晶體結構與性質

組織建設3.1晶體的常識雪花晶體食糖晶體明礬晶體食鹽晶體單質硫看圖導學如何區(qū)分晶體、非晶體？明礬硅藻土鉆石食鹽石蠟雪花泡沫塑料水晶石看圖導學看圖思考晶體SiO2和非晶體SiO2的投影示意圖水晶硅藻土知識1、晶體與非晶體區(qū)別1、晶體：具有規(guī)則幾何外形的固體非晶體：沒有規(guī)則幾何外形的固體自范性原子周期性有序排列排列相對無序內部微粒在空間按一定規(guī)律做周期性重復排列構成的固體物質稱為晶體。交流討論從外觀上看2、晶體自范性本質：熔融態(tài)SiO2有規(guī)則外形的水晶知識拓展粒子微觀空間里呈現(xiàn)周期性有序排列的宏觀表象自范性條件之一：生長速率適當知識1、晶體與非晶體區(qū)別——冷卻形成沒有規(guī)則外形的瑪瑙3、晶體形成的途徑熔融態(tài)物質凝固氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華)溶質從溶液中析出知識拓展知識1、晶體與非晶體區(qū)別問題討論4、晶體非晶體的判斷知識1、晶體與非晶體區(qū)別思考討論粉末狀的固體都是非晶體嗎？怎樣判斷固體是晶體或非晶體？區(qū)分晶體和非晶體科學方法：問題討論4、晶體非晶體的判斷知識1、晶體與非晶體區(qū)別思考討論粉末狀的固體都是非晶體嗎？怎樣判斷固體是晶體或非晶體？晶體有固定熔沸點；非晶體沒有固定熔沸點。5、晶體的特性①有規(guī)則幾何外形（晶體內部質點高度有序性的周期性重復排列——本質特征）②有固定的熔沸點③各向異性（導電性、導熱性、光學性質等）內容解讀知識1、晶體與非晶體區(qū)別雪花水晶石“無隙并置”知識2、晶胞1、晶胞：晶體結構的最小重復單元2、晶體和晶胞關系：晶體可以看作是數量巨大的晶胞無隙并置而成。銅晶體內容解讀2121341體心：1面上：1/2頂點：1/8棱上：1/43、均攤法求晶胞中原子個數24376185知識2、晶胞內容解讀3、均攤法求晶胞中原子個數知識2、晶胞銅晶體晶胞頂角棱上面上體心立方體

1/8

1/4

1/2

1頂點：8×1/8=1面上：6×1/2=3總共：1+3=4銅晶胞銅晶體的一個晶胞中含有多少個銅原子?立方晶胞中質點的占有率思考討論習題導學晶體概念、特征課堂小結晶胞——構成晶體最小的重復單元計算晶胞所包含的微粒數目；確定晶體化學式總結感悟1、計算下面晶胞中含有原子個數習題導學8×—+1=2188×—+1=218(8×—+6×—)×2=818128×—+6×—+4=21812A=4×1/8=1/2

2、下面晶胞中含有原子個數及其化學式

B-A+B=4×1/8=1/2A與B離子的個數比等于:

1:1AB晶體化學式確定——晶胞內不同微粒的個數最簡整數比當堂鞏固該物質化學式:

3．鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數高，在小型變壓器、話筒和擴音器都有應用。如圖為鈦酸鋇晶體的結構示意圖，其化學式是(

)A．BaTi8O12B．BaTi4O5C．BaTi2O4D．BaTiO3

DO在棱上12×1/4Ti在頂點8×1/8Ba在中心屬于晶胞N(Ba):N(Ti):N(O)=1:1:3當堂鞏固4.某晶體的一部分如圖所示。晶體中A、B、C三種粒子數之比是(

)A．3∶9∶4

B．1∶4∶2C．2∶9∶4

D．3∶8∶4這不是立方晶胞結構原子均攤頂點:1/12水平棱:?豎棱:1/6面上:?A:B:C=1:4:2B6×—=?112組織建設化學·選修33.2.1分子晶體圖片導學看圖導學哪些屬于晶體？若不是晶體，請說明理由。交流討論視頻導學下列兩種晶體有什么共同點？與氯化鈉晶體的區(qū)別干冰晶體結構碘晶體結構NaCl晶體結構思考交流知識1、分子晶體1、概念：2、組成微粒：分子3、粒子間作用力：內：共價鍵結合；間：分子間作用力或氫鍵。知識解讀只含分子的晶體思考交流結合表格分析:分子晶體有哪些物理特性？4、物理特性：(1)較低的熔點和沸點，易升華；注:①分子間作用力越大,熔沸點越高(相對分子質量,分子極性,氫鍵②熔化時一般只破壞分子間作用力,不破壞化學鍵。(但S8例外)(2)較小的硬度(3)一般是絕緣體，熔融態(tài)也不導電。(有些在水溶液中可以導電)分子間作用力較弱知識解讀分子間作用力較弱知識1、分子晶體知識1、分子晶體（1）所有非金屬氫化物：H2O，NH3，CH4，HX（2）部分非金屬單質:X2，O2，S8，P4

C60

（3）部分非金屬氧化物:CO2，SO2，NO2，P4O6

（4）幾乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4（5）絕大多數有機物的晶體：乙醇，蔗糖知識歸納5、典型的分子晶體：知識2、分子的堆積氧（O2）的晶體結構碳60的晶胞看圖導學知識2、分子的堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個）1、干冰的晶體結構知識探究冰中１個水分子周圍有４個水分子冰的結構氫鍵具有方向性知識2、分子的堆積知識拓展2、冰的晶體結構3、分子晶體結構特征：(1)密堆積只范德華力，無氫鍵。晶體每分子周圍一般12個緊鄰分子，如：C60、干冰、I2、O2。(2)非密堆積有分子間氫鍵——氫鍵具有方向性,使晶體中的空間利率不高,留有相當大的空隙。這種晶體不具有分子密堆積特征。如：HF、NH3、冰（每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子）當堂感悟知識2、分子的堆積當堂感悟只有范德華力，無分子間氫鍵－分子密堆積有分子間氫鍵－不具有分子密堆積特征如冰等

。課時小結分子晶體由分子構成分子間作用力低熔點、升華、硬度很小等結構特征特點1．下列各組物質各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是(

)A．NH3、HD、C10H8B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、SiO2、P2O5D．CCl4、Na2S、H2O2當堂鞏固單質離子晶體原子晶體B2．下列各物質的固體，屬于分子晶體且分子內只含極性鍵的是(

)A．CO2B．O2C．NH4Br

D．Ar只含非極性鍵只含極性鍵離子晶體稀有氣體原子間無化學鍵A3．SiCl4的分子結構與CCl4相似，下列推測不正確的是(

)A．SiCl4晶體是分子晶體B．常溫、常壓下SiCl4是氣體C．SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子D．SiCl4的熔點高于CCl4當堂鞏固分子晶體

相對分子質量大熔沸點高CCl4正四面體結構與SiCl4相似，含極性鍵的非極性分子B×√√√組織建設化學·選修33.2.2原子晶體圖片導學1、什么是分子晶體？舉例說明。2、分子晶體通常具有什么樣的物理性質？3、典型的分子晶體有哪些？知識回顧比較CO2和SiO2的一些物理性質和結構，判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體干冰金剛石熔點很低3550℃沸點很低4827℃復習回顧問題導學知識1、原子晶體內容解讀1、定義：原子間以共價鍵相結合而形成的空間網狀結構的晶體2、構成微粒：原子3、微粒之間的作用：共價鍵4、氣化或熔化時破壞的作用力：共價鍵5、物理性質：熔沸點高，硬度大，難溶于一般溶劑。(共價鍵鍵能越大，熔沸點越高，硬度越大)6、常見原子晶體⑴非金屬單質：硼(B)、硅(Si)、鍺(Ge)、金剛石等⑵某些非金屬化合物：SiC、BN等⑶某些氧化物：SiO2、Al2O3等109o28′共價鍵1、金剛石結構知識拓展知識2、原子晶體結構1、金剛石晶體中,C采取什么雜化方式？每個C與多少個C成鍵？形成的空間結構？每個C周圍緊鄰的C有多少個？最小C環(huán)由多少C組成？它們是否在同一平面內？2、金剛石中，C數與C—C鍵數比為多少3、12克金剛石中C—C鍵數為多少NA？探究導學思考討論知識2、原子晶體結構①C采取sp3雜化，以共價鍵跟相鄰4個C形成正四面體，且在中心。②正四面體向空間延伸成立體網狀。③所有的C—C鍵長、鍵角相等④最小的碳環(huán)6個C組成，不在同一平面內；⑤每個C參與了4條C—C鍵的形成，在每條鍵中的貢獻只有一半，故C與C—C鍵數之比為1:(4×?)=1：2知識2、原子晶體結構總結感悟SiO2平面結構利用金剛石的結構來推斷SiO2的空間結構SiO2最小的環(huán)有幾個原子組成？金剛石12個（6個Si、6個O）白球表示硅原子知識拓展知識2、原子晶體結構思考討論180o109o28′SiO共價鍵2、二氧化硅的結構知識拓展知識2、原子晶體結構1、在SiO2中每個Si周圍緊鄰的O有

個，每個O周圍緊鄰的Si有

個，在SiO2中Si與O個數之比是

.2、SiO2中每個Si連接有

個共價鍵,每個O連接有

個共價鍵？Si個數與Si－O共價鍵個數之比

.O個數與Si－O之比

.思考交流SiO2結構特征知識2、原子晶體結構交流討論421:2421:41:2①1個Si和4個O形成4個共價鍵，每個Si周圍結合4個O，每個O跟2個Si相結合，Si和O按1:2組成的立體網狀。②最小碳環(huán)由6個Si和6個O組成的12元環(huán)③1molSiO2中含4molSi—O鍵晶體類型原子晶體分子晶體概念組成微粒

作用力熔沸點硬度溶解性導電性相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間網狀結構分子間以分子間作用力結合原子分子共價鍵分子間作用力很大較小很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導電，個別為半導體固體和熔融態(tài)都不導電，部分溶于水導電總結感悟總結感悟課時小結

一般，原子半徑越小，共價鍵鍵長越短，鍵能越大，物質的熔沸點越高，硬度越大。如熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅。原子晶體原子間以共價鍵結合微粒是原子1、根據金剛石結構填空①由圖中觀察可知：每個C被相鄰的

個C原子包圍，以共價鍵跟4個C形成正四面體。正四面體向空間發(fā)展，構成空間網狀結構晶體。每個C-C鍵長

，鍵角均為

。②晶體中最小環(huán)由____個C組成且不共面。③晶體中C數與C-C鍵數之比為：6×?:6×?＝1：2當堂鞏固64相等109。28`當堂鞏固2．下列關于原子晶體和分子晶體的說法不正確的是(

)A.原子晶體硬度通常比分子晶體大B．原子晶體的熔點、沸點較高C．分子晶體中有的水溶液能導電D．金剛石水晶和干冰都屬于原子晶體有些分子晶體溶于水后電離出離子，導電。如硫酸、鹽酸等干冰是分子晶體D原子晶體共價鍵結合，分子晶體以分子間作用力結合×組織建設化學·選修3《物質結構與性質》金屬晶體Ti金屬樣品觀察思考從應用看性質一、金屬共同的物理性質容易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等金屬為什么具有這些共同性質呢?二、金屬的結構1、電子氣理論：由于金屬原子的最外層電子數較少,容易失去電子成為金屬離子,金屬原子釋放出的價電子不專門屬于某個特定的金屬離子,而為許多金屬離子所共有,并在整個金屬中自由運動,這些電子又稱為自由電子。金屬脫落下來的價電子幾乎均勻分布在整個晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，從而把所有金屬原子維系在一起。思考探究決定2、金屬鍵：金屬離子和自由電子之間的強烈的相互作用叫做金屬鍵（電子氣理論）特征：金屬鍵可看成是由許多原子共用許多電子的一種特殊形式的鍵，這種鍵既沒有方向性，也沒有飽和性，金屬鍵的特征是成鍵電子可以在金屬中自由流動，使得金屬呈現(xiàn)出特有的屬性。3、金屬晶體：通過金屬鍵結合形成的單質晶體。金屬單質和合金都屬于金屬晶體組成粒子：金屬陽離子和自由電子微粒間作用力：金屬鍵知識探究用電子氣理論解釋金屬的延展性

當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以在各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變金屬鍵不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展性。自由電子+金屬離子金屬原子錯位+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++知識拓展晶體類型電解質金屬晶體導電時的狀態(tài)導電粒子導電時發(fā)生的變化導電能力隨溫度的變化水溶液或

熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)自由移動的離子自由電子電解質在熔化狀態(tài)或溶于水能導電，這與金屬導電的本質是否相同？化學變化物理變化增強減弱思考探究已知堿金屬元素的熔沸點隨原子序數增大而遞減，試用金屬鍵理論加以解釋。

試判斷鈉、鎂、鋁三種金屬熔沸點和硬度的大小?

同主族元素價電子數相同（陽離子所帶電荷數相同），從上到下，原子（離子）半徑依次增大，則單質中所形成金屬鍵依次減弱，故堿金屬元素的熔沸點隨原子序數的增大而遞減。同周期元素，從左到右，價電子數依次增大，原子（離子）半徑依次減弱，則單質中所形成金屬鍵依次增強，故鈉、鎂、鋁三種金屬熔沸點和硬度的大小順序是：鈉＜鎂＜鋁。一般情況下，金屬晶體熔點由金屬鍵強弱決定：

金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，自由電子越多，金屬鍵越強，熔點就相應越高，硬度也越大。金屬晶體熔點除受金屬鍵影響外還受什么因素影響？知識探究三、金屬晶體的原子堆積模型金屬原子盡可能地互相接近，盡量占據較小的空間。

——緊密堆積動畫演示1、幾個概念配位數：在晶體中與每個微粒緊密相鄰,且距離相等的微粒個數空間利用率：晶體的空間被微粒占滿的體積百分數用來表示緊密堆積程度緊密堆積：微粒之間的作用力使微粒間盡可能的相互接近，使它們占有最小的空間知識探究平面上金屬原子緊密排列的方式

從藍色盒子里取出：4組乒乓球（3個排成一條直線的）將乒乓球放置在平面上，排成4排，使球面緊密接觸，有哪些排列方式？活動探究平面上金屬原子緊密排列的兩種方式配位數為4配位數為611223344564個小球形成一個四邊形空隙，一種空隙。3個小球形成一個三角形空隙，兩種空隙。遷移應用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a:配位數4b:配位數6知識探究三維空間里非密置層金屬原子的堆積方式

先將兩組小球以非密置層的排列方式排列在一個平面上：在其上方再堆積一層非密置層排列的小球，使相鄰層上的小球緊密接觸，有哪些堆積方式？第二層小球的球心正對著第一層小球的球心

第二層小球的球心正對著第一層小球形成的空穴

活動探究簡單立方晶胞（1）簡單立方堆積Po3、金屬晶體的原子在三維空間堆積模型81×8=1每個晶胞含原子：遷移應用1234123456配位數：6同層4，上下層各1簡單立方堆積的空間占有率=52%（1）簡單立方堆積知識探究體心立方晶胞（2）體心立方堆積（鉀型）81×8=2+1每個晶胞含原子：12345678配位數：8上下層各4空間占有率=68%三維空間里密置層金屬原子的堆積方式

將密置層的小球在一個平面上黏合在一起，再一層一層地堆積起來（至少堆4層），使相鄰層上的小球緊密接觸，有哪些堆積方式？注意：堆積方式的周期性、穩(wěn)定性AABB活動探究三維空間里密置層的

金屬原子的堆積方式（1）ABAB…堆積方式（2）ABCABC…堆積方式六方緊密堆積（鎂型）面心立方緊密堆積（銅型）遷移應用12345678910111212配位數：123456同層6，上下層各3(1)六方緊密堆積61×12=6+3+21×2每個晶胞含原子：空間占有率=74%知識探究12345678910111212配位數：同層6，上下層各3123456(2)面心立方緊密堆積81×8=4+21×6每個晶胞含原子：空間占有率=74%堆積方式晶胞類型空間利用率配位數實例面心立方最密堆積簡單立方堆積體心立方密堆積六方最密堆積面心立方六方體心立方簡單立方74%74%68%52％121286Cu、Ag、AuMg、Zn、TiNa、K、FePo金屬晶體的四中堆積模型對比資料卡片課時小結金屬的物理性質金屬晶體金屬的結構電子氣理論金屬鍵金屬晶體原子堆積模型二維空間三維空間非密置層非密置層密置層密置層1、按下列四種有關性質的敘述，可能屬于金屬晶體的是(

)A．由分子間作用力結合而成，熔點低B．固體或熔融后易導電，熔點在1000℃左右C．由共價鍵結合成網狀結構，熔點高D．固體和熔融狀態(tài)不導電，但溶于水后可能導電分子晶體×不是很高,金屬晶體√原子晶體×分子晶體×B當堂鞏固2、下列有關金屬鍵的敘述錯誤的是(

)A．金屬鍵沒有飽和性和方向性B．金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間存在的強烈的靜電吸引作用C．金屬鍵中的電子屬于整塊金屬D．金屬的性質和金屬固體的形成都與金屬鍵有關價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用√既存在靜電吸引作用，也存在靜電排斥作用×整塊金屬共用√與金屬鍵強弱有關√B當堂鞏固組織建設化學·選修33.4.1離子晶體晶體類型原子晶體分子晶體金屬晶體作用力共價鍵范德華力金屬鍵構成微粒原子分子金屬陽離子和自由電子物理性質熔沸點很高很低差別較大硬度很大很小差別較大導電性無（硅半導體）無導體實例金剛石、SiO2、晶體硅、SiCAr、S等Au、Fe、Cu等回顧：三種晶體類型與性質的比較復習回顧離子晶體食鹽圖片導學視頻導學氯化鈉干冰金剛石熔點(℃)801-56.23550為什么氯化鈉的性質與干冰、金剛石的不同？思考討論知識1、離子晶體1、定義：由陽離子和陰離子通過離子鍵結合而成的晶體。2、成鍵粒子：陰、陽離子3、相互作用力：離子鍵4、常見的離子晶體：強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。問題解讀5、晶胞類型：(1)氯化鈉型晶胞①Na+和Cl-的位置：均位于頂角，并交錯排列鈉離子：體心

棱中點氯離子：面心頂點，或反之。②每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數：③與Na+等距離且最近的Na+

有：12個知識解讀知識1、離子晶體Na+：Cl-：

---Cl-

---Na+④NaCl的晶體結構配位數與Na+等距離且最近的Clˉ

有：6個知識解讀知識1、離子晶體(2)氯化銫型晶胞①銫離子和氯離子的位置：Cs+：體心Cl-：頂點；或反之。②每個晶胞含Cs+、Cl-個數：1③與Cs+等距離且最近的Cs+、Cl-Cs+：6個；Cl-：8個(配位數)知識解讀5、晶胞類型：知識1、離子晶體---Cs+---Cl-知識解讀CsCl晶體知識1、離子晶體5、晶胞類型：(3)CaF2型晶胞①一個CaF2晶胞中4個Ca2+和8個Fˉ②Ca2+的配位數：8F-的配位數：4知識解讀知識1、離子晶體5、晶胞類型：(4)ZnS型晶胞①1個ZnS晶胞4個陽離子4個陰離子②陽離子配位數：4

陰離子配位數：4知識解讀知識1、離子晶體5、晶胞類型：6、決定離子晶體結構因素離子鍵的純粹因素7、離子晶體的特點：幾何因素正負離子的半徑比電荷因素正負離子的電荷比鍵性因素知識解讀知識1、離子晶體⑴無單個分子；無分子式。⑵熔沸點較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。⑶一般易溶于水，難溶有機溶劑。⑷固態(tài)不導電，水溶液或熔融狀態(tài)下導電。數據導學填空下表并思考：離子晶體陰離子配位數陽離子配位數NaClCsCl6688什么因素決定了離子晶體中離子的配位數？配位數468半徑比0.2~0.40.4~0.70.7~1.0空間構型ZnSNaClCsCl思考交流根據下表數據分析影響離子晶體中離子配位數的因素。知識2、晶格能1、定義：氣態(tài)離子形成1摩離子晶體時釋放的能量氟化物晶格能/kJ·mol-1NaF923MgF22957AlF35492問題解讀2、晶格能的大小的影響因素