离子晶体分子晶体原子晶体ppt课件

1、,微观结构与物质的多样性,第三单元 从微观结构看物质的、多样性,1,、晶体类型,1、离子晶体,2、分子晶体,3、原子晶体,4、金属晶体,2,1、什么叫晶体?,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规则排列。,晶体的概念,3,2、晶体的基本类型,分类依据：构成晶体的粒子种类及粒子间 的相互作用。,晶 体,离子晶体,分子晶体,原子晶体,金属晶体,结构决定性质,作用力越强，晶体的熔沸点越高，晶体的硬度越大。,4,三种典型立方晶体结构,简单立方,体心立方,面心立方,5,一、离子晶体,无单个分子存在；NaCl不表示分子式。 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。 水溶液或者熔融状态

2、下均导电。 强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类。,离子间通过离子键结合而成的晶体。,注意,6,3,5,2,6,4,1,观察Na+和Cl-的位置 每个钠离子周围同时吸引着_个氯离子， 每个氯离子周围同时吸引着_个钠离子。,NaCl 晶体球棍模型,6,6,7,NaCl的晶体结构：,6：6,8,氯化钠的晶格扩展,9,NaCl 晶体球棍模型,每个Cl-周围与它最近且距离相等的Cl-共有几个？,Cl-,10,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,12,12,11,（2） CsCl 晶体,Cs,Cl,12,CsCl的晶体结构：,8：8,13,在

3、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+,8,8,14,CsCl 晶体中的最小立方体,Cs+,Cl-,15,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,6,6,Cs,1,2,3,4,5,6,16,为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？,重点规律：离子晶体熔沸点高低比较：,判断NaF,NaCl,NaBr,NaI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， 熔沸点越高,硬度越大。,17,参考下列熔点数据回答：,钠的卤化物从NaF到NaI及碱金属的氯化物从NaCl到CsCl的熔点

4、逐渐_这与_有关。随_增大_减弱，故熔点逐渐_。,降低,离子半径,离子半径,离子键,降低,18,【反馈练习】 1下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是（ ） A.晶体可溶于水 B.具有较高的熔点 C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电,D,19,2. 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,20,. 晶胞是指晶体中不断重复的结构单元。 下图是氯化钠的一个晶胞。提问： 一 个氯化钠晶胞占有多少个氯离子？占有多少个钠离子？,21,体心,1,22,面心,23,棱,24,顶点,25

5、,位于顶点的微粒，晶胞完全拥有其1/8。 位于棱上的微粒，晶胞完全拥有其1/4。 位于面心的微粒，晶胞完全拥有其1/2。 位于体心的微粒，微粒完全属于该晶胞。,晶胞中实际质点数,方法小结,26,氯化钠中晶胞中的氯骨架,一个氯化钠晶胞中占有,Cl-=（12/4+1）= 4个,27,氯化钠晶胞中的钠骨架,Na+=（8/8+6/2）= 4个,一个氯化钠晶胞中占有,即每个氯化钠晶胞中相当于有4个NaCl。,28,A:B:C=1:1:3,A,C,B,看图写化学式,29,适合下面结构的化学式是,A2BC2,30,某晶胞结构如图所示，晶胞中各微粒个数分别为： 铜_个 钡_个 钇_个,巩固练习：,2,3,1,

6、31,2. 分子晶体,分子间以分子间作用力相结合的晶体 分子晶体,*构成分子晶体的粒子是分子， 粒子间的相互作用是分子间作用力 ,32,分子间作用力（范德瓦尔斯力）,分子间作用力与化学键的区别：,化学键存在于相邻原子之间（即分子之内），而分子间作用力是在“分子之间” 。 强度：化学键的键能为120800kJ/mol，而分子间作用力只有2到20 kJ/mol。,分子间力要比化学键弱得多,不属于化学键.,33,分子晶体宏观性质,较低的熔沸点,较小的硬度,固态或熔融状态下都不导电,分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分子的极性相关 相似相溶,34,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

7、么有关？,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？,35,36,37,38,组成和结构相似的物质，相对分子量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。,影响分子间作用力的因素:,解释:有机物中同系物之间熔沸点的变化规律,推测:下列物质的沸点变化,1. CH4 SiH4 GeH4 SnH4 2. NH3 PH3 AsH3 SbH3 3. H2O H2S H2Se H2Te 4. HF HCl HBr HI,39,一些氢化物的沸点,40,+,-,41,在HF分子中，由于F原子吸引电子的能力很强，HF键的极性很强，共用电子对强烈地偏向F原子，亦即H原子的电子云被F原子吸

8、引，使H原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很小、带部分正电荷的H核，与另一个HF分子带部分负电荷的F原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。,42,水分子间形成的氢键,43,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 1040kJmol-1。,是一种存在于分子之间也存在于分子内部的作用力。,氢键的形成条件,表示方法：在形成氢键的两原子间用 表示,分子中有氢原子和得电子能力强的原子，如：N、O、F；,44,氢键的强度：,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、沸点相对较高 结冰时体积膨胀,密度减小,是水的另一反 常性质,也可以用氢键来解释.,氢键的存在对物质

9、熔沸点的影响：,45,（与CO2分子距离最近的CO2分子共有多少个? ）,干冰的晶体结构图,46,干冰晶体结构示意图,由此可见，每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。,47,分子晶体的特点 哪些物质属于分子晶体?,有单个分子存在； 化学式就是分子式。 熔沸点较低，硬度较小。,卤素、氧气、氢气等多数非金属单质、 稀有气体、多数共价化合物等。,48,讨论：,CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SIO2晶体是否属于分子晶体。,结论：SiO2不是分子晶体。那它是什么晶体呢？,49,.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体 *构成原子晶体的粒子是原子，原子间以

10、较强的共价键相结合。,三原子晶体,金刚石,50,在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的,2.原子晶体的物理特性,（1）熔点和沸点高 （2）硬度大 （3）一般不导电 （4）且难溶于一些常见的溶剂,3.常见的原子晶体:,金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。,51,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,52,180,10928,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,53,原子晶体的特点 哪些物质属于原子晶体？,晶体中无单个分子存在； SiO2是化学式不是分子式， Si和O原子个数比12。 熔沸点很高，硬度很大， 难溶于一般溶剂。 不导电。,

11、金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅,54,原子晶体中没有单个分子存在，化学式不能表示分子式， 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： 原子半径越短，共价键键长越短，键能越大，键越强，熔沸点越高。,金刚石与晶体SI的熔、沸点比较,55,石墨的晶体结构,石墨中CC夹角为120， CC键长为(0.142nm) 1.421010 m,分子间作用力,层间距3.35 1010 m,CC 共价键,56,石墨,石墨为什么很软？ 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的共价键，故熔沸点很高

12、。 所以，石墨称为混合型晶体。,混合型晶体,57,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 的碳原子数为_C-C键的个数_,2,3,58,已知硼的熔点为2300，沸点为2550， 晶体硼属于 晶体。 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20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。,此基本单元是由 个硼原子构成，其中BB 键的键角为 ，共有 个 BB单键。,原子,1/5320 =12,60,1/2320 = 30,59,知识归纳,离子键,范德瓦尔斯力,共价键,结束,60,练习 下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确

13、的是 ( ) （94年上海高考） （A）O2、H2、Hg （B）CO2、KCl、SiO2 （C）Na、K、Rb （D）SiC 、NaCl、SO2,B,分析：熔沸点比较 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,降低,熔点：-183 -252 -38.9,61,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： 原子晶体离子晶体分子晶体。同一晶型的物质，则晶体内部结构微粒间的作用越强，熔沸点越高。,62,不同晶体类型熔沸点高低的判断：,离子晶体：,离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强， 熔沸点越高。,原子晶体：,原子半径越小，共价键键能

14、越大，熔沸点越高。,Si，SiO2，SiC,SiO2SiC Si,分子晶体：,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。,F2，Cl2，Br2，I2,F2 Cl2 Br2 I2,重要,63,练习 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 ( ) （A）SO2 和 SiO2 （B） CO2 和 H2O （C）NaCl 和 HCl （D）CCl4 和 KCl（93全国高考题）,SO2,B,SiO2,CO2,H2O,NaCl,HCl,CCl4,KCl,共价键,分子晶体,共价键,共价键,共价键,共价键,共价键,离子键,离子键,原子晶体,分子晶体,分子晶体,离子晶体,

15、分子晶体,分子晶体,离子晶体,64,晶体类型的判断,从组成上判断（仅限于中学范围）： 从性质上判断：,有无金属离子？(有：则多数为离子晶体) 是否属于“四种原子晶体”？ 以上皆否定，则多数是分子晶体。,熔沸点和硬度；(高：原子晶体；较高：离子晶体；低：分子晶体) 熔融状态的导电性。(导电：离子晶体),结束,65,选择下列物质，填写下列空白。,A.干冰 B.金刚石 C.氯化铵 D.氟化钙 E.固体碘 F.烧碱 （1）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（ ） （3）熔点最高的是（ ），熔点最低的是（ ） （4）晶体中存在分子的是（ ） （5）晶体中既有离子键又有共价

16、键的是（ ）,AE,B,B,A,AE,CF,66,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_,67,二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有_个氧原子，每个氧原子周围有_个硅原子，硅氧原子个数比为_。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4个氧原子所形成的空间结构为_型；并推算二氧化硅晶体中最小的硅氧原子环上共有_个原子。,68,工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，电解 Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。 为什么不用电解MgO的方法生产镁？ 也不用电解AlCl3的方法生产铝？,MgO 熔点高，消耗能量大，操作不便，成本太高。,AlCl3 属分子晶体，熔融时不电离，不能用电解法。,69,设计可靠的实验证明MgCl2和AlCl3所属的晶体类型,将MgCl2 和 AlCl3两种晶体分别加热熔化， MgCl2 能导电，是离子晶体； AlCl3不能导电，是分子晶体。,.,70,下列有关晶体的叙