第三章探究晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系(2)課件高二下學期化學人教版選擇性必修2

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)——探究晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系學習目標1.觀察晶胞實物模型和動畫演示，運用切割法計算晶胞中包含的微粒數(shù)目。2.從宏觀和微觀兩個角度對比分析不同類型晶體結(jié)構(gòu)特點，建構(gòu)晶體配位數(shù)尋找的思維模型。3.闡述不同類型晶體結(jié)構(gòu)與物質(zhì)熔沸點之間的關(guān)系，并能依據(jù)晶體類型預測晶體的性質(zhì)。第24屆冬季奧林匹克運動會，即2022年北京冬季奧運會于2022年2月4日開幕，2月20日閉幕。北京冬季奧運會設(shè)7個大項，15個分項，109個小項。奧運獎牌主要是金、銀、銅三種金屬，它們屬于什么晶體類型？開幕式上，晶瑩剔透的“冰雪五環(huán)”驚艷亮相，冰雪又是什么晶體類型?還有，走進國家速滑館“冰絲帶”，映入眼簾的是一整塊1.2萬平方米的冰面，這是目前世界上采用：“二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)”打造的最大的多功能全冰面。傳統(tǒng)的人工造雪主要靠氟利昂，會造成臭氧層空洞。北京冬奧會的造雪用二氧化碳跨臨界制冷制冰技術(shù)，極大降低了碳排放，制冷過程中產(chǎn)生的高品質(zhì)余熱還可回收利用。那么，其中的二氧化碳固體屬于什么晶體類型？有什么結(jié)構(gòu)特點？學習活動任務(wù)展示要求1.金屬晶體金屬晶體的物理性質(zhì)；常見晶體的結(jié)構(gòu)配位數(shù)；熔沸點的比較1.完成學程中相應(yīng)學習活動的內(nèi)容2.根據(jù)課堂要求分組展示，學科班長進行即時評價

2.離子晶體常見離子的晶體結(jié)構(gòu)離子晶體熔沸點的比較（晶格能）3.共價晶體

物理性質(zhì)（熔沸點、硬度）常見共價晶體的結(jié)構(gòu)特點4.分子晶體常見的分子晶體及結(jié)構(gòu)特點分子晶體物理性質(zhì)（熔沸點、硬度）meiyangyang8602請你思考！

金屬晶體中的微粒是通過什么作用結(jié)合在一起的？Ti一、金屬晶體導電性導熱性延展性金屬光澤金屬陽離子和自由電子自由電子在外加電場的作用下發(fā)生定向移動自由電子與金屬陽離子碰撞傳遞熱量晶體中各原子層相對滑動仍保持相互作用吸收波長范圍極廣的光，并重新反射出來1.典型金屬晶體的結(jié)構(gòu)---補充補充1空間利用率：晶胞實際擁有的微粒的總體積與晶胞的體積比，表示堆積程度補充2配位數(shù)：在密堆積中，一個原子或離子周圍所鄰接【距離最近的】的原子或離子的數(shù)目稱為配位數(shù)(1)體心立方堆積（鈉）①體心立方堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：2②體心立方堆積晶胞的配位數(shù)：8③金屬原子的半徑r與正方體的邊長a的關(guān)系：(2)典型結(jié)構(gòu)---面心立方最密堆積（銅）面心立方緊密堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：4面心立方緊密堆積晶胞的配位數(shù)：12金屬原子的半徑r與正方體的邊長a的關(guān)系：(3)六方最密堆積（鎂）六方最密堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：2①六方最密堆積晶胞的配位數(shù)：12②金屬原子的半徑r與正方體的邊長a的關(guān)系：a=2r1.典型金屬晶體的結(jié)構(gòu)總結(jié)---(等徑圓球的堆積)代表物質(zhì)原子個數(shù)配位數(shù)原子半徑和邊長的關(guān)系空間占有率晶體模型簡單立方堆積Po16a=2r52%體心立方密堆積NaKFe2868%六方最密堆積CuAgAu612a=2r74%面心立方最密堆積MgZnTi41274%金屬Na

MgAlCr熔點/℃97.565066019002.金屬的熔、沸點、硬度與金屬鍵的關(guān)系a、金屬元素的原子半徑b、單位體積內(nèi)價電子的數(shù)目一般而言：金屬元素的原子半徑越小，單位體積內(nèi)價電子數(shù)目越多，金屬鍵越強，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點越高。如何堆積呢？二、離子晶體成鍵微粒陰陽離子微粒間作用力離子鍵（1）氯離子采取面心立方最密堆積，鈉離子位于氯離子組成的正八面體空隙中。（2）配位數(shù)：①每個Na＋周圍與之等距且距離最近的Cl-有6個。②它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是正八面體。

(1)典型離子晶體的結(jié)構(gòu)---氯化鈉晶體Na＋Cl－(3）每個Na+周圍與之等距且距離最近的Cl-有___個，Na+有___個。每個Cl-周圍與之等距且距離最近的Na+有____個，Cl-有____個。612126Cl－Na＋【例】MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)（如圖），其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420nm，則r(O2-)為______nm。

提升訓練①每個Cs＋同時吸引8個Cl－，每個Cl－同時吸引8個Cs＋，而Cs＋數(shù)目與Cl－數(shù)目之比為1:1②根據(jù)氯化銫的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有1個Cs＋，有1個Cl－。③在每個Cs＋周圍與它最近的且距離相等的Cs＋有6個。配位數(shù)為8(2)典型離子晶體的結(jié)構(gòu)---氯化銫晶體晶體NaClCsCl半徑比0.520.93配位數(shù)68思考：為什么NaCl晶體中Na＋的配位數(shù)為6,而CsCl晶胞中CS＋的配位數(shù)為8呢？陽離子和陰離子的半徑比不同。陽離子半徑越大，配位數(shù)越大。①Ca2＋【面心立方】的配位數(shù)：8②F－【空隙中】的配位數(shù)：4③一個CaF2晶胞中含：4個Ca2＋和8個F－（3）典型離子晶體的結(jié)構(gòu)—氟化鈣晶體①陽離子【面心立方】的配位數(shù)：4②陰離子【空隙中】的配位數(shù)：4③一個ZnS晶胞中含：

4個陽離子和4個陰離子（4）典型離子晶體的結(jié)構(gòu)——硫化鋅晶體（5）

離子晶體的特征1.含有離子鍵的晶體都是離子晶體2.離子晶體的熔沸點高且難揮發(fā)3.硬度較大，不具有延展性4.離子晶體固態(tài)時不導電，熔融狀態(tài)和溶于水后能導電5.溶解性，大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑，難溶于非極性溶劑(6)離子晶體熔沸點的比較---晶格能

1.概念：“1摩爾”

離子晶體形成氣態(tài)離子吸收的能量，通常取正值。2.表示：符號為U單位是KJ/mol,取正值3、影響晶格能大小因素離子晶體中陰陽離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強，晶格能越大，晶體的熔沸點越高。電荷的影響＞半徑的影響三、共價晶體共價晶體的結(jié)構(gòu)特點及物理性質(zhì)（1）構(gòu)成微粒及其相互作用：共價晶體物理性質(zhì)：①共價晶體中，由于各原子均以強的共價鍵相結(jié)合。因此一般熔點高，硬度大。②結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點越高。共價晶體共價晶體物質(zhì)類別：1mol金剛石2mol共價鍵；4個原子共平面；每個C連12個六元環(huán)常見的共價晶體及其結(jié)構(gòu)：四、分子晶體分子晶體的概念及粒子間的相互作用（1）概念：只含分子的晶體稱為分子晶體（2）粒子間的相互作用力：分子晶體內(nèi)相鄰分子間以分子間作用力相互吸引，分子內(nèi)原子之間以共價鍵結(jié)合（單原子分子除外，如Ar）

物理性質(zhì)：①分子晶體熔沸點較低，硬度較小、易升華。②導電性：一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導電，有些在水中可以導電。③溶解性：與溶質(zhì)與溶劑的分子極性有關(guān)系，相似相溶。

常見的分子晶體：①所有非金屬氫化物，如水、硫化氫、氨、甲烷等②部分非金屬單質(zhì)，如鹵素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等③部分非金屬氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10④幾乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3⑤絕大多數(shù)有機物的晶體，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等分子晶體的結(jié)構(gòu)特征（兩種）（1）分子間作用力只有范德華力：晶體中分子堆積方式為分子密堆積，即以一個分子為中心，其周圍通?？梢杂?/p>

個緊鄰的分子。代表物：干冰、氧氣、C60如干冰的晶胞結(jié)構(gòu)如圖：①每個晶胞中有___個原子。②每個CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子有___個。121212面心立方最密堆積(2)分子間還有其他作用力：（非密堆積）水分子之間的主要作用力是_____，在冰的每個水分子周圍只有___個緊鄰的水分子。冰的晶體結(jié)構(gòu)如圖：氫鍵4

(1)分子晶體熔化時，只破壞分子間作用力不破壞化學鍵。

(2)以氫鍵作用形成的分子晶體，熔點高，HF、H2O、NH3、醇、羧酸、糖等物質(zhì)的熔點較高。

(3)不含氫鍵的分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔點逐漸升高。例如，常溫下Cl2為氣態(tài)，Br2為液態(tài)，而I2為固態(tài)；CO2為氣態(tài)，CS2為液態(tài)。

(4)相對分子質(zhì)量相等或相近的極性分子構(gòu)成的分子晶體，其熔點一般比非極性分子構(gòu)成的分子晶體的熔點高，如CO的熔點比N2的熔點高。（5）同分異構(gòu)體之間：一般支鏈越多，熔沸點越低。如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷

結(jié)構(gòu)越對稱熔沸點越低：鄰二甲苯>間二甲苯>對二甲苯分子晶體的熔沸點、硬度影響因素[必記結(jié)論]四大晶體類型的比較晶體類型金屬晶體離子晶體共價晶體分子晶體含義由金屬鍵形成的金屬單質(zhì)離子化合物結(jié)晶形成的晶體相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體只含分子的晶體組成粒子金屬陽離子和自由電子陰、陽離子原子分子粒子間作用力金屬鍵離子鍵共價鍵分子間作用力晶體類型金屬晶體離子晶體共價晶體分子晶體熔、沸點差別較大（常溫汞為液態(tài)，鎢熔點為3410℃）較高高較低硬度差別較大略硬而脆很大較小溶解性一般不溶于水，少數(shù)與水反應(yīng)多數(shù)易溶一般不溶于各種溶劑部分溶于水導熱導電性良導體不良導體不導電，個別為半導體不導電，部分水溶液導電熔化時破壞的作用力破壞金屬鍵破壞離子鍵破壞共價鍵破壞分子間作用力舉例鐵、銅氯化鈉、氯化銫金剛石、二氧化硅等冰、干冰等