第三单元 物质的空间结构和性质

第三单元物质的空间结构和性质第1页，共25页，2023年，2月20日，星期三续表性质特征自范性____熔点___________异同表现_________________二者区别方法间接方法看是否有固定的____科学方法对固体进行___________实验有无各向异性各向同性不固定固定熔点X­射线衍射第2页，共25页，2023年，2月20日，星期三晶胞(1)概念描述晶体结构的_________。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置a.无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。b.并置：所有晶胞平行排列、取向相同。2.基本单元第3页，共25页，2023年，2月20日，星期三通过哪些途径可以获得晶体？提示获得晶体的途径有三个：(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质不经液态直接凝固。(3)溶质从溶液中析出。1.第4页，共25页，2023年，2月20日，星期三金属晶体和离子晶体金属键和金属晶体金属键“电子气理论”要点(1)该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。(2)金属晶体是由__________、________通过_______形成的一种“巨分子”。(3)金属键的强度差别很大。(一)1.金属阳离子自由电子金属键第5页，共25页，2023年，2月20日，星期三金属晶体的原子堆积模型(1)二维空间模型a.非密置层，配位数为4。b.密置层，配位数为6。(2)三维空间模型a.简单立方堆积相邻非密置层原子的原子核在同一直线上，配位数为6。只有Po采取这种堆积方式。b.钾型（即A2型密堆积）将非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层都照此堆积。如Na、K、Fe等是这种堆积方式，配位数为8。2.第6页，共25页，2023年，2月20日，星期三c.镁型和铜型(即A3型最密堆积和A1型最密堆积)密置层的原子按钾型堆积方式堆积。若按_________的方式堆积为镁型，按_____________的方式堆积为铜型。这两种堆积方式都是金属晶体的_________，配位数均为12，空间利用率均为74%。离子晶体和晶格能离子晶体(1)概念a.离子键：___________间通过_________(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化学键。b.离子晶体：由阳离子和______通过_______结合而成的晶体。(2)决定离子晶体结构的因素(二)1.ABABABABCABCABC最密堆积阴、阳离子静电作用阴离子离子键第7页，共25页，2023年，2月20日，星期三a.几何因素：即晶体中阴、阳离子的半径比决定晶体结构。b.电荷因素，即阴、阳离子电荷不同，配位数必然不同。c.键性因素：离子键的纯粹程度。(3)一般物理性质一般地说，离子晶体具有较高的___点和沸点，较大的____、难于压缩。这些性质都是因为离子晶体中存在着较强的离子键。若要破坏这种作用需要较多的能量。熔硬度第8页，共25页，2023年，2月20日，星期三晶格能(1)定义________形成1摩尔离子晶体_____的能量，单位kJ·mol－1，通常取正值。(2)大小及与其他量的关系a.晶格能是最能反映离子晶体______的数据。b.在离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则晶格能越大。c.晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越__，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点高、硬度大。2.气态离子释放稳定性强第9页，共25页，2023年，2月20日，星期三试列表比较四种晶体的结构特点和性质。提示2.类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力分子间作用力共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高第10页，共25页，2023年，2月20日，星期三类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性，个别为半导体电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物（SiO2除外）、绝大多数有机物（有机盐除外）部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼），部分非金属化合物（如SiC、SiO2）金属单质与合金（如Na、Al、Fe、青铜）金属氧化物（如K2O、Na2O）、强碱（如KOH、NaOH）、绝大部分盐（如NaCl）第11页，共25页，2023年，2月20日，星期三依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断离子晶体的粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键；原子晶体的粒子是原子，原子间的作用是共价键；分子晶体的粒子是分子，分子间的作用为分子间作用力，即范德华力；金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用是金属键。晶体类型的判断和性质的比较1.第12页，共25页，2023年，2月20日，星期三依据物质的性质分类判断金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在几百至一千多度。原子晶体的熔点高，常在一千至几千度。分子晶体熔点低，常在几百度以下至很低温度。金属晶体的熔点差别很大。2.3.第13页，共25页，2023年，2月20日，星期三依据导电性判断离子晶体水溶液或熔融态能导电。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电。金属晶体是电的良导体。依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或略硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度差别大，且具有延展性。4.5.第14页，共25页，2023年，2月20日，星期三

(2010·日照调研)下面有关晶体的叙述中，错误的是 (

)。A.金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6

个碳原子B.在NaCl晶体中每个Na＋(或Cl－)周围都紧邻6个Cl－(或6

个Na＋)C.白磷晶体中，粒子之间通过共价键结合，键角为60°D.离子晶体在熔化时，离子键被破坏；而分子晶体熔化

时，化学键不被破坏【典例1】►第15页，共25页，2023年，2月20日，星期三解析金刚石的网状结构中，每个最小的碳环上有6个原子，以共价键结合；NaCl晶体的配位数为6，即每个晶胞中有6个Na＋、6个Cl－；白磷的化学式为P4，结构为正四面体形，键角为60°，分子内以P—P共价键结合，而P4分子晶体以分子间力结合，而非共价键；离子晶体熔化时，离子键被断开，而分子晶体熔化时，分子并未发生改变。答案

C第16页，共25页，2023年，2月20日，星期三有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表：【应用1】►熔点/℃硬度水溶性导电性水溶液与Ag＋反应A811较大易溶水溶液或熔融导电白色沉淀B3500很大不溶不导电不反应C－114.2很小易溶液态不导电白色沉淀第17页，共25页，2023年，2月20日，星期三（1）晶体的化学式分别为：A

、B

、C

。（2）晶体的类型分别是：A

、B

、C

。（3）晶体中微粒间作用力分别是：A

、B

、C

。解析

A晶体的熔点较高，硬度较大，且熔融状态下能导电，故A应为离子晶体，又因为A与Ag＋反应可生成白色沉淀，故A应为NaCl。晶体B熔点很高，硬度很大，应为原子晶体，故B应为金刚石。晶体C的熔点很低，液态不导电，应为分子晶体，故C为HCl。答案（1）NaCl

C

HCl（2）离子晶体原子晶体分子晶体（3）离子键共价键分子间作用力第18页，共25页，2023年，2月20日，星期三晶体微粒数计算和化学式的确定第19页，共25页，2023年，2月20日，星期三第20页，共25页，2023年，2月20日，星期三(2011·苏北联考)氯化铯晶胞(晶体重复的结构单位)如下图甲所示，该晶体中Cs＋与Cl－的个数比为1∶1，化学式为CsCl。若某晶体晶胞结构如下图乙所示，其中含有A、B、C三种元素的粒子，则该晶体中的A、B、C的粒子个数比为 (

)。【典例2】►A.8∶6∶1 B.4∶3∶1 C.1∶6∶1 D.1∶3∶1第21页，共25页，2023年，2月20日，星期三答案

D第22页，共25页，2023年，2月20日，星期三1.在使用“均摊法”计算晶胞中微粒个数时要注意晶胞的形状，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共用。2.非长方体（正方体）晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点（1个碳原子）被三个六边形共有，每个六边形占1/3。第23页，共25页，2023年，2月20日，星期三已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如右图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是 (

)。A.ZXY3 B.ZX2Y6C.ZX4Y8 D.ZX8Y12【应用2】►解析由晶胞的结构可知X是在正方体的8个顶点上，每一个晶胞