离子晶体分子晶体原子晶体课件

1、通过结晶过程形成的具有规则几何外形的固体通过结晶过程形成的具有规则几何外形的固体晶体中的微粒按一定的晶体中的微粒按一定的规则规则排列。排列。2、晶体的基本类型、晶体的基本类型分类依据分类依据：构成晶体的构成晶体的粒子种类粒子种类及粒子间及粒子间 的的相互作用相互作用。晶晶 体体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体作用力越强，晶体的作用力越强，晶体的越高，晶体的硬度越高，晶体的硬度越大。越大。一、离子晶体一、离子晶体n无单个分子存在；无单个分子存在；NaCl不表示分子式。不表示分子式。n熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。n水溶液或

2、者熔融状态下均导电。水溶液或者熔融状态下均导电。n强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类。强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类。n离子离子间通过间通过离子键离子键结合而成的晶体。结合而成的晶体。注意注意NaNa+ClCl- -352641 观察观察NaNa+和和ClCl-的位置的位置 每个钠离子周围同时吸引着每个钠离子周围同时吸引着_个氯离子，个氯离子， 每个氯离子周围同时吸引着每个氯离子周围同时吸引着_个钠离子。个钠离子。526413NaCl 晶体球棍模型晶体球棍模型6 66 6NaCl的晶体结构：的晶体结构：6：6NaCl NaCl 晶体球棍模型晶体球棍模型每个Cl-周围与它最近且距离相等的Cl

3、-共有几个？ClCl- - 每个Cl-周围与它最近且距离相等的Cl-共有_个 每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+共有_个1212（2 2） CsCl CsCl 晶体晶体CsCsClClCsCl的晶体结构：的晶体结构：8：8在CsCl晶体中 每个Cs+周围同时吸引着 个Cl- 每个Cl-周围同时吸引着 个Cs+8 8 CsCl CsCl 晶体中的最小立方体晶体中的最小立方体Cs+Cl- 每个Cs+周围与它最近且距离相等的Cs+共有_ 个 每个Cl-周围与它最近且距离相等的Cl- 共有_ 个66CsCs123456为什么为什么NaCl的熔沸点比的熔沸点比CsCl高？高？NaClCsCl熔点熔

4、点沸点沸点 801 645 1413 1290重点规律：离子晶体熔沸点高低比较重点规律：离子晶体熔沸点高低比较：判断判断NaNaF F,Na,NaClCl,Na,NaBrBr,Na,NaI I熔沸点的高低顺序？熔沸点的高低顺序？离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，熔沸点越高熔沸点越高,硬度越大硬度越大。参考下列熔点数据回答：物质NaFNaCl NaBr NaI 熔点995801755651物质NaClKClRbClCsCl熔点熔点801776715646 钠的卤化物从NaF到NaI及碱金属的氯化物从NaCl到CsCl的熔点逐渐_这与_有关。随_增大_

5、减弱，故熔点逐渐_。 降低降低离子半径离子半径离子半径离子半径离子键离子键降低降低【反馈练习】【反馈练习】1 1下列性质中，可以证明某化合物内一定存在下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是（离子键的是（ ） A.A.晶体可溶于水晶体可溶于水 B.B.具有较高的熔点具有较高的熔点 C.C.水溶液能导电水溶液能导电 D.D.熔融状态能导电熔融状态能导电D 2. 在NaCl晶体中与每个Cl-距离相等且最近 的几个Na+所围成的空间几何构型为 ( ) A. 正四面体 B. 正六面体 C. 正八面体 D. 正十二面体 . 晶胞是指晶体中不断重复的结构单元。晶胞是指晶体中不断重复的结构单元。 下

6、图是氯化钠的一个晶胞。提问：下图是氯化钠的一个晶胞。提问： 一一 个氯化钠个氯化钠晶胞占有多少个氯离子？占有多少个钠离子？晶胞占有多少个氯离子？占有多少个钠离子？Cl-Na+体心体心1面心面心21棱棱41顶点顶点81n位于顶点的微粒，晶胞完全拥有其位于顶点的微粒，晶胞完全拥有其1/8。n位于棱上的微粒，晶胞完全拥有其位于棱上的微粒，晶胞完全拥有其1/4。n位于面心的微粒，晶胞完全拥有其位于面心的微粒，晶胞完全拥有其1/2。n位于体心的微粒，微粒完全属于该晶胞。位于体心的微粒，微粒完全属于该晶胞。晶胞中实际质点数晶胞中实际质点数方法小结氯化钠中晶胞中的氯化钠中晶胞中的氯氯骨架骨架一个氯化钠晶胞中

7、占有一个氯化钠晶胞中占有ClCl- -= =（12/4+112/4+1）= 4= 4个个氯化钠晶胞中的氯化钠晶胞中的钠钠骨架骨架NaNa+ += =（8/8+6/28/8+6/2）= 4= 4个个一个氯化钠晶胞中占有一个氯化钠晶胞中占有即每个氯化钠晶胞中相当于有即每个氯化钠晶胞中相当于有4个个NaCl。 ACB适合下面结构的化学式是适合下面结构的化学式是 某某晶胞晶胞结结构如图所示，构如图所示，晶胞中各微粒晶胞中各微粒个数分别为：个数分别为： 铜铜_个个 钡钡_个个 钇钇_个个巩固练习：巩固练习：2312. 分子晶体分子晶体 分子间分子间以分子间作用力分子间作用力相结合的晶体晶体 分子晶体分子

8、晶体*构成分子晶体的粒构成分子晶体的粒子是分子，子是分子， 粒子间的相互作用粒子间的相互作用是分子间作用力是分子间作用力 分子间作用力（范德瓦尔斯力）分子间作用力（范德瓦尔斯力）分子间作用力与化学键的分子间作用力与化学键的区别区别：n化学键化学键存在于存在于相邻原子相邻原子之间（即分子之之间（即分子之内），而内），而分子间作用力分子间作用力是在是在“分子之间分子之间” 。n强度：化学键的键能为强度：化学键的键能为120800kJ/mol，而分子间作用力只有而分子间作用力只有2到到20 kJ/mol。分子间力要比化学键分子间力要比化学键弱弱得多得多,不属于化学键不属于化学键. 分子晶体宏观性质分

9、子晶体宏观性质较较低低的熔沸点的熔沸点较较小小的硬度的硬度固态或熔融状态下都固态或熔融状态下都不不导电导电分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分子的极性相关子的极性相关 相似相溶相似相溶分子间作用力（范德瓦尔斯力）思考：分子间作用力的大小与什么有关？思考：分子间作用力的大小与什么有关？n应用：对于四氟化碳、四氯化碳、四溴化应用：对于四氟化碳、四氯化碳、四溴化碳、四碘化碳，其熔沸点如何变化？碳、四碘化碳，其熔沸点如何变化？物质物质SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点（熔点（）-90.2-70.45.2120.5物质物质SiCl4GeCl4SnCl4PbCl4熔点（熔

10、点（）-70.4 -49.5 -36.2 -15.0物质物质CF4CCl4CBr4CI4熔点（熔点（）-184-2348.4171物质物质F2Cl2Br2I2熔点（熔点（）-219.6 -101 -7.2 113.5组成和结构相似组成和结构相似的物质，相对分子量分子量越大，分子间作用力越大，物质的熔熔、沸点沸点越高。影响影响分子间作用力的因素分子间作用力的因素: :解释解释:有机物中同系物之间熔沸点的变化规律有机物中同系物之间熔沸点的变化规律推测推测:下列物质的沸点变化下列物质的沸点变化1. CH4 SiH4 GeH4 SnH42. NH3 PH3 AsH3 SbH33. H2O H2S H2

11、Se H2Te4. HF HCl HBr HIH2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点HF+-HF-+HF-+ 在在HF分子中，由于分子中，由于F原子吸引电子的能力很原子吸引电子的能力很强，强，HF键的极性很强，共用电子对强烈地偏键的极性很强，共用电子对强烈地偏向向F原子，亦即原子，亦即H原子的电子云被原子的电子云被F原子吸引，使原子吸引，使H原子几乎成为原子几乎成为“裸露裸露”的质子。这个半径很小、的质子。这个半径很小、带部分正电荷的带部分正电荷的H核，与另一个核，与另一个HF分子带部分负分子带

12、部分负电荷的电荷的F原子相互吸引。这种静电吸引作用就是原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。氢键。 水分子间形成的氢键水分子间形成的氢键氢键的基本特征氢键的基本特征 它比化学键弱而比范德瓦尔斯力强，其键能约在它比化学键弱而比范德瓦尔斯力强，其键能约在 1040kJmol-1。 是一种存在于是一种存在于分子之间分子之间也存在于也存在于分子内部分子内部的作用力的作用力。氢键的氢键的形成条件形成条件FHFHFHFH表示方法：在形成氢键的两原子间用表示方法：在形成氢键的两原子间用 表示表示 分子中有氢原子和得电子能力强的原子，分子中有氢原子和得电子能力强的原子，如：如：N N、O O、F F；氢键的

13、强度：氢键的强度： 比分子间作用力稍强，但比化学键弱的多比分子间作用力稍强，但比化学键弱的多 氢键的存在使物质的熔、沸点相对氢键的存在使物质的熔、沸点相对较高较高 结冰时体积膨胀结冰时体积膨胀,密度减小密度减小,是水的另一反是水的另一反 常性质常性质,也可以用也可以用氢键氢键来解释来解释.氢键的存在对物质熔沸点的影响：氢键的存在对物质熔沸点的影响： n分子晶体的特点分子晶体的特点 n哪些物质属于分子晶体哪些物质属于分子晶体?有单个分子存在；有单个分子存在；化学式就是分子式。化学式就是分子式。熔沸点较低，硬度较小。熔沸点较低，硬度较小。卤素、氧气、氢气等多数非金属单质、卤素、氧气、氢气等多数非金

14、属单质、稀有气体、多数共价化合物等。稀有气体、多数共价化合物等。 讨论：讨论： CO2和和SiO2的一些物理性质如下表所示，通的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断过比较试判断SIO2晶体是否属于分子晶体。晶体是否属于分子晶体。熔点熔点/oC状态（室温）状态（室温）CO2-56.2气态气态SiO21723固态固态 结论：结论：SiO2不是分子晶体。那它是什么晶体不是分子晶体。那它是什么晶体呢？呢？. .概念：概念：相邻相邻原子原子间以间以共价键共价键相结合而形成相结合而形成空间立体网状结构空间立体网状结构的晶体的晶体 * * *构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强构成原子晶体的粒子是原子，

15、原子间以较强的共价键相结合。的共价键相结合。三原子晶体三原子晶体 在原子晶体中，由于原子间以在原子晶体中，由于原子间以较强较强的的共价共价键键相结合，而且形成相结合，而且形成空间立体网状结构空间立体网状结构，所以，所以原子晶体的原子晶体的（1）熔点和沸点高）熔点和沸点高（2）硬度大）硬度大（3）一般不导电）一般不导电（4）且难溶于一些常见的溶剂）且难溶于一些常见的溶剂3.常见的原子晶体常见的原子晶体:金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。10928 共价键18010928SiO共价键 n原子晶体的特点原子晶体的特点n哪些物质属于原子晶体？哪些物质属于原子晶体？

16、晶体中无单个分子存在；晶体中无单个分子存在； SiO2是是化学式化学式不是不是分子式分子式， Si和和O原子个数比原子个数比1 2。熔沸点很高，硬度很大，熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂。难溶于一般溶剂。不导电。不导电。金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅 原子晶体中没有单个分子存在，化学式不原子晶体中没有单个分子存在，化学式不能表示分子式，能表示分子式， 熔沸点很高，硬度很大。熔沸点很高，硬度很大。原子晶体熔沸点高低与共价键强弱有关：原子晶体熔沸点高低与共价键强弱有关： 原子半径越短，共价键键长越短，键能原子半径越短，共价键键长越短，键能越大，键越强，熔沸点越

17、高。越大，键越强，熔沸点越高。金刚石晶体Si熔点/35501410沸点/48272355金刚石与晶体金刚石与晶体SI的熔、沸点比较的熔、沸点比较石墨中石墨中CC夹角夹角为为120， CC键键长为长为(0.142nm) 1.421010 m分子间作用力,层间距3.35 1010 mCC 共价键石墨石墨 石墨为什么石墨为什么很软很软？ 石墨的熔沸点为什很高？石墨的熔沸点为什很高？ 石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软，硬度小。滑动，所以石墨很软，硬度小。 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强石墨各层均为平面网状结构，碳原

18、子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。的共价键，故熔沸点很高。 所以，石墨称为混合型晶体。所以，石墨称为混合型晶体。混合型晶体混合型晶体石墨晶体的层内结构如图所示，每一层由无数个正石墨晶体的层内结构如图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占六边形构成，则平均每一个正六边形所占的碳原子数为的碳原子数为_C-C键的个数键的个数_2 3 3已知硼的熔点为已知硼的熔点为23002300，沸点为，沸点为25502550，晶体硼属于晶体硼属于 晶体。晶体。已知晶体中的结构单元是由硼原子组成的正二十已知晶体中的结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有面体，其中有2020个等边三角形的面

19、和一定数目的顶个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶点有各有一个硼原子。角，每个顶点有各有一个硼原子。 此基本单元是由此基本单元是由 个硼原子构成，其中个硼原子构成，其中BB 键的键角为键的键角为 ，共有，共有 个个BB单键。单键。原子原子 1/5320 =12601/2320 = 30知识归纳晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体微粒微粒作用力作用力硬度硬度熔熔沸点沸点导电性导电性典型实例典型实例阴、阳离子分子原子离子键范德瓦尔斯力共价键较大较小很大较高低很高溶于水或熔融态下均导电熔融态不导电不导电NaOH、AgCl、Na2O等等HCl、Cl2、CO2、He、P4

20、、S等等金刚石、碳化硅、刚玉、晶体硅等结束练习练习 下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是的是 ( ) ( ) （9494年上海高考）年上海高考）（A A）O O2 2、H H2 2、HgHg（B B）COCO2 2、KClKCl、SiOSiO2 2（C C）NaNa、K K、Rb Rb （D D）SiC SiC 、NaClNaCl、SOSO2 2B 分析：分析：熔沸点比较熔沸点比较 原子晶体原子晶体 离子晶体离子晶体 分子晶体分子晶体原子晶体、离子晶体、分子晶体原子晶体、离子晶体、分子晶体分子晶体、离子晶体、原子晶体分子晶体、离子晶体、原子晶体降低降

21、低熔点：熔点：-183 -252 -38.9-183 -252 -38.9物质熔沸点高低的比较物质熔沸点高低的比较 不同晶型的物质的熔沸点高低顺序一般是：不同晶型的物质的熔沸点高低顺序一般是： 原子晶体离子晶体分子晶体。原子晶体离子晶体分子晶体。同一晶同一晶型的物质，则晶体内部结构型的物质，则晶体内部结构微粒间的作用微粒间的作用越强，熔沸点越高。越强，熔沸点越高。 不同晶体类型熔沸点高低的判断：不同晶体类型熔沸点高低的判断：离子晶体：离子晶体：离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，熔沸点越高。熔沸点越高。原子晶体：原子晶体：原子半径越小，共价键键能越大

22、，熔沸点越高。原子半径越小，共价键键能越大，熔沸点越高。Si，SiO2，SiCSiO2SiC Si分子晶体：分子晶体： 结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。越大，熔沸点越高。F2，Cl2，Br2，I2F2 Cl2 Br2 I2重要重要练习练习 下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是晶体类型也相同的是 ( )( )（A A）SOSO2 2 和和 SiOSiO2 2 （B B） COCO2 2 和和 H H2 2O O （C C）NaCl NaCl 和和 HCl HCl （D D）

23、CClCCl4 4 和和 KClKCl（9393全国高考题）全国高考题）SOSO2 2B SiOSiO2 2COCO2 2 H H2 2O O NaClNaCl HCl HCl CClCCl4 4KClKCl共价键共价键分子晶体分子晶体共价键共价键共价键共价键共价键共价键共价键共价键共价键共价键离子键离子键离子键离子键原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体晶体类型的判断n从组成上判断（从组成上判断（仅限于中学范围仅限于中学范围）：）：n从性质上判断：从性质上判断：n有无金属离子？(有：则多数为离子晶体)n是否属于“四种原

24、子晶体”？n以上皆否定，则多数是分子晶体。n熔沸点和硬度；(高：原子晶体；较高：离子晶体；低：分子晶体)n熔融状态的导电性。(导电：离子晶体)结束选择下列物质，填写下列空白。选择下列物质，填写下列空白。 A.干冰干冰 B.金刚石金刚石 C.氯化铵氯化铵 D.氟化钙氟化钙 E.固体碘固体碘 F.烧碱烧碱（1）熔化时不需要破坏化学键的是）熔化时不需要破坏化学键的是 （ ） （2）熔化时需要断裂共价键的是（）熔化时需要断裂共价键的是（ ）（3）熔点最高的是（）熔点最高的是（ ），熔点最低的是（），熔点最低的是（ ）（4）晶体中存在分子的是（）晶体中存在分子的是（ ）（5）晶体中既有离子键又有共价键的

25、是（）晶体中既有离子键又有共价键的是（ ）AEBBAAECF分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：A、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态不导电；_B、溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不导电；_C、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有_个氧个氧原子，每个氧原子周围有原子，每个氧原子周围有_个硅原子，硅氧个硅原子，硅氧原子个数比为原子个数比为_。若去掉二氧化硅晶体中的。若去掉二氧化硅晶体中的氧原子，且把硅原子看做碳原子，则所得空间网状结氧原子，且把硅原子看做碳原子，则所得空间网状结构与金刚石空间网状结构相同，试推测每个硅原子与构与金刚石空间网状结构相同，试推测每个硅原子与它周围的它周围的4个氧原子所形成的空间结构为个氧原子所形成的空间结构为_型；型；并推算二氧化硅晶体中最小的硅氧原子环上共有并推算二氧化硅晶体中最小