第三章探究晶体结构与性质的关系(2)课件高二下学期化学人教版选择性必修2

晶体结构与性质——探究晶体结构与性质的关系学习目标1.观察晶胞实物模型和动画演示，运用切割法计算晶胞中包含的微粒数目。2.从宏观和微观两个角度对比分析不同类型晶体结构特点，建构晶体配位数寻找的思维模型。3.阐述不同类型晶体结构与物质熔沸点之间的关系，并能依据晶体类型预测晶体的性质。第24届冬季奥林匹克运动会，即2022年北京冬季奥运会于2022年2月4日开幕，2月20日闭幕。北京冬季奥运会设7个大项，15个分项，109个小项。奥运奖牌主要是金、银、铜三种金属，它们属于什么晶体类型？开幕式上，晶莹剔透的“冰雪五环”惊艳亮相，冰雪又是什么晶体类型?还有，走进国家速滑馆“冰丝带”，映入眼帘的是一整块1.2万平方米的冰面，这是目前世界上采用：“二氧化碳跨临界直冷制冰技术”打造的最大的多功能全冰面。传统的人工造雪主要靠氟利昂，会造成臭氧层空洞。北京冬奥会的造雪用二氧化碳跨临界制冷制冰技术，极大降低了碳排放，制冷过程中产生的高品质余热还可回收利用。那么，其中的二氧化碳固体属于什么晶体类型？有什么结构特点？学习活动任务展示要求1.金属晶体金属晶体的物理性质；常见晶体的结构配位数；熔沸点的比较1.完成学程中相应学习活动的内容2.根据课堂要求分组展示，学科班长进行即时评价

2.离子晶体常见离子的晶体结构离子晶体熔沸点的比较（晶格能）3.共价晶体

物理性质（熔沸点、硬度）常见共价晶体的结构特点4.分子晶体常见的分子晶体及结构特点分子晶体物理性质（熔沸点、硬度）meiyangyang8602请你思考！

金属晶体中的微粒是通过什么作用结合在一起的？Ti一、金属晶体导电性导热性延展性金属光泽金属阳离子和自由电子自由电子在外加电场的作用下发生定向移动自由电子与金属阳离子碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用吸收波长范围极广的光，并重新反射出来1.典型金属晶体的结构---补充补充1空间利用率：晶胞实际拥有的微粒的总体积与晶胞的体积比，表示堆积程度补充2配位数：在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接【距离最近的】的原子或离子的数目称为配位数(1)体心立方堆积（钠）①体心立方堆积晶胞平均占有的原子数目：2②体心立方堆积晶胞的配位数：8③金属原子的半径r与正方体的边长a的关系：(2)典型结构---面心立方最密堆积（铜）面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：4面心立方紧密堆积晶胞的配位数：12金属原子的半径r与正方体的边长a的关系：(3)六方最密堆积（镁）六方最密堆积晶胞平均占有的原子数目：2①六方最密堆积晶胞的配位数：12②金属原子的半径r与正方体的边长a的关系：a=2r1.典型金属晶体的结构总结---(等径圆球的堆积)代表物质原子个数配位数原子半径和边长的关系空间占有率晶体模型简单立方堆积Po16a=2r52%体心立方密堆积NaKFe2868%六方最密堆积CuAgAu612a=2r74%面心立方最密堆积MgZnTi41274%金属Na

MgAlCr熔点/℃97.565066019002.金属的熔、沸点、硬度与金属键的关系a、金属元素的原子半径b、单位体积内价电子的数目一般而言：金属元素的原子半径越小，单位体积内价电子数目越多，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。如何堆积呢？二、离子晶体成键微粒阴阳离子微粒间作用力离子键（1）氯离子采取面心立方最密堆积，钠离子位于氯离子组成的正八面体空隙中。（2）配位数：①每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl-有6个。②它们所围成的空间几何构型是正八面体。

(1)典型离子晶体的结构---氯化钠晶体Na＋Cl－(3）每个Na+周围与之等距且距离最近的Cl-有___个，Na+有___个。每个Cl-周围与之等距且距离最近的Na+有____个，Cl-有____个。612126Cl－Na＋【例】MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420nm，则r(O2-)为______nm。

提升训练①每个Cs＋同时吸引8个Cl－，每个Cl－同时吸引8个Cs＋，而Cs＋数目与Cl－数目之比为1:1②根据氯化铯的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有1个Cs＋，有1个Cl－。③在每个Cs＋周围与它最近的且距离相等的Cs＋有6个。配位数为8(2)典型离子晶体的结构---氯化铯晶体晶体NaClCsCl半径比0.520.93配位数68思考：为什么NaCl晶体中Na＋的配位数为6,而CsCl晶胞中CS＋的配位数为8呢？阳离子和阴离子的半径比不同。阳离子半径越大，配位数越大。①Ca2＋【面心立方】的配位数：8②F－【空隙中】的配位数：4③一个CaF2晶胞中含：4个Ca2＋和8个F－（3）典型离子晶体的结构—氟化钙晶体①阳离子【面心立方】的配位数：4②阴离子【空隙中】的配位数：4③一个ZnS晶胞中含：

4个阳离子和4个阴离子（4）典型离子晶体的结构——硫化锌晶体（5）

离子晶体的特征1.含有离子键的晶体都是离子晶体2.离子晶体的熔沸点高且难挥发3.硬度较大，不具有延展性4.离子晶体固态时不导电，熔融状态和溶于水后能导电5.溶解性，大多数离子晶体易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂(6)离子晶体熔沸点的比较---晶格能

1.概念：“1摩尔”

离子晶体形成气态离子吸收的能量，通常取正值。2.表示：符号为U单位是KJ/mol,取正值3、影响晶格能大小因素离子晶体中阴阳离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，晶格能越大，晶体的熔沸点越高。电荷的影响＞半径的影响三、共价晶体共价晶体的结构特点及物理性质（1）构成微粒及其相互作用：共价晶体物理性质：①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合。因此一般熔点高，硬度大。②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。共价晶体共价晶体物质类别：1mol金刚石2mol共价键；4个原子共平面；每个C连12个六元环常见的共价晶体及其结构：四、分子晶体分子晶体的概念及粒子间的相互作用（1）概念：只含分子的晶体称为分子晶体（2）粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合（单原子分子除外，如Ar）

物理性质：①分子晶体熔沸点较低，硬度较小、易升华。②导电性：一般都是绝缘体，熔融状态也不导电，有些在水中可以导电。③溶解性：与溶质与溶剂的分子极性有关系，相似相溶。

常见的分子晶体：①所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等②部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等③部分非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10④几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3⑤绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等分子晶体的结构特征（两种）（1）分子间作用力只有范德华力：晶体中分子堆积方式为分子密堆积，即以一个分子为中心，其周围通常可以有

个紧邻的分子。代表物：干冰、氧气、C60如干冰的晶胞结构如图：①每个晶胞中有___个原子。②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子有___个。121212面心立方最密堆积(2)分子间还有其他作用力：（非密堆积）水分子之间的主要作用力是_____，在冰的每个水分子周围只有___个紧邻的水分子。冰的晶体结构如图：氢键4

(1)分子晶体熔化时，只破坏分子间作用力不破坏化学键。

(2)以氢键作用形成的分子晶体，熔点高，HF、H2O、NH3、醇、羧酸、糖等物质的熔点较高。

(3)不含氢键的分子晶体，结构相似，相对分子质量的增大，物质的熔点逐渐升高。例如，常温下Cl2为气态，Br2为液态，而I2为固态；CO2为气态，CS2为液态。

(4)相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔点高，如CO的熔点比N2的熔点高。（5）同分异构体之间：一般支链越多，熔沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷

结构越对称熔沸点越低：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯分子晶体的熔沸点、硬度影响因素[必记结论]四大晶体类型的比较晶体类型金属晶体离子晶体共价晶体分子晶体含义由金属键形成的金属单质离子化合物结晶形成的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体只含分子的晶体组成粒子金属阳离子和自由电子阴、阳离子原子分子粒子间作用力金属键离子键共价键分子间作用力晶体类型金属晶体离子晶体共价晶体分子晶体熔、沸点差别较大（常温汞为液态，钨熔点为3410℃）较高高较低硬度差别较大略硬而脆很大较小溶解性一般不溶于水，少数与水反应多数易溶一般不溶于各种溶剂部分溶于水导热导电性良导体不良导体不导电，个别为半导体不导电，部分水溶液导电熔化时破坏的作用力破坏金属键破坏离子键破坏共价键破坏分子间作用力举例铁、铜氯化钠、氯化铯金刚石、二氧化硅等冰、干冰等