，還是應(yīng)該很慢地讀。---法奇(法國(guó)科學(xué)家)了解一頁(yè)書(shū)，勝于匆促地閱讀一卷書(shū)。---麥考利[英國(guó)作家]讀書(shū)而不回想，猶如食物而不消化。---伯克[美國(guó)想思家]讀書(shū)而不能運(yùn)用，則所讀書(shū)等于廢紙。---華盛頓(美國(guó)政治家)書(shū)籍使一些人博學(xué)多識(shí)，但也使一些食而不化的人瘋瘋顛顛。---彼特拉克[意大利詩(shī)人]生活在我們這個(gè)世界里，不讀書(shū)就完全不可能了解人。---高爾基讀書(shū)越多，越感到腹中空虛。---雪萊(英國(guó)詩(shī)人)讀書(shū)是我唯一的娛樂(lè)。我不把時(shí)間浪費(fèi)于酒店、賭博或任何一種惡劣的游戲；而我對(duì)于事業(yè)的勤勞，仍是按照必要，不倦不厭。---富蘭克林書(shū)讀的越多而不加思索，你就會(huì)覺(jué)得你知道得很多；但當(dāng)你讀書(shū)而思考越多的時(shí)候，你就會(huì)清楚地看到你知道得很少。---伏爾泰(法國(guó)哲學(xué)家、文學(xué)家)讀書(shū)破萬(wàn)卷，下筆如有神。---杜甫讀萬(wàn)卷書(shū)，行萬(wàn)里路。---顧炎武讀書(shū)之法無(wú)他，惟是篤志虛心，反復(fù)詳玩，為有功耳。---朱熹讀書(shū)無(wú)嗜好，就能盡其多。不先泛覽群書(shū)，則會(huì)無(wú)所適從或失之