高中化学人教版选修3物质结构与性质的全套优质晶体结构与性质PPT课件

1、高中化学新人教版 选修3系列课件 物质结构与性质 第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 第一节 晶体的常识 你知道固体有晶体你知道固体有晶体 和非晶体之分吗？能和非晶体之分吗？能 否举例说明？否举例说明？ 一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体 胆 矾 明 矾 晶 体 冰 糖 晶 体 水 晶 水晶石 祖 母 绿 绿宝石 猫 眼 石 紫水晶 黄 水 晶 黄 水 晶 Na+ Cl- 金刚石晶体 结构示意图 干冰晶体结构 玻璃结构示意图 B O Si M 晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图 1、什么是晶体？什么是非晶体？ 定义：晶体具有规则几何外形的

2、固体 非晶体没有规则几何外形的固体 2、晶体有什么特点和性质？ 特点和性质： （1） 晶体有自范性（几何外形和内 部质点排 列的高度有序性，非晶体没有） （2）晶体具有各向异性（非晶体不具有各向异 性） （3）晶体具有固定的熔点（非晶体不具有固定 的熔点） 3、晶体和非晶体的本质区别是什么？ 晶体的自范性即晶体能白发地呈现多面晶体的自范性即晶体能白发地呈现多面 体外形的性质。体外形的性质。 3、晶体与非晶体的本质区别在于 构成固体的粒子在三维空间里是 否呈现周期性的有序排列 4、晶体形成的途径： 熔融态物质凝固. 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). 溶质从溶液中析出. 思考:根据已有知识,

3、举例说明如何 制得晶体? 思考与交流思考与交流: : 1.如何鉴别晶体和非晶体? （1）性质差异如外形、硬度、熔点、折 光率 （2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固 体进行X-射线衍射实验。 2 2、某同学在网站找到一张玻璃的结构示意图如、某同学在网站找到一张玻璃的结构示意图如 图所示，这张图说明玻璃是不是晶体图所示，这张图说明玻璃是不是晶体? ?为什么为什么? ? 3 3、根据晶体物理性质的各向异性的特点，人们、根据晶体物理性质的各向异性的特点，人们 很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举出一很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举出一 些可能有效的方法鉴别假宝石吗些可能有效的方法鉴别假宝石

4、吗? ? 分组探讨分组探讨 二晶胞 1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞 蜂巢与蜂室铜晶体铜晶胞 晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻然而， 蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。 晶胞一般是平行六面体，整块晶体晶胞一般是平行六面体，整块晶体 可看作数量巨大的晶胞可看作数量巨大的晶胞“无隙并置无隙并置” 而成（晶胞间无间隙，平行排列）而成（晶胞间无间隙，平行排列） 金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图 NaCl晶体结构和晶胞 思考与交流思考与交流: : 上述铜晶体、金刚石、NaCl晶体的晶胞空间构形是怎 样的？ 平行六 面体 无隙并置 思考： 铜晶胞含有4个铜原子，为什么 不是14个

5、？ 2、晶胞中原子个数的计算 晶胞中原子个数的计算 体心：1面心:1/2 顶点:1/8 棱边:1/4 Cl- Na+ 1 2 3 4 5 6 78 立方晶胞立方晶胞 体心： 1 面心： 1/2 棱边： 1/4 顶点： 1/8 小结小结: :晶胞对质点的占有率晶胞对质点的占有率 探究探究: : 下图依次是金属钠下图依次是金属钠(Na)(Na)、金属锌、金属锌(Zn)(Zn)、碘、碘(1(12 2) )、金刚石、金刚石 (C)(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子? ? 钠、锌晶胞都是：钠、锌晶胞都是：8 81/8+1=21/8+1=2； 碘

6、：（碘：（8 81/8+61/8+61/21/2）2=82=8； 金刚石：金刚石：8 81/8+61/8+61/2+4=81/2+4=8。 例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱 柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2 典例分析典例分析 Mg原子的数目： 121/6+21/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为 Mg2B 典例分析典例分析 本节小结：本节小结： 一、晶体与非晶体一、晶体与非晶

7、体 1、定义：晶体具有规则几何外形的固体 非晶体没有规则几何外形的固体 2、特点和性质： （1） 晶体有自范性 （2）晶体具有各向异性 （3）晶体具有固定的熔点 3、晶体与非晶体的本质区别在于构成固体的粒子 在三维空间里是否呈现周期性的有序排列 5、晶体和非晶体的鉴别 4、晶体形成的途径： 立方晶胞立方晶胞 体心： 1 面心：1/2 棱边： 1/4 顶点：1/8 二晶胞 1、概念：描述晶体结构的基本单元 叫做晶胞 2、晶胞中原子个数的计算 1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A、晶体一定比非晶体的熔点高 B、晶体有自范性但排列无序 C、非晶体无自范性而且排列无序 D、固体SiO2一定是晶体

8、 2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是 A、熔沸点 B、硬度 C、颜色 D、x-射线衍射实验 C D 课堂练习 3、如图所示晶体中每个阳离子、如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子或阴离子B，均可被，均可被 另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化 学式为学式为 AAB BA2B CAB3 DA2B3 4、右面图形是石墨晶体的层面结构图，、右面图形是石墨晶体的层面结构图， 试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的 共价键数和碳原子数是分别：共价键数和碳原子数是分别： A、6，6 B、2，4 C、2，3 D、3

9、，2 5、某离子晶体晶胞结构如右图所示，、某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体位于立方体 的顶点，的顶点， Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的位于立方体的中心，晶体中距离最近的 两个两个X与一个与一个Y形成的夹角形成的夹角XYX的角度为：的角度为： A. 90 B. 60 C. 120 D. 10928 6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶晶 胞胞)的结构的结构.请回答：请回答： (1)该化合物的化学式为该化合物的化学式为_. (2)在该化合物晶体中，与某个钛离在该化合物晶体中，与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共子距离最近且

10、相等的其他钛离子共 有有_个个. (3)设该化合物的相对分子质量为设该化合物的相对分子质量为M， 密度为密度为 阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为 NA，则晶体中钙离子与钛离子之间，则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为的最短距离为_. 3 / cmag CaTiO3 6 7、如图是、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元）晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元） 已知晶体中已知晶体中2个最近的个最近的Cs+核间距离为核间距离为acm，氯化铯，氯化铯 的相对分子质量为的相对分子质量为M，NA为阿佛加德为阿佛加德 罗常数，则罗常数，则CsCl晶体的密度为晶体的密度为 （单位：克（单位：克/cm

11、3） A、8M/a3NA B、a3M/8NA C、M/a3NA D、a3M/NA 第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 第二节 分子晶体与原子 晶体 交流讨论 雪花、冰糖、食盐、水 晶和电木（酚醛树脂）这些固 体是否属于晶体？若不是晶体， 请说明理由。 观察与思考： 下列两种晶体有什么共同点？ 碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构 一、分子晶体一、分子晶体 构成晶体的粒子是分子， 粒子间以分子间作用力（范德 华力，氢键）相互作用的晶体 叫分子晶体。 1 1、概念、概念 （1 1）所有非金属氢化物：）所有非金属氢化物：H H2 2O O，H H2 2S S，NHNH3 3， CHC

12、H4 4，HXHX （2 2）部分非金属单质）部分非金属单质: :X X2 2，O O2 2，H H2 2， S S8 8，P P4 4， C C60 60 （3 3）部分非金属氧化物）部分非金属氧化物: : COCO2 2， SOSO2 2， NONO2 2， P P4 4O O6 6， P P4 4O O10 10 （4 4）几乎所有的酸：）几乎所有的酸：H H2 2SOSO4 4，HNOHNO3 3，H H3 3POPO4 4 （5 5）绝大多数有机物的晶体：）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖 2、典型的分子晶体：、典型的分子晶体： 氧（O2）的晶体结构 碳60

13、的晶胞 干冰的晶体结构图 只有范德华力，无分子间氢键 分子密堆积。分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般 有1212个紧邻的分子，如：C C60 60、干冰 、I I2 2、 O O2 2。 4、晶体结构特征、晶体结构特征 （1 1）密堆积）密堆积 有分子间氢键有分子间氢键氢键具有方向性氢键具有方向性, ,使晶体使晶体 中的空间利率不高中的空间利率不高, ,留有相当大的空隙留有相当大的空隙. .这种晶这种晶 体体不具有分子密堆积特征。不具有分子密堆积特征。如如：HF HF 、NH3NH3、冰、冰 （每个水分子周围只有（每个水分子周围只有4 4个紧邻的水分子）。个紧邻的水分子）。 （2 2）非密堆

14、积）非密堆积 笼状化合物笼状化合物 科学视野科学视野 天然气水合物天然气水合物一种潜在的能源一种潜在的能源 7.7. 要数出一个要数出一个COCO2 2周围紧邻多少个周围紧邻多少个COCO2 2，可，可 以以教科书图以以教科书图3-123-12中的任一顶点为体心在其周中的任一顶点为体心在其周 围围“无隙并置无隙并置”八个八个COCO2 2晶胞，周围紧邻的晶胞，周围紧邻的COCO2 2分分 子数为子数为1212个。个。 或利用晶胞进行数学计算：与任意顶点或利用晶胞进行数学计算：与任意顶点COCO2 2 紧邻的紧邻的COCO2 2是该顶点所处面的面心，共有三个分是该顶点所处面的面心，共有三个分 子

15、。若以该顶点形成立方体，则需要八个与此子。若以该顶点形成立方体，则需要八个与此 相同的晶胞，则由相同的晶胞，则由3 38=248=24个紧邻个紧邻COCO2 2，但每一，但每一 个个COCO2 2都属于两个晶胞，所以总数应为都属于两个晶胞，所以总数应为: : 24 242=122=12个。个。 P72 P72 习题习题 7 7 CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通 过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。 碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族， 为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶 体的熔沸点很高？ 180 10928 Si O 共价键共价键 二氧化硅晶体结构示意图 109

16、28 共价键 金刚石的晶体结构示意图 二原子晶体（共价晶体）二原子晶体（共价晶体） 构成晶体的粒子是原子，所有 的相邻原子间都以共价键相结合而形 成空间立体网状结构的晶体。 1 1、概念：、概念： 观察思考 对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？ 2、原子晶体的物理特性、原子晶体的物理特性 （1）熔点和沸点高； （2）硬度大； （3）一般不导电； （4）且难溶于一些常见的溶剂。 在原子晶体中，由于原子间以较强的在原子晶体中，由于原子间以较强的 共价键相结合，而且形成空间立体网状结共价键相结合，而且形成空间立体网状结 构，所以原子晶体有特殊的物理性质。构，所以原子晶体有特殊的物理性

17、质。 3 3、常见的原子晶体、常见的原子晶体 （1）某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等 （2）某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 （3）某些氧化物： 二氧化硅（ SiO）晶体、-Al2O3 解释：结构相似的原子晶体，原子半径越解释：结构相似的原子晶体，原子半径越 小，键长越短，键能越大。碳、硅、锗原小，键长越短，键能越大。碳、硅、锗原 子半径依次增大，键长依次增大，键的强子半径依次增大，键长依次增大，键的强 度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。 即金刚石硅锗即金刚石硅锗 学学 与与 问

18、问 1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅 和锗的熔点和硬度依次下降？和锗的熔点和硬度依次下降？ 2 2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。 这种说法对吗？为什么？这种说法对吗？为什么？ 分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比 较 晶体类型晶体类型 分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体 结结 构构 粒子间的作用力粒子间的作用力 性性 质质 硬度硬度 溶、沸点溶、沸点 导电导电 溶解性溶解性 构成晶体粒子分子原子 分子间作用力 共价键 结构、性质 较小较大 较低很高 固态和熔融状 态都不导电 一般不 导电 相似相溶 难溶于常见溶剂 1.5

19、51.551010-10 -10m m 石墨石墨 金刚石金刚石 思考：思考： （1 1）石墨为什么很软？）石墨为什么很软？ （2 2）石墨的熔沸点为什么很高？）石墨的熔沸点为什么很高？ 石墨的熔点为什么高于金刚石？石墨的熔点为什么高于金刚石？ （3）石墨属于哪类晶体？为什）石墨属于哪类晶体？为什 么？么？ 石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合， 容易滑动，所以石墨很软。容易滑动，所以石墨很软。 它们都有很强的它们都有很强的C-CC-C共价键。在石墨共价键。在石墨 中各层均为平面网状结构，碳原子中各层均为平面网状结构，碳原子 之间存在很强的共价键（大之间

20、存在很强的共价键（大键），键）， C-CC-C键长比金刚石的短，键的强度大，键长比金刚石的短，键的强度大， 故其熔点金刚石高。故其熔点金刚石高。 石墨为混合键型晶体。石墨为混合键型晶体。 熔点熔点 （） 沸点沸点 （） 石墨石墨3652365248274827 金刚石金刚石 3550355048274827 P72 习题习题 参考答案参考答案 1. 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体 2. 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体 3.3. 5.5.属于分子晶体的有：属于分子晶体的有：干冰、冰、硫磺、干冰、冰、硫磺、 C60C60、碘、白磷、苯甲酸、稀有气体的晶体、碘、白磷、苯甲酸、稀有气体的晶体

21、、氧的晶体、氮的晶体；、氧的晶体、氮的晶体； 属于原子晶体的有：属于原子晶体的有：金刚石、石英、金刚砂金刚石、石英、金刚砂 4. 4. 只认识到冰中含有共价键（即氢元素和只认识到冰中含有共价键（即氢元素和 氧元素之间的共价键），而没有认识冰晶氧元素之间的共价键），而没有认识冰晶 体中水分子与其他水分子之间的作用力是体中水分子与其他水分子之间的作用力是 范德华力和氢键，不是化学键，所以误认范德华力和氢键，不是化学键，所以误认 为冰是原子晶体。为冰是原子晶体。 第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 第三节 金属晶体 一一、金属共同的物理性质金属共同的物理性质 容易导电、导热、有延展性、有金属

22、光泽等。容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。 金属为什么具有这些共同性质呢金属为什么具有这些共同性质呢? ? 二、金属的结构二、金属的结构 问题：构成金属晶体的粒子有哪些？ 组成粒子：组成粒子：金属阳离子和自由电子 1.“1.“电子气理论电子气理论”( (自由电子理论自由电子理论) ) 金属原子脱落来的价电子形成遍布整金属原子脱落来的价电子形成遍布整 个晶体的个晶体的“电子气电子气”, ,被所有原子所共用，被所有原子所共用， 从而把所有的原子维系在一起。从而把所有的原子维系在一起。 2. 2.这种金属原子间由于电子气产这种金属原子间由于电子气产 生的作用生的作用.( .( 金属键强弱判断金

23、属键强弱判断: :阳离子所带电荷多、阳离子所带电荷多、 半径小金属键强，熔沸点高。半径小金属键强，熔沸点高。 3、金属晶体：、金属晶体：通过金属键作用形成的单 质晶体 【讨论讨论1 1】 金属为什么易导电金属为什么易导电 ？ 在金属晶体中，存在着许多自由电在金属晶体中，存在着许多自由电 子，这些自由电子的运动是没有一定方子，这些自由电子的运动是没有一定方 向的，但在外加电场的条件下向的，但在外加电场的条件下自由电子自由电子 就会就会发生定向运动发生定向运动，因而形成电流，所，因而形成电流，所 以金属容易导电。以金属容易导电。 三、金属晶体的结构与金属性质的内在三、金属晶体的结构与金属性质的内在

24、 联系联系 【讨论讨论2 2】金属为什么易导热？金属为什么易导热？ 金属容易导热，是由于金属容易导热，是由于自由电子自由电子 运动时与金属离子碰撞把能量从温运动时与金属离子碰撞把能量从温 度高的部分传到温度低的部分度高的部分传到温度低的部分，从，从 而使整块金属达到相同的温度。而使整块金属达到相同的温度。 【讨论讨论3 3】金属为什么具有较好的延展性？金属为什么具有较好的延展性？ 金属晶体中由于金属离子与自由电子间金属晶体中由于金属离子与自由电子间 的的相互作用没有方向性相互作用没有方向性，各原子层之间发生，各原子层之间发生 相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因相对滑动以后，仍可保持这种相互

25、作用，因 而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。 不同的金属在某些性质方面，如不同的金属在某些性质方面，如密度密度、硬硬 度度、熔点熔点等又表现出很大差别。这与金属原等又表现出很大差别。这与金属原 子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。 金属的延展性 自由电子 +金属离子金属原子 位错 + + + + + + + + + + + + + + 资资 料料 金属之最金属之最 熔点最低的金属是熔点最低的金属是- 汞汞 熔点最高的金属是熔点最高的金属是- 钨钨 密度最小的金属是密度最小的金属是- 锂锂 密度最大的金属是

26、密度最大的金属是- 锇锇 硬度最小的金属是硬度最小的金属是- 铯铯 硬度最大的金属是硬度最大的金属是- 铬铬 最活泼的金属是最活泼的金属是- 铯铯 最稳定的金属是最稳定的金属是-金金 延性最好的金属是延性最好的金属是- 铂铂 展性最好的金属是展性最好的金属是- 金金 1 1、金属晶体的形成是因为晶体中存在、金属晶体的形成是因为晶体中存在 （ ） A.A.金属离子间的相互作用金属离子间的相互作用 B B金属原子间的相互作用金属原子间的相互作用 C.C.金属离子与自由电子间的相互作用金属离子与自由电子间的相互作用 D.D.金属原子与自由电子间的相互作用金属原子与自由电子间的相互作用 C 练习 2

27、2金属能导电的原因是金属能导电的原因是 （ ） A.A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱相互作用较弱 B B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下金属晶体中的自由电子在外加电场作用下 可发生定向移动可发生定向移动 C C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用 下可发生定向移动下可发生定向移动 D D金属晶体在外加电场作用下可失去电子金属晶体在外加电场作用下可失去电子 b 3 3、下列叙述正确的是（、下列叙述正确的是（ ） A.A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含任何晶体中，若含有阳离子也一定含 有阴离子有阴离子

28、B B原子晶体中只含有共价键原子晶体中只含有共价键 C.C.离子晶体中只含有离子键，不含有共离子晶体中只含有离子键，不含有共 价键价键 D D分子晶体中只存在分子间作用力，分子晶体中只存在分子间作用力， 不含有其他化学键不含有其他化学键 B 4 4、为什么碱金属单质、为什么碱金属单质 的熔沸点从上到下逐渐降低，的熔沸点从上到下逐渐降低， 而卤素单质的熔沸点从而卤素单质的熔沸点从 上到下却升高？上到下却升高？ 二 金属晶体的密堆积结构 思考： 1、金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？ 金属晶体的原子平面堆积模型金属晶体的原子平面堆积模型 （a）非密置层 （b）密置层 哪种排列方式哪种排列方式 圆

29、球周围剩余圆球周围剩余 空隙最小？空隙最小？ 简单立方堆积（简单立方堆积（PoPo） 金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型1 1 金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式简单立方堆积简单立方堆积 晶胞的形状是什 么？含几个原子？ 体心立方堆积（体心立方堆积（ IA，VB，VIB） 金属晶体的原子空间堆积模型金属晶体的原子空间堆积模型2 2 金属晶体的堆积方式金属晶体的堆积方式钾型钾型 三维堆积三维堆积四种方式四种方式 简简 单单 立立 方方 堆堆 积积 钾型钾型 体心体心 立方立方 由由 非非 密密 置置 层层 一一 层层 一一 层层 堆堆 积积 而而 成成 1 2 3 45 6

30、第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 ) 1 2 3 45 6 AB ， 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧 密的堆积方式。 下图是此种六方 紧密堆积的前视图 A B A B A 第一种是将球对准第一层的球。 1 2 3 45 6 于是每两层形成一个周期， 即 AB AB 堆积方式，形成六 方紧密堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ) 六方密堆积六方密堆积 第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。 1 2 3 45 6 1

31、2 3 45 6 1 2 3 45 6 1 2 3 45 6 此种立方紧密堆积的前视图 A B C A A B C 第四层再排 A，于是形 成 ABC ABC 三层一个周 期。 得到面心立方堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 ) 镁型镁型 铜型铜型 金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式 三、金属晶体的四种堆积模型对比三、金属晶体的四种堆积模型对比 堆积模型堆积模型典型代表典型代表 空间利空间利 用率用率 配位数配位数晶胞晶胞 简单立方简单立方 钾型钾型( bcp ) 镁型镁型(hcp) 铜型铜型(ccp) 阅读课文阅读课文7979资料卡片资料卡片，并填写下表

32、，并填写下表 金属晶体的四中堆积模型对比金属晶体的四中堆积模型对比 1 1下列有关金属元素特征的叙述中正确的是 A A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化 性 B B金属元素在化合物中一定显正价 C C金属元素在不同化合物中的化合价均不同 D D金属单质的熔点总是高于分子晶体 能力训练 2 2关于AA族和AA族元素的下列说法中正确的是 A A同一周期中，AA族单质的熔点比AA族的高 B B浓度都是0.01molL0.01molL1 1时，氢氧化钾溶液的pHpH比 氢氧化钡的小 C C氧化钠的熔点比氧化镁的高 D D加热时碳酸钠比碳酸镁易分解 3 3有A A、B B、C C三种元素。已知4gA

33、4gA元素的单质 与水作用，标况下放出H H 2 2 2.24L2.24L，反应中有 1.2041.204101023 23个电子发生转移。B B元素可与A A形成 ABAB2 2型的离子化合物，且知A A、B B的离子具有相同 的核外电子排布。元素C C的气态氢化物可与其 最高价氧化物的水化物发生非氧化还原反应生成 盐，1mol1mol该盐含4242个电子。据此填写下列空白： （1 1）元素符号：A_A_，B_B_， C_C_。 （2 2）用电子式表示C C的气态氢化物的形成过程 _；它与B B的气态氢化物反应时有 _现象发生，生成物的电子式 _，它属于_晶体。 4 4、某些金属晶体(Cu、

34、Ag、Au)的原子 按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结 构中可以划出一块正立方体的结构单元， 金属原子处于正立方体的八个顶点和六个 侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空 间利用率。 5 5、单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据回答： 金刚石金刚石晶体硅晶体硅晶体硼晶体硼 熔点熔点(K) 沸点沸点(K) 硬度硬度(moh(moh) 3823 5100 10 10 1683 2628 7 70 0 2573 2823 9 95 5 (1)晶体硼的晶体类型属于_晶体。 (2)已知晶体硼的基本结构单元是由B原子 构成的正二十面体，其中有20个等边三角 形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有 一个B原

35、子。通过观察图形及推算，可知此 结构单元是由_个B原子构成， 其中BB键间的夹角是 _。 第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 第四节 离子晶体 (1)1)离子键的形成离子键的形成 Na (3sNa (3s1 1)- e)- e NaNa+ + (2s (2s2 22p2p6 6) ) NaClNaCl Cl(3sCl(3s2 23p3p5 5) +e) +e ClCl- - (3s (3s2 23p3p6 6) ) 离子键离子键与与离子型化合物离子型化合物。 正负离子由静电作用形成的化学键正负离子由静电作用形成的化学键 （2 2）影响离子键强度的因素）影响离子键强度的因素 1 1离子电

36、荷数的影响：离子电荷数的影响： 离子所带电荷多，离子键强离子所带电荷多，离子键强 。 2 2离子半径的影响：离子半径的影响： 离子半径大，离子间距大，作用力小；离子半径大，离子间距大，作用力小； 相反，半径小，作用力大。相反，半径小，作用力大。 （3）常见的离子化合物 a. 活泼的金属与活泼的非金属形成的化 合物 b. 大多数金属氧化物 c. 含氧酸盐（包括铵盐） d.大多数碱 各种离子晶体 一、离子晶体 1、定义：阳离子和阴离子通过离子键结 合成的晶体 2、构成微粒：阴阳离子 3、微粒间作用：离子键 （1）硬度较大 （2）熔、沸点较高 （3）固态时不导电，熔化状态才导电。 思考：氯化钠晶体中

37、钠离子和氯离子分别处思考：氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处 于晶胞的什么位置？于晶胞的什么位置？ 顶点和面心是顶点和面心是钠钠离子离子 棱上和体心是棱上和体心是氯氯离子离子 晶晶 体体 的的 微微 观观 结结 构构 NaClNaCl 氯化钠晶体的堆积方式氯化钠晶体的堆积方式 Na+ Cl- 3 1 5 6 2 4 1 5 4 2 3 6 6 CsClCsCl晶体的结构晶体的结构 铯离子铯离子 氯离子氯离子 氯化铯晶体中氯化铯晶体中 氯离子和铯离氯离子和铯离 子分别处于晶子分别处于晶 胞的什么位置？胞的什么位置？ 铯离子位于顶点，铯离子位于顶点， 氯离子位于体心。氯离子位于体心。 氯化铯晶体氯化

38、铯晶体 CsClCsCl晶体中离子的配位数晶体中离子的配位数 （1 1）每个晶胞含铯离子、）每个晶胞含铯离子、 氯离子的个数？氯离子的个数？ NaCl，CsCl晶体中的配位数 离子晶体离子晶体 阴离子阴离子 配位数配位数 阳离子阳离子 配位数配位数 NaCl CsCl 6 6 8 8 1.1.几何因素几何因素 2.2.电荷因素电荷因素 3.3.键性因素键性因素 1 1、几何因素、几何因素 配位数与 r +/ r 之比相关： 0.225 0.414 4 配位 0.414 0.732 6 配位 0.732 1.000 8 配位 NaCl:95/181=0.525 CsCl:169/181=0.93

39、3 2 2、电荷因素、电荷因素 CaF2的晶胞的晶胞 例：例：CaF2的晶体中，的晶体中，Ca2 和和F 的个数之比 的个数之比_，电，电 荷数之比荷数之比_，Ca2 配位 配位 数是数是_，F 的配位数是 的配位数是 _。 由正负离子的电荷比影响 离子晶体的配位数的因素， 称为电荷因素。 1:2 2:1 8 4 Ca F Ca2 配位数是 配位数是_，F 的配位数是 的配位数是 _。 8 4 图示为CaF2晶胞的1/8, 观察点为上左前方 晶胞上面心 活动：归纳四类晶体的结构和性质 晶体类型晶体类型 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体 构成粒子构成粒子 原子

40、原子分子分子金属阳离子金属阳离子 和自由电子和自由电子 阳离子和阴离子阳离子和阴离子 相互作用相互作用 共价键共价键范德华力范德华力 金属键金属键离子键离子键 熔、沸点熔、沸点 高高低低一般较高、一般较高、 部分较低部分较低 熔点较高、沸点高熔点较高、沸点高 硬度硬度高硬度高硬度硬度较小硬度较小 一般较高，一般较高， 部分较低部分较低 硬而脆硬而脆 延展性延展性不良不良不良不良良好良好不良不良 导电性导电性差差差差良好良好固态不导电熔化固态不导电熔化 状态和溶液导电状态和溶液导电 典型实例典型实例 金刚石、金刚石、 SiO2 冰、干冰、冰、干冰、 碘等碘等 N、F 等等 NaOH、NaCl 二

41、二. .晶格能晶格能 气态离子形成气态离子形成1 1摩尔离子晶体释放的摩尔离子晶体释放的 能量，通常取正值。能量，通常取正值。 离子半径越小，离子所带的电荷数越多， 晶格能越大，晶体越稳定，离子晶体的 熔沸点越高，硬度越大 科学视野科学视野 复杂离子晶体碳酸盐的热分解温度 高低规律 以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分以碱土金属碳酸盐为例（碱金属碳酸盐分 解温度甚高，在此不予讨论）解温度甚高，在此不予讨论） 热分解机理 实验数据 分析实验数据、结合分解机理可知 阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分阳离子半径越大，碱土金属碳酸盐的分 解温度越高解温度越高 岩浆晶出规则与晶格能的关系 晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩 浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶浆冷却过程中冷却下来，从