离子晶体分子晶体原子晶体课件.ppt

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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,、晶体类型,1、离子晶体,2、分子晶体,3、原子晶体,4、金属晶体,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,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。,三种典型立方晶体结构,简单立方,体心立方,面心立方,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下均导电。强碱、部分金属

2、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,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,NaCl的晶体结构：,6：6,氯化钠的晶格扩展,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-,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,（2）CsCl 晶体,Cs,Cl,CsCl的晶体结构：,8：8,在CsCl晶体中 每个Cs+周围同时吸引着 个Cl-每个Cl-周围同时吸

3、引着 个Cs+,8,8,CsCl 晶体中的最小立方体,Cs+,Cl-,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,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。,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,【反馈练习

4、】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,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,.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？,体心,1,面心,棱,顶点,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

5、小结,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,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。,A:B:C=1:1:3,A,C,B,看图写化学式,适合下面结构的化学式是,A2BC2,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：,2,3,1,2.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,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），

6、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.,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,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？,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,

7、1.CH4 SiH4 GeH4 SnH42.NH3 PH3 AsH3 SbH33.H2O H2S H2Se H2Te4.HF HCl HBr HI,一些氢化物的沸点,+,-,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。,水分子间形成的氢键,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

8、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；,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.,氢键的存在对物质熔沸点的影响：,（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,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。,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。,讨论：

9、,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？,.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，原子间以较强的共价键相结合。,三原子晶体,金刚石,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。,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,180,10928,Si,O,二

10、氧化硅的晶体结构示意图,共价键,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。,金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅,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,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,石墨,石墨为什么很软？

11、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。所以，石墨称为混合型晶体。,混合型晶体,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,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,

12、60,1/2320=30,知识归纳,离子键,范德瓦尔斯力,共价键,结束,练习 下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是()（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,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。,不同晶体类型熔沸点高低的判断：,离子晶体：,离子半径越

13、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,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,

14、离子键,离子键,原子晶体,分子晶体,分子晶体,离子晶体,分子晶体,分子晶体,离子晶体,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,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

15、离子键又有共价键的是（）,AE,B,B,A,AE,CF,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_,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

16、有_个原子。,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。,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。,.,下列有关晶体的叙述中，错误的是（）（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NaCl晶体中每个Na+(或C1-)周围都紧邻6个Cl-(或Na+)（C）白磷晶体中，微粒之间通过共价键结合，键角为60（D）离子晶体在熔化时，离于键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被 破坏,C,三氯化氮(NCl3)在常温下是一种淡黄色液体，其分子呈三角锥形，以下关于NCl3的叙述正确的是 ANCl3晶体为原子晶体 B分子中NCl键是非极性共价键CNCl3是一种含极性键的极性分子 DNCl键能大，故NCl3沸点高,C,