《晶体结构复习》PPT课件.ppt

1、,晶体世界,晶体的 类型和性质,一、晶体的粒子及粒子间的相互作用,二、晶体类型与晶体性质的关系,三、晶体熔沸点高低的判断规律,四、物质类别与晶体类型的关系,五、有关晶体结构的分析和计算,六、综合运用,一、晶体的粒子及粒子间的相互作用,阴、阳离子,原子,分子,金属阳离子、自由电子,离子键,共价键,分子间作用力,金属键,一、晶体的粒子及粒子间的相互作用,一定有离子键，可能有共价键,含有极性键或非极性键,含有共价键或不含任何化学键,金属键,离子键,共价键,分子间作用力,金属键,课堂练习,练习1：下列说法中正确的是（ ） A、离子晶体一定含有离子键，分子晶体一定含有共价键 B、NaCl、HCl、SiO

2、2 的晶体中都不存在单个分子 C、HCl 和 乙醇晶体溶于水时克服微粒间作用力的类型相同 D、HCl 和 乙醇晶体熔化时克服微粒间作用力的类型相同,D,不导电,导电,除半导体外 不导电,不导电,导电,不导电,导电,二、晶体类型与晶体性质的关系,除半导体外 不导电,导电，但受溶解度影响，有时现象不明显,不溶于水，除半导体外不导电,不一定导电,导电,较硬、脆,较硬,坚硬,硬度小,较高,高,低,差别较大,二、晶体类型与晶体性质的关系,三、晶体熔沸点高低的判断规律,1、不同类晶体,一般而言：原子晶体离子晶体分子晶体,2、同类晶体,原子晶体：,原子半径越小，共价键越强， 熔沸点越高,离子晶体：,离子电荷

3、数越多，离子半径越小，离子键 越强，熔沸点越高,金属晶体：,金属阳离子电荷数越多，离子半径越小，金属键越强，熔沸点越高,例：金刚石碳化硅晶体硅,例：MgONaClKClKBr,例：NaKRb，NaMgAl,开拓思考题1,分子晶体：,一般来说，,1、结构相似时，相对分子质量越大，熔沸点越高,例：HeNeArKrXe，SiCl4GeCl4SnCl4PbCl4,但是，有氢键存在时会出现反常情况。,例：HFHCl，H2OH2S，NH3PH3,2、相对分子质量相同，结构不同时：,、分子极性越大，熔沸点越高 例：CON2,、支链越多，熔沸点越低 例：正戊烷异戊烷新戊烷,、芳香族化合物：邻间对位化合物,三、

4、晶体熔沸点高低的判断规律,练习2：关于晶体的下列说法正确的是（ ）A在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D分子晶体的熔点一定比金属晶体的低,课堂练习,A,四、物质类别与晶体类型的关系,多数盐、强碱、多数金属氧化物,金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅,多数非金属单质及化合物,金属单质,四、物质类别与晶体类型的关系,注意：,1、由离子化合物形成的晶体一定是离子晶体。,2、共价化合物形成的晶体一般为分子晶体， 少数为原子晶体，如：SiO2、SiC。,3、由金属单质形成的晶体一般是金属晶体。,4、非金属单质形成的晶体一般为分子晶体，

5、 少数为原子晶体，如：金刚石、晶体硅。,课堂练习,练习3：据报道，科研人员应用电子计算机模拟出类似C60的物质N60, 试推测出该物质不可能具有的性质是（ ） A、N60难溶于水 B、稳定性:N60N2 D、它属于原子晶体,D,五、有关晶体结构的分析和计算,三种典型立方晶体结构,简单立方,体心立方,面心立方,五、有关晶体结构的分析和计算,1、有关晶体的粒子数和化学式的确定,2、晶体中化学键数的确定,3、晶体的空间结构和计算,确定某粒子周围最近且等距的粒子数,确定晶体中的粒子个数比和化学式，只需分析一个晶胞的结构即可，但分析时一定要注意晶胞的具体形状，然后再分析各位置的粒子对晶胞的贡献。,重要公

6、式：= m/V =,nM/NA,a3,（1）NaCl晶体,（1）钠离子和氯离子的位置：,（1）钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。（2）钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点，或者反之。,（2）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数,计算方法： 顶点占1/8；棱占1/4；面心占1/2；体心占1,氯离子： 钠离子：,（3）与Na+等距离且最近的Na+ 、Cl- 各有几个？,与Na+等距离且最近的Na+ 有：12个 与Na+等距离且最近的Cl- 有：6个,1、有关晶体的粒子数和化学式的确定,（2）CsCl晶体,（1）铯离子和氯离子的位置：,铯离子：体心 氯离子：顶点；或者反之。,（2）每个晶胞

7、含铯离子、氯离子的个数,铯离子：1个 ；氯离子：1个,（3）与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？,铯离子：6个 ；氯离子：8个,1、有关晶体的粒子数和化学式的确定,（3）干冰晶体,（1）二氧化碳分子的位置：,二氧化碳分子位于：体心和棱中点（面心和顶点）,（2）每个晶胞含二氧化碳分子的个数,二氧化碳分子的个数： 4 个,（3）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化 碳分子有几个？,12个,1、有关晶体的粒子数和化学式的确定,如图：该晶体结构中，元素氧、钛、钙 的离子个数比是 。该 物质的化 学式可表示为 。,1、有关晶体的粒子数和化学式的确定,3:1:1,CaTiO3,硼镁化合物的晶体

8、结构如图： 镁原子间 形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一 个镁原子；6个硼原子位于棱柱侧面内。则该 化合物的化学式为（ ） A、MgB B、Mg3B2 C、Mg2B D、MgB2,1、有关晶体的粒子数和化学式的确定,D,课堂练习,练习4：某晶体的晶胞结构如图，试确定其化学式,A：1/44=1 B：1/8 8=1 C：1 1=1 A、B、C的个数比为1：1：1 化学式为：ABC,2、晶体中化学键数的确定,（1）金刚石（硅）与石墨,最小碳环,C-C 键与C原子的个数比,六元环(不同面),六元环（同面）,2 ：1,3 ：2,（2）二氧化硅晶体,思考： 1、硅原子与跟它相连的4个氧原子的关系？ 2

9、、硅原子与它周围4个硅原子的关系？ 3、Si-O键与Si原子的个数比为多少？,2、晶体中化学键数的确定,平面图,立体图,课堂练习,练习5：下列说法中错误的是（ ） A、12克石墨中含有1.5 mol C-C键 B、60克二氧化硅中含有4mol Si-O键 C、氯化钠晶体中，每个氯离子周围等距离且最近的氯离子有12个 D、在石墨晶体中，每个最小环平均含有6个碳原子,D,3、晶体的空间结构和计算,食盐晶体如右图所示。在晶体中， 表示Na+， 表示Cl。已知食盐的密度为 g / cm3，NaCl 摩尔质量M g / mol，阿伏加德罗常数为N，则在 食盐晶体里Na+和Cl的间距大约是多少？,cm,该

10、晶体的摩尔质量M g / mol，晶胞密度 为 g / cm3，阿伏加德罗常数为NA，晶体中 两个最近的X中心距离为 cm。,3、晶体的空间结构和计算,例 1 ：晶体硼的基本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点，每个顶点各有一个硼原子，则此基本结构单元是由（ ）个硼原子构成的，其中B-B键的键角为（ ），共含有（ ）个B-B键。,12,60o,30,综合应用,综合应用,例2、C60晶体结构如左图：它是由正五边形和正六边形构成的足球状空心结构，共有32个面。 （1）求共有几条棱？ （2）求正五边形、正六边形分 别有几个？,90条棱 正五边形：12个 正六边形: 20个,综合应用,例3 (1)NiO晶体结构与NaCl相同，设NiO的摩尔质量M g/mol,密度为g/mL,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少cm?,解题思路： （1）每个晶胞中含NiO的个数（2）一个晶胞的质量（3）一个晶胞的体积（4）晶胞的边长（5）晶胞中任一个面对角线长度的一半,综合应用,(2)天然的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在以下缺陷：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的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成