届高考化学晶体结构省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

高三化学总复习基本理论晶体结构第1页观察1细细品味，慢慢数数。面数

顶点数棱数612123030探索1好好想想，找出联络。4＋4－66＋8－128＋6－1212＋20－3020＋12－30规律1总结归纳，叙述规律。面数＋顶点数－棱数＝2欧拉定律！适用范围：凸多面体四、正多面体数学特征46812204862012第2页观察2各种正多面体中每条棱被几个面共用？探索2各种正多面体中二面角度数必须满足什么条件？每条棱被2个面共用双面角(资料)70°32′90°109°28′116°34′138°12′规律2凸多面体双面角必小于180°！四、正多面体数学特征第3页观察3面边数会聚于顶点棱数33435探索3正多面体每一个面只能是正三角形或正方形或正五边形？可否是正六边形或正七边形等？为何？规律3凸多面体每一个顶点面角之和必须小于360°！正多面体每一个面只能是正三角形或正方形或正五边形！顶点面角之和四、正多面体数学特征3×60°3×90°4×60°3×108°5×60°34353第4页SF6是一个无色气体，含有很强稳定性，可用于灭火。SF6分子结构下列图所表示，呈正八面体型。假如F元素有两种稳定同位素，则SF6不一样分子种数为

。

FFFFFFS分析设F元素两种稳定同位素为A和B，则6个F原子组合有几个？A6A5BA4B2A3B3A2B4AB5B6它们在正八面体顶点上分布方式分别有几个？1种1种

七种102种2种2种1种1种

第5页AAAASAAAAAASAAAAAASAAAAS等边三角形等腰直角三角形AABBAABBBBBBBB第6页想想：下列图是十二面体烷空间构型，写出它化学式并计算它一氯取代物和二氯取代物数目。化学式：C20H20一氯取代物：1种二氯取代物：5种第7页练练：单质硼有没有定形和晶体两种，参考以下数据：

(1)晶体硼晶体类型属于

晶体。(2)已知晶体硼基本结构单元是由硼原子组成正二十面体（如图所表示），其中有二十个等边三角形面和一定数目标顶点，每个顶点各有一个硼原子。经过观察图形及推算得出此基本结构单元是由

个硼原子组成；共有

个B－B键，其中B－B键键角为

。金刚石晶体硅晶体硼熔点(K)382316832573沸点(K)510026282823硬度(Moh)107.09.5原子123060°第8页想想：

SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为C、Si两原子依次相间排列正四面体型空间网状结构。如图所表示为两个中心重合，各面分别平行大小两个正方体，其中心为一个硅原子，试在小正方体顶点上画出与该Si最近C位置，在大正方体棱上画出与该Si最近Si位置。SiC第9页通常人们把拆开1mol某化学键所吸收能量看成该化学键键能。键能大小能够衡量化学键强弱，也能够估算化学反应反应热（△H），化学反应△H等于反应中止裂旧化学键键能之和与反应中形成新化学键键能之和差。化学键Si－OSi－ClH－HH－ClSi－SiSi－C键能/kJ·mol－1460360436431176347请回答以下问题：（1）比较以下两组物质熔点高低（填“＞”或“＜”）SiC______Si；SiCl4_________SiO2第10页（2）右图立方体中心“●”表示硅晶体中一个原子，请在立方体顶点用“●”表示出与之紧邻硅原子。（3）工业上用高纯硅可经过以下反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)该反应反应热△H＝_____________kJ/mol第11页碘元素有各种价态，能够形成各种含氧阴离子IxOyn-。由两个IO62-正八面体共用一个面形成IxOyn-化学式为A、I2O94-B、I2O106-C、I2O118-D、I2O1210-第12页例、已知氯化铝熔点为90℃(2.02×105Pa)，但它在180℃即开始升华。(1)氯化铝是

(填“离子化合物”或“共价化合物”)。

(2)在500K和1.01×105Pa时，它蒸气密度(换算成标准情况时)为11.92g/L，且已知它结构中还含有配位键，氯化铝化学式为

，结构式为

。(3)无水氯化铝在空气中强烈地“发烟”，其原因是

。

(4)怎样经过试验来判别氯化铝是离子化合物还是共价化合物？第13页第14页例．已知LiI晶体结构为NaCl型，试验测得Li+和I-最邻近距离为3.02×10-10m，假定Li+和I-都是刚性球。试回答以下各问：⑴欲计算得到Li+和I-近似半径，你还须做何假设？⑵计算Li+、I-近似半径⑶若用另一方法测得Li+半径为6.0×10-11m~6.8×10-11m，试验证你假设是否正确。

bca⑶因为离子间并非接触，即：3.02×10-10>R++R-R+<8.80×10-11m所以假设成立。

解：⑴因为阴阳离子半径为“接触”半径，所以还必须假设离子间相接触。⑵在上述假设下，联想晶胞结构，并取其一个面来观察，得如右图所表示关系：在△abc中，因ac=×2×3.02×10-10m=4R-R-=2.14×10-10m故R+=8.80×10-11m第15页例、（1）中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO（氧化镍）晶体结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-核间距离为a×10-8cm，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7g·mol-1).（2）天然和绝大部分人工制备晶体都存在各种缺点，比如在某种NiO晶体中就存在如右图所表示缺点：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O比值却发生了改变。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+离子数之比

第16页六、晶体常见题型（一）求晶体化学式确实定C例1（西安市竞赛题）右图所表示晶体结构是一个含有优良压电、铁电、电光等功效晶体材料最小结构单元（晶胞）。晶体内与每个“Ti”紧邻氧原子数和这种晶体材料化学式分别是（各元素所带电荷均已略去）(A)8；BaTi8O12(B)8；BaTi4O9(C)6；BaTiO3(D)3；BaTi2O3第17页例21987年2月，朱经武教授等发觉釔钡铜氧化物在90K下含有超导性，若该化合物晶胞结构以下列图所表示，则该化合物化学式可能为（）

A.YBa2CuO7-xB.YBa2Cu2O7-x

C.YBa2Cu3O7-xD.YBa2Cu4O7-x

计算晶胞中各原子数：Y：1Ba：2Cu：8×1/8+8×1/4=3C第18页例：最近科学家发觉一个由钛原子和碳原子组成气态团簇分子，如图所表示。顶角和面心原子是钛原子，棱中心和体心原子是碳原子，则它化学式是（）A.TiCB.Ti6C7C.Ti14C13D.Ti13C14此题给出是分子簇结构而非晶体结构，故只需数出原子数目即可。均摊法是研究晶体结构惯用方法，但要注意以下题型：第19页已知物质晶体类型判断依据

（仅限于中学范围）１．观察有没有金属离子？(若有，普通是离子晶体)２．观察是否属于“原子晶体”？３．以上皆否定，则多数是分子晶体。第20页例：以下性质适合分子晶体是（）BCA.熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电；B.熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电；C.能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃D.熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g/cm3例2:据以下物质性质，判断属于原子晶体是（）A.微溶于水，硬度小，熔点-56℃，固态或液态时不导电；B.熔点3410℃，导电性好，延展性强；C.熔点3550℃，不导电，不溶于水及有机溶剂，质硬D.熔点800℃，易溶于水，熔化时能导电C第21页2.同种晶体离子晶体：比较离子键强弱，离子半径越小，电荷越多，熔 沸点越高MgO>MgCl2>NaCl>KCl>KBr原子晶体：比较共价键强弱（看键能和键长）

金刚石(C)>水晶(SiO2)>SiC>Si

分子晶体：比较分子间力1）组成和结构相同时，分子量越大熔沸点越高 F2<Cl2<Br2<I2;HCl<HBr<HI; CF4<CCl4<CBr4<CI4;

N2<O2;同系物熔沸点比较2）同分异构体：支链越多沸点越低 正戊烷>异戊烷>新戊烷金属晶体：比较金属键，熔沸点同族从上到下减小，同周期 从左到右增大。Li>Na>K>Rb>Cs;Na<Mg<Al物质熔沸点普通规律1、不一样晶型熔沸点：原子晶体>离子晶体>分子晶体（金属晶体熔沸点有很高，如钨、铂等；有则很低，如汞等）第22页[例1]右图为NaCl晶胞结构示意图。它向三维空间延伸得到完美晶体。试回答：（1）一个NaCl晶胞中有

个Na＋，有

个Cl－。（2）一定温度下，用X射线衍射法测得晶胞边长为acm，求该温度下NaCl晶体密度。（3）若NaCl晶体密度为ρg/cm3，则NaCl晶体中Na＋与Na十之间最短距离是多少？8×1/8＋6×1/2＝41＋12×1／4＝4ρ＝m/V＝n·M/V＝58.5×4／(NA·a3)（二）晶体密度、粒子间距离计算第23页[例2]右图为NaCl晶胞结构,已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，因为晶体缺点，x值小于1。测知FexO晶体密度为ρ＝5.71g/cm3，晶胞边长为4.28×10－10m。（1）FexO中x值（准确至0.01）为

；（2）晶体虽Fen+分别为Fe2+和Fe3+，在Fe2+和Fe3+总数中，Fe2+所占分数（用小数表示）为

；（3）此晶体化学式为

；（4）与某个Fe2+或Fe3+距离最近且距离相等O2－离子围成空间几何形状是

；（5）在晶体中铁元素离子间最短距离为

m。0.920.826正八面体3.03×10－10Fe0.762+Fe0.163+O第24页[例3]金晶体最小重复单元（也称晶胞）是面心立方，即在立方体8个顶点上各有一个金原子，各个面面心上各有一个金原子（如图），每个金原子被相邻晶胞共用。金原子直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金摩尔质量。(1)金晶体中每个晶胞中含有

个金原子；(2)欲计算一个晶胞体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定

。(3)一个晶胞体积是多少？(4)金晶体密度是多少？4在立方体各个面对角线上3个金原子彼此两两相切

第25页（三）晶体中点、线、面关系[例1]C60是碳单质家族中新组员，已知每个碳原子与其它三个碳原子相连。请依据碳成键方式计算C60分子中存在

________条C—C单键；

________条C=C双键？

分析：碳原子成键方式：每个碳原子经过4条共价键与其它原子成键。其成键方式图为：

由图能够看出：每个C—C单键为2个碳原子所拥有，故每个碳原子占有2×1/2=1条C－C单键，分子中共有1×60=60条C—C单键；每个C=C双键为2个碳原子所拥有，故每个碳原子占有1×1/2=1/2条C=C双键，分子中共有1/2×60=30条C=C双键。

6030第26页[例2]

石墨晶体层内结构如图所表示，每一层由无数个正六边形组成，则:(1)平均每一个正六边形所占碳原子数为

;(2)石墨晶体每一层内碳原子数与碳一碳化学键之比是

；（3）ng碳原子可组成

个正六边形。每个碳原子为三个正六边形共用，每个正六边形碳原子数为6×1/3=22又每个正六边形所占C－C键数为：6×1/2=3∴碳原子数与碳一碳化学键之比是2∶32∶3(n/12)·NA2第27页面数

顶点数棱数6121230304＋4－66＋8－128＋6－1212＋20－3020＋12－30规律1总结归纳，叙述规律。面数＋顶点数－棱数＝2欧拉定律！适用范围：凸多面体七、正多面体数学特征46812204862012第28页SF6是一个无色气体，含有很强稳定性，可用于灭火。SF6分子结构下列图所表示，呈正八面体型。假如F元素有两种稳定同位素，则SF6不一样分子种数为

。

FFFFFFS分析设F元素两种稳定同位素为A和B，则6个F原子组合有几个？A6A5BA4B2A3B3A2B4AB5B6它们在正八面体顶点上分布方式分别有几个？1种1种

七种102种2种2种1种1种

第29页AAAASAAAAAASAAAAAASAAAAS等边三角形等腰直角三角形AABBAABBBBBBBB第30页想想：下列图是十二面体烷空间构型，写出它化学式并计算它一氯取代物和二氯取代物数目。化学式：C20H20一氯取代物：1种二氯取代物：5种第31页练练：单质硼有没有定形和晶体两种，参考以下数据：

(1)晶体硼晶体类型属于

晶体。(2)已知晶体硼基本结构单元是由硼原子组成正二十面体（如图所表示），其中有二十个等边三角形面和一定数目标顶点，每个顶点各有一个硼原子。经过观察图形及推算得出此基本结构单元是由

个硼原子组成；共有

个B－B键，其中B－B键键角为

。金刚石晶体硅晶体硼熔点(K)382316832573沸点(K)510026282823硬度(Moh)107.09.5原子123060°第32页想想：

SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为C、Si两原子依次相间排列正四面体型空间网状结构。如图所表示为两个中心重合，各面分别平行大小两个正方体，其中心为一个硅原子，试在小正方体顶点上画出与该Si最近C位置，在大正方体棱上画出与该Si最近Si位置。SiC第33页通常人们把拆开1mol某化学键所吸收能量看成该化学键键能。键能大小能够衡量化学键强弱，也能够估算化学反应反应热（△H），化学反应△H等于反应中止裂旧化学键键能之和与反应中形成新化学键键能之和差。化学键Si－OSi－ClH－HH－ClSi－SiSi－C键能/kJ·mol－1460360436431176347请回答以下问题：（1）比较以下两组物质熔点高低（填“＞”或“＜”）SiC______Si；SiCl4_________SiO2第34页（2）右图立方体中心“●”表示硅晶体中一个原子，请在立方体顶点用“●”表示出与之紧邻硅原子。（3）工业上用高纯硅可经过以下反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)该反应反应热△H＝_____________kJ/mol第35页碘元素有各种价态，能够形成各种含氧阴离子IxOyn-。由两个IO62-正八面体共用一个面形成IxOyn-化学式为A、I2O94-B、I2O106-C、I2O118-D、I2O1210-第36页例、已知氯化铝熔点为90℃(2.02×105Pa)，但它在180℃即开始升华。(1)氯化铝是

(填“离子化合物”或“共价化合物”)。

(2)在500K和1.01×105Pa时，它蒸气密度(换算成标准情况时)为11.92g/L，且已知它结构中还含有配位键，氯化铝化学式为

，结构式为

。(3)无水氯