新课标人教版课件系列 《高中化学》 选修 3

3.5 《晶体结构与性质 －归纳与整理》

(1) 晶体自范性的本质 : 是晶体中粒子微观空间里 呈现周期性的有序排列的宏观表象. (2) 晶体自范性的条件之一 : 生长速率适当. 生长速率适当. 自范性微观结构 晶体有 ( 能自发呈现多面体外 形 ) 原子在三维空间里 呈周期性有序排列 非晶体没有 ( 不能自发呈现多面 体外形 ) 原子排列相对无序 一、晶体与非晶体 1. 晶体与非晶体的区别

2. 晶体形成的途径 熔融态物质凝固. 气态物质冷却不经液态直接凝固 ( 凝华 ). 溶质从溶液中析出. 3. 晶体的特性 有规则的几何外形 有固定的熔沸点 物理性质 ( 强度、导热性、光学性质等）各 向异性

二. 晶胞 1. 定义 : 晶体中重复出现的最基本的结构单元 体心立方 简单立方 面心立方 三种典型立方晶体结构

立方晶胞 体心： 1 面心： 1/2 棱边： 1/4 顶点： 1/8 立方晶体中 立方晶体中晶胞对质点的占有率 晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该 晶胞

石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构 （如图），试回答下列问题： （ 1 ）图中平均每个正六边 形占有 C 原子数为 ____ 个、 占有的碳碳键数为 ____ 个。 碳原子数目与碳碳化学键数 目之比为 _______. 练习一： 2:3 2 3

三. 四种晶体的比较 晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体 晶体粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子、自 由电子 粒子间作 用力 离子键共价键分子间作用 力 金属键 熔沸点 硬度 较高 较硬 很高 很硬 较低 一般较软 一般较高，少部 分低, 一般较硬， 少部分软 溶解性难溶解相似相溶 导电情况固体不导电， 熔化或溶于水 后导电 不导电 （除硅） 一般不导电良导体

离子晶体原子晶体分子晶体 1. 金属氧化 物（ K 2 O 、 Na 2 O 2 ） 2. 强碱 （ NaOH 、 KOH 、 Ba(OH ) 2 3. 绝大多数 的盐类 1. 金刚石、 石墨、晶体 硅、晶体硼 2. SiC 、 SiO2 晶体 、 BN 晶体 1. 大多数非金属单质 : X 2,O 2,H 2, S 8,P 4, C 60 （除金 刚石、石墨、晶体硅、晶体 硼外） 2. 气态氢化物 : H 2 O,NH 3,CH 4,HX 3. 非金属氧化物 : CO 2, SO 2, NO 2 （除 SiO2 外） 3. 酸 :H 2 SO 4,HNO 3 4. 大多数有机物 : 乙醇，蔗糖 （除有机盐）

晶体熔沸点高低的判断 ⑴不同晶体类型的熔沸点比较 一般：原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体（有例外） ⑵同种晶体类型物质的熔沸点比较 ①离子晶体： 阴、阳离子 阴、阳离子电荷数越大，半径越小 熔沸点越高 ②原子晶体： 原子半径越小 → 键长越短 → 键能越大 熔沸点越高 ③分子晶体： 相对分子质量越大， 相对分子质量越大，分子的极性越大 熔沸点越高 组成和结构相似的分子晶体 ④金属晶体： 金属阳离子电荷数越高，半径越小 熔沸点越高

四、金属晶体的原子堆积模型 原子在二维平面上的两种放置方式－非密置层和密置层 非密置层 配位数为４ 密置层 配位数为６

三维堆积－四种方式 二、金属晶体的原子堆积模型 简单立方堆积简单立方堆积 钾型 体心 立方 由非密置层一层一层堆积而成由非密置层一层一层堆积而成

ＡＢＡＡＢＡ ＣＢＡＣＢＡ 镁型 铜型 金属晶体的两种最密堆积方式 二、金属晶体的原子堆积模型

三、金属晶体的四种堆积模型对比 堆积模型典型代表空间利用率配位数晶胞 简单立方 Po52%6 钾型 ( bcp ) K68%8 镁型 (hcp) Mg74%12 铜型 (ccp) Cu74%12

四. 离子晶体 NaCl 和 CsCl 的晶胞

NaCl 晶体 每个 Na + 同时吸引 6 个 Cl - 每个 Cl - 同时吸引 6 个 Na +

在氯化铯晶体中，每个 Cl - ( 或 Cs + ) 周围与之最接近 且距离相等的 Cs + ( 或 Cl - ) 共有 ；这几个 Cs + ( 或 Cl - ) 在空间构成的几何构型为 ；在每个 Cs + 周围距离相等且最近的 Cs + 共有 ；这几个 Cs + ( 或 Cl - ) 在空间构成的几何构型为 ； 在氯化铯晶体中，每个 Cl - ( 或 Cs + ) 周围与之最接近 且距离相等的 Cs + ( 或 Cl - ) 共有 ；这几个 Cs + ( 或 Cl - ) 在空间构成的几何构型为 ；在每个 Cs + 周围距离相等且最近的 Cs + 共有 ；这几个 Cs + ( 或 Cl - ) 在空间构成的几何构型为 ； CsCl 晶体 8个8个8个8个 立方体 6 个 正八面体

(1) 几何因素 ---- 正负离子的半径比 (r + /r - ) (2) 电荷因素 ---- 正负离子的电荷比 CaF 2 晶体中正离子配位数 8, 负离子配位数为 。 TiO 2 晶体中正离子的配位数为 6 ，负离子的配位数 为多少？ (3) 键性因素 ---- 离子键的纯粹程度 r+/r － － － 1.00 配位数４６８ 1. 离子晶体中离子的配位数的决定因素

2. 晶格能 1. 晶格能 : 在标准状况下, 气态正离子和气态负 离子形成 1mol 离子晶体所释放的能量. 2. 影响晶格能的因素 : (1) 与正负离子电荷成正比 (2) 与核间距成反比 ( 与半径成反比 ) 3. 晶格能与离子晶体的物理性质 : 晶格能越大, 离子晶体越稳定, 熔沸点越高、硬 度越大.

晶体中微粒的排列、个数及密度的计算 晶体中微粒的排列、个数及密度的计算 在氯化钠晶体中， 每个 Na + 周围与 之最接近且距离 相等的 Cl - 共有 个；这几个 Cl - 在 空间构成的几何 构型 为 。 6 正八面体

AD=CD=a/2AC=AB= 每个 CO 2 分子周围有多 少个与之最近且等距离 的 CO 2 分子？距离为多 少？（设晶胞边长为 a ） a 12 个

1987 年 2 月，朱经武（ Paul Chu ）教授等发现钇钡铜氧 化合物在 90K 温度下即具有 超导性，若该化合物的结构 如右图所示，则该化合物的 化学式可能是（ ） 1987 年 2 月，朱经武（ Paul Chu ）教授等发现钇钡铜氧 化合物在 90K 温度下即具有 超导性，若该化合物的结构 如右图所示，则该化合物的 化学式可能是（ ） A. YBa 2 CuO 7-X A. YBa 2 CuO 7-X B. YBa 2 Cu 2 O 7-X B. YBa 2 Cu 2 O 7-X C. YBa 2 Cu 3 O 7-X C. YBa 2 Cu 3 O 7-X D. YBa 2 Cu 4 O 7-X D. YBa 2 Cu 4 O 7-X Cu 8×(1/8) + 8×(1/4) = 3 1/8 1/4 Ba 2 Y 1 C

金刚石和石墨最小的环为 几元环？碳碳键的键角为多 少？ 金刚石和石墨最小的环为 几元环？碳碳键的键角为多 少？ Wg 石墨中碳原子数为 ＿碳环数为 ＿ ；；碳碳单键数为＿ ＿ ；三者之比为＿ ＿。 Wg 石墨中碳原子数为 ＿碳环数为 ＿ ；；碳碳单键数为＿ ＿ ；三者之比为＿ ＿。 (W/12) ×1/2 × N A (W/12) × N A (W/12) ×3/2 × N A 2:1:3 每个环上的碳为三个环共有，故每个环占有 2 个碳 每个碳连有三个键，每个键为两个碳共有，故每个 碳占有 3/2 个键

白磷的键角为多少？ Wg 白磷中磷磷单键的数 目为多少？ 60° (W/124) ×6 ×N A

晶体中 Na + 和 Cl - 间最 小距离为 a cm ， 计 算 NaCl 晶体的密度