202X年高考化学一轮复习第三章晶体结构与性质学案课件新人教版选修3

1、第三章晶体结构与性质一、晶体常识和常见四种晶体性质一、晶体常识和常见四种晶体性质1.1.晶体晶体(1)(1)晶体与非晶体晶体与非晶体内容内容晶体晶体非晶体非晶体结构特征结构特征结构微粒结构微粒_排列排列结构微粒结构微粒_排列排列周期性有序周期性有序无序无序内容内容晶体晶体非晶体非晶体性质性质特征特征自范性自范性_熔点熔点_异同异同表现表现_有有无无固定固定不固定不固定各向异性各向异性各向同性各向同性内容内容晶体晶体非晶体非晶体二者区二者区别方法别方法间接间接方法方法测定其是否有固定的测定其是否有固定的_科学科学方法方法对固体进行对固体进行_实验实验熔点熔点X-X-射线衍射射线衍射(2)(2)获

2、得晶体的途径获得晶体的途径熔融态物质凝固。熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固( (凝华凝华) )。溶质从溶质从_中析出。中析出。溶液溶液(3)(3)晶胞晶胞概念概念: :描述晶体结构的描述晶体结构的_。晶体中晶胞的排列晶体中晶胞的排列无隙并置。无隙并置。a.a.无隙无隙: :相邻晶胞之间没有相邻晶胞之间没有_。b.b.并置并置: :所有晶胞所有晶胞_排列、排列、_相同。相同。基本单元基本单元任何间隙任何间隙平行平行取向取向2.2.晶胞中微粒数的计算方法晶胞中微粒数的计算方法均摊法均摊法(1)(1)原则原则: :晶胞任意位置上的一个原子如果是被晶胞任意位置上

3、的一个原子如果是被n n个晶个晶胞所共有胞所共有, ,那么那么, ,每个晶胞对这个原子分得的份额就每个晶胞对这个原子分得的份额就是是 。1n(2)(2)方法方法: :长方体长方体( (包括立方体包括立方体) )晶胞中不同位置的粒子数的计晶胞中不同位置的粒子数的计算。算。非长方体晶胞中粒子视具体情况而定非长方体晶胞中粒子视具体情况而定, ,如石墨晶胞如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形每一层内碳原子排成六边形, ,其顶点其顶点(1(1个碳原子个碳原子) )被三被三个六边形共有个六边形共有, ,如图如图: : (3) (3)图示图示: :二、常见晶体模型与晶体性质二、常见晶体模型与晶体性质1.1.典

4、型晶体模型典型晶体模型(1)(1)原子晶体原子晶体( (金刚石和二氧化硅金刚石和二氧化硅) )金刚石晶体中金刚石晶体中, ,每个每个C C与另外与另外_个个C C形成共价键形成共价键,CC ,CC 键之间的夹角是键之间的夹角是10910928,28,最小的环是最小的环是_元环。含有元环。含有1 mol C1 mol C的金刚石中的金刚石中, ,形成的共价键有形成的共价键有_ mol_ mol。SiOSiO2 2晶体中晶体中, ,每个硅原子与每个硅原子与_个个O O成键成键, ,每个氧原子与每个氧原子与_个硅原子成键个硅原子成键, ,最小的环是最小的环是_元环元环, ,在在“硅氧硅氧”四四面体中

5、面体中, ,处于中心的是处于中心的是_原子原子,1 mol SiO,1 mol SiO2 2中含有中含有_ mol SiO_ mol SiO键。键。六六2 24 42 2十二十二硅硅4 44 4(2)(2)分子晶体分子晶体干冰晶体中干冰晶体中, ,每个每个COCO2 2分子周围等距且紧邻的分子周围等距且紧邻的COCO2 2分子分子有有_个。个。1212冰的结构模型中冰的结构模型中, ,每个水分子与相邻的每个水分子与相邻的_个水分子以个水分子以氢键相连接氢键相连接, ,含含1 mol H1 mol H2 2O O的冰中的冰中, ,最多可形成最多可形成_ mol_ mol氢键。氢键。4 42 2(

6、3)(3)离子晶体离子晶体NaClNaCl型型: :在晶体中在晶体中, ,每个每个NaNa+ +同时吸引同时吸引_个个ClCl- -, ,每个每个ClCl- -同时吸引同时吸引_个个NaNa+ +, ,配位数为配位数为_。每个晶胞含。每个晶胞含_个个NaNa+ +和和_个个ClCl- -。CsClCsCl型型: :在晶体中在晶体中, ,每个每个ClCl- -吸引吸引_个个CsCs+ +, ,每个每个CsCs+ +吸引吸引_个个ClCl- -, ,配位数为配位数为_。6 66 66 64 44 48 88 88 8(4)(4)石墨晶体石墨晶体石墨层状晶体中石墨层状晶体中, ,层与层之间的作用是层

7、与层之间的作用是_,_,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是平均每个正六边形拥有的碳原子个数是_,_,碳原子采取碳原子采取的杂化方式是的杂化方式是_。分子间作用力分子间作用力2 2spsp2 2(5)(5)常见金属晶体的原子堆积模型常见金属晶体的原子堆积模型堆积模堆积模型型采纳这种采纳这种堆积的堆积的典型代表典型代表配位数和空配位数和空间利用率间利用率晶胞晶胞简单立简单立方堆积方堆积PoPo配位数为配位数为_,_,空间利用率空间利用率52% 52% 6 6堆积模型堆积模型采纳这种采纳这种堆积的堆积的典型代表典型代表配位数和配位数和空间利用空间利用率率晶胞晶胞面心立方面心立方最密堆积最密堆积CuC

8、u、AgAg、AuAu配位数为配位数为12,12,空间空间利用率利用率74% 74% 堆积模型堆积模型采纳这种采纳这种堆积的堆积的典型代表典型代表配位数和配位数和空间利用空间利用率率晶胞晶胞体心立方体心立方堆积堆积NaNa、K K、FeFe配位数为配位数为_,_,空间空间利用率利用率68%68% 8 8堆积模型堆积模型采纳这种采纳这种堆积的堆积的典型代表典型代表配位数和配位数和空间利用空间利用率率晶胞晶胞 六方最六方最密密堆积堆积MgMg、ZnZn、TiTi配位数为配位数为_,_,空间空间利用率利用率74% 74% 12122.2.四种晶体类型的比较四种晶体类型的比较类型类型比较比较分子分子晶

9、体晶体原子原子晶体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_ _金属阳离子、金属阳离子、自由电子自由电子_分子分子原子原子阴、阳离子阴、阳离子类型类型比较比较分子晶分子晶体体原子晶原子晶体体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体粒子间的粒子间的相互作用相互作用力力_(_(某某些含氢些含氢键键) )_范德华范德华力力共价键共价键金属键金属键离子键离子键类型类型比较比较分子晶体分子晶体原子晶原子晶体体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体硬度硬度_有的有的_,_,有的有的_熔、沸点熔、沸点_有的有的_,_,有的有的_较小较小很大很大很大很大很小很小较大较大较低较低很高很高很高很高很低很低较高较高类

10、型类型比较比较分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体金属晶金属晶体体离子晶体离子晶体溶解性溶解性相似相溶相似相溶难溶于任难溶于任何溶剂何溶剂常见溶常见溶剂难溶剂难溶大多易溶大多易溶于水等极于水等极性溶剂性溶剂导电、导电、传热性传热性一般不导一般不导电电, ,溶于溶于水后有的水后有的导电导电一般不具一般不具有导电性有导电性, ,个别为半个别为半导体导体电和热电和热的良导的良导体体晶体不导晶体不导电电, ,水溶液水溶液或熔融态或熔融态的导电的导电【微点拨微点拨】原子晶体中一定含有共价键原子晶体中一定含有共价键, ,而分子晶体中不一定有而分子晶体中不一定有共价键共价键, ,如稀有气体的晶体。如稀有气体的

11、晶体。3.3.晶体熔、沸点的比较晶体熔、沸点的比较(1)(1)不同晶体类型熔、沸点的比较不同晶体类型熔、沸点的比较不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:_:_。金属晶体的熔、沸点差别很大金属晶体的熔、沸点差别很大, ,如钨、铂等熔、沸如钨、铂等熔、沸点很高点很高, ,汞、铯等熔、沸点很低。汞、铯等熔、沸点很低。原子原子晶体晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体(2)(2)同种晶体类型熔、沸点的比较同种晶体类型熔、沸点的比较原子晶体原子晶体如熔点如熔点: :金刚石金刚石_碳化硅碳化硅_硅。硅。 离子晶体离子晶体a.a.一般地说一般地说, ,阴、阳离子的电荷数越阴

12、、阳离子的电荷数越_,_,离子半径越离子半径越_,_,则离子间的作用力就越强则离子间的作用力就越强, ,其离子晶体的熔、沸点其离子晶体的熔、沸点就越就越_,_,如熔点如熔点:MgO_MgCl:MgO_MgCl2 2_NaCl_CsCl_NaCl_CsCl。b.b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越_,_,形成的离子晶体越形成的离子晶体越_,_,熔点越熔点越_,_,硬度越硬度越_。多多小小高高 大大稳定稳定高高大大分子晶体分子晶体a.a.分子间作用力越分子间作用力越_,_,物质的熔、沸点越高物质的熔、沸点越高; ;具有氢具有氢键的分子晶体熔、

13、沸点反常键的分子晶体熔、沸点反常_。如。如H H2 2O_HO_H2 2Te_HTe_H2 2Se_Se_H H2 2S S。b.b.组成和结构相似的分子晶体组成和结构相似的分子晶体, ,相对分子质量越相对分子质量越_,_,熔、沸点越熔、沸点越_,_,如如SnHSnH4 4_GeH_GeH4 4_SiH_SiH4 4_CH_CH4 4。大大高高 大大高高 c.c.组成和结构不相似的物质组成和结构不相似的物质( (相对分子质量接近相对分子质量接近),),分分子的极性越大子的极性越大, ,其熔、沸点越高其熔、沸点越高, ,如如CONCON2 2,CH,CH3 3OHOHCHCH3 3CHCH3 3。d.d.同分异构体同分异构体, ,支链越多支链越多, ,熔、沸点越低。熔、沸点越低。如如CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 。金属晶体金属晶体金属离子半径越小金属离子半径越小, ,离子电荷数越多离子电荷数越多, ,金属阳离子与自金属阳离子与自由由电子静电作用越强电子静电作用越强, ,其金属键越强其金属键越强, ,金属熔、沸点就越金属熔、沸点就越高高, ,如熔、沸点如熔、沸点: