晶体结构与性质.ppt
,选修第三章晶体结构与性质第一讲 晶体的结构,新课标高三化学第一轮复习,1、晶胞与晶体的关系2、晶胞中粒子相关计算3、典型晶体的结构及利用典型晶体的结构迁移式 试题4、晶体的结构与性质的关系5、化学键类型和晶体类型的判断6、根据粒子排列空间推断化学式,高考热点,思考：,1、晶体与非晶体的本质区别是什么？性质有哪 些差异？2、晶胞的含义是什么？晶胞与晶体的关系怎样？晶胞中的每个粒子都完全属于该晶胞吗？,晶胞中微粒的计算,思考1：处于晶胞顶点上、棱上、面上的离子分别被多少个晶胞共用？,总结,晶胞中含微粒个数比的计算方法：,2、在顶点：,1、在内部：,3、在面上：,4、在棱上：,处于内部的离子，完全属于该晶胞，该离子按1计入晶胞。,处于顶点的离子，同时为8 个晶胞共有，每个离子有1/8属于晶胞。,处于面上的离子，同时为2 个晶胞共有，每个离子有1/2属于晶胞。,处于棱上的离子，同时为4 个晶胞共有，每个离子有1/4属于晶胞。,例:现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞如图所示：可推知：甲晶体中 A与B的个数比是_,乙晶体的化学式是_,丙晶体的化学式是_丁晶体的化学式是_,乙,丙,E,F,X,Y,Z,丁,181/8=11,C2D,XY3Z,EF,9、图示为高温超导领域的一种化合物钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有_个。2）该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比是。,6,311,解：O：121/43 Ti:8 1/81 Ca：1,例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为,A、MgB B、MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2,典例分析,C,Mg原子的数目：121/6+21/2=3B原子的数目：6故化学式可表示为 MgB2,典例分析,题目：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是()ATiC BTi4C4，CTi14C13 DTi13C14,C,思考2：氯化钠晶体中钠离子和氯离子位置是怎样排列的？,氯化钠晶体的堆积方式,氯化钠晶体结构,思考3：与一个钠离子相邻最近且距离相等的氯离子有多少个？距离是多少？（图示距离为a）,1,2,3,4,5,6,氯化钠晶体结构,思考4：与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠离子有多少个？距离是多少？（图示距离为a）,TO模型,TO目录,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,思考：,CsCl晶胞与NaCl晶胞是一样的吗？,氯化铯晶体,氯化铯的小晶胞,TO氯化钠,铯离子：,氯离子：,晶胞中微粒的计算,思考5：氯化铯晶体中Cl和Cs+分别处于晶胞的什么位置？与铯离子最近且距离相等的Cl是几个？,已知氯化钠晶体中每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子；氯化铯晶体中每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子。下列各图中是从氯化钠或氯化铯晶体结构中分割出来的，试判断可表示氯化钠结构是 A B C D（黑球代表阴离子）,AD,下图表示晶体的微观结构：试回答下列有关问题:高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。图为超氧化钾晶体的一个晶胞（与NaCl晶体结构相似）。则该晶体中，与每个K距离最近的O2有 个，与每个K距离最近的K有 个，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为2价，则0价氧原子与2价氧原子的数目比为。,6,12,3:1,二氧化碳晶体,思考6：1、二氧化碳分子处于立方体的什么位置？,2、一个立方体中含有多少个二氧化碳分子？,代表一个 二氧化碳分子,同一平面内二氧化碳分子的位置,思考7：1、距离最近的两个二氧化碳分别在什么地方？2、在同一 平面上与一个二氧化碳分子距离最近的二氧化碳分子有多少个？,距离最近的分子的位置,TO目录,思考8：三维立体中，与一个二氧化碳分子距离最近的二氧化碳有几个？,冰中个水分子周围有个水分子,冰的结构,氢键具有方向性,分子的非密堆积,基本单元：六元环,金刚石晶体,金刚石晶体,思考9：一个碳原子与多少个碳原子相连，多少个碳原子形成一个环？,10928,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,石墨晶体结构,知识拓展石墨,例、如右图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为_，每个C环完全拥有CC数为_,石墨中CC夹角为120，CC键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m,2,3,二、金属晶体的原子堆积模型,非密置层 密置层,配位数(直接相切),二维空间,4 6,三维空间,1、简单立方堆积(Po),2、钾型(碱金属和Fe),每个晶胞中只有一个原子配位数为6,非密置层型的两种立体堆积方式,第二层堆积在第一层的凹穴中配位数为8，利用率比上一种增大,三维空间,密置层型的两种立体堆积方式,配位数为12，空间利用率进一步增大，为最紧密堆积,对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位(或对准 2，4，6 位，其情形是一样的),三维空间,密置层型的两种立体堆积方式,关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。,下图是此种六方紧密堆积的前视图,A,第三层的堆积方式1,于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积。,配位数 12(同层 6，上下层各 3),将球对准第一层的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。,第三层的堆积方式2,此种立方紧密堆积的前视图,A,第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期,配位数 12。(同层 6，上下层各 3),A,A,Mg型(Zn、Ti）,Cu型(Ag、Au),配位数均为12,铜型(面心立方)堆积的晶胞,1,2,2,4,练习,1、下列几种金属晶体中，原子的堆积方式与另外三种不同的是（）A、钠 B、钾 C、铁 D、铜,D,2、下列几种金属晶体:Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au其堆积方式为：简单立方的是；钾型的是；镁型的是；铜型的是。,Po,Na、K、Fe,Mg、Zn,Cu、Au,选修第三章晶体结构与性质第二讲 晶体结构与性质,09届高三化学第一轮复习,1、化学键类型和晶体类型的判断2、晶体的结构与性质的关系,高考热点,例1、从下列各物质中，选出符合题目要求的填空：CH4 SiO2 CaCl2 H2O NH4ClKCl Na NaCl KOH Al SiC Ar NH3 CH3COOH H2O2 Na2O2 Hg Br2 晶体硅 金刚石,1、晶体类型的判断,离子晶体：分子晶体：原子晶体：金属晶体：,你是如何判断出来的？,（17）,归纳总结：,判断晶体类型的方法：,1、依据组成晶体的微粒和微粒间相互作用2、依据物质的类别3、依据晶体的性质,金属单质为金属晶体离子化合物为离子晶体非金属单质（除金刚石、单质硅、硼为原子晶体外）为分子晶体共价化合物（SiO2、SiC、Si3N4为原子晶体，其余会以信息出现）为分子晶体,（熔沸点、硬度、导电性、延展性),构成晶体的微粒,微粒间的作用力,存在的化学键,物质的类别,物质性质,熔、沸点,硬 度,导电性,传热性,延展性,溶解性,离子键等,共价键,共价键,稀有气体无化学键,金属键,阴、阳离子,原子,分子,金属阳离子、电子,离子键,共价键,分子间作用力,金属键,离子化合物,部分属共价化合物、单质,金属及合金,较 高,很 高,低,多数高,硬而脆,大,小,多数硬,固态时不导电,非导体（部分半导体）,固态、液态不导电水溶液部分导电,良导体,不良,不良,不良,良好,良好,不良,不良,不良,大多数易溶于极性溶剂,不溶于任何溶剂,相似相溶,不溶,晶体类型,2、晶体结构与晶体性质的关系,根据下列物质的性质判断属于原子晶体的物质是（）A微溶于水，硬度小，熔点56.6，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,练习,将下列各组物质按要求按由高到低的，顺序排列：1、CaCl2 H2O KCl 晶体硅 2、SiC 晶体硅 金刚石3、CH4 CCl4(23)CBr4(24)CF44、Na Al Ar Hg 5、NH3 Hg Br2 金刚石6、H2O(21)I2(22)H2S,比较下列晶体熔沸点,1、晶体硅 CaCl2 KCl H2O,2、金刚石 SiC 晶体硅,3、(23)CBr4 CCl4(24)CF4 CH4,4、Al Na Hg Ar,5、金刚石 Hg Br2 NH3,6、(21)I2 H2O(22)H2S,物质的熔沸点与晶体类型的关系,1、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体离子晶体分子晶体,归纳总结,2、若晶体类型相同，则有：离子晶体中，结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，离子键就越强，熔沸点就越高。原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，熔沸点越高。,归纳总结,分子晶体中（不含氢键），分子组成和结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力就越强，熔沸点就越高。金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属键就越强，熔沸点就越高。合金的熔沸点比它的各成分金属的熔点低。,常见物质的状态（如：I2和汞）,例1、NaF、NaI、MgO均为NaCl型离子化合物，由下表判断三种化合物的熔点由高到低的顺序是（）,A、B、C、D、,B,例题,例2、参考下表中物质的熔点，回答有关问题,钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤离子及碱金属离子的 有关，随着 的增大，熔点依次降低。硅的卤化物的熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与 有关，随着 增大，增大，故熔、沸点依次升高。钠的卤化物的熔点比相应的硅化物的熔点高得多，这与 有关，因为，所以前者熔点高。,达 标 潜 能 练 习,1、下列不存在化学键的晶体是（）A.硝酸钾 B.干冰 C.石墨 D.固体氩2、常温常压下的分子晶体是()A.碘 B.水 C.硫酸铵 D.干冰3、同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相同的是：()A、I2 Ar N2 Si B、金刚石 O2 F2C、Ba(OH)2 K2O CaCl2 D、HCHO CO2 C2H5OH,D,A,D,4、下列各组物质的熔点按由低到高顺序排列的是()ANH3、CH4、NaCl、Na BH2O、H2S、SO2、MgSO4CCH4、H2O、NaCl、Si、SiC DLi、Na、K、Rb、Cs,C,5最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体结构如图，则其化学式为()A Mg8CNi6 B MgCNi3C MgCNi D Mg2CNi3,碳原子镁原子镍原子,B,6下列有关晶体的叙述中，正确的是()A金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子B在SiO2晶体中每个Si原子连接2个O原子C白磷晶体中，微粒之间通过共价键结合，键角为60D在CaF2晶体中，Ca2+的配位数是4，F-的配位数是8,A,7下列有关说法正确的是右图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子。A冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体C水分子通过HO键形成冰晶体D冰晶体受热熔化时，水分子之间的空隙将增大,A,8在下列有关晶体的叙述中正确的是()A晶体中有阳离子存在时一定有阴离子存在B全部由非金属元素组成的化合物不可能是离子晶体C分子晶体的熔点不一定比金属晶体低D分子晶体内相邻原子间一定存在化学键作用,C,9已知人工合成的氮化碳晶体具有比金刚石更大的硬度，原子间所成键均是极性键且都是单键，所有原子均满足8电子稳定结构。下列关于该晶体的说法正确的是()A该晶体是分子晶体B该晶体中CN键长比金刚石中CC要长C该晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子D晶体的化学式为C4N3,C,10正硼酸（H3BO3）是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连（如图II）。下列有关说法正确的有。正硼酸晶体属于原子晶体H3BO3分子的稳定性与氢键有关在H3BO3分子中各原子未能都满足8e稳定结构含1molH3BO3的晶体中有3mol氢键含1molH3BO3的晶体中有3mol极性共价键,11、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_,
