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文檔簡介

1、三種晶體的熔點晶體的硬度構成晶體的基本微粒和作用力 陰陽離子 分子 原子 金屬陽離子與自由電子 陰陽離子間以離子鍵結合,形成離子晶體。 分子間以分子間作用力(又稱范德瓦耳斯力)結合,形成 分子晶體。 原子間以共價鍵結合,形成原子晶體。 金屬離子與自電電子以金屬鍵結合,形成金屬晶體.一、離子晶體 什么叫離子晶體? 離子晶體的特點? 哪些物質屬于離子晶體? 離子晶體中的化學鍵 離子間通過離子鍵結合而成的晶體。 無單個分子存在;NaCl不表示分子式。 熔沸點較高,硬度較大,難揮發難壓縮。 水溶液或者熔融狀態下均導電。 強堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。 離子晶體中一定有離子鍵可能有共價鍵。通常是陰陽離

2、子的半徑越小、通常是陰陽離子的半徑越小、離子的電荷數越高,離子鍵的離子的電荷數越高,離子鍵的作用越強,離子晶體的熔沸點作用越強,離子晶體的熔沸點越高越高二、分子晶體 分子間存在作用力的事實: 由分子構成的物質,在一定條件下能發生三態變化,說明分子間存在作用力。影響分子間作用力的因素: 分子的極性 相對分子質量的大小。 分子間作用力與化學鍵的區別: 化學鍵存在于原子之間(即分子之內),而分子間作用力顯然是在“分子之間”。 強度:化學鍵的鍵能為120800kJ/mol,而分子間作用力只有幾到幾十kJ/mol。組成相似的分子,極性分組成相似的分子,極性分子的熔、沸點大于非極性子的熔、沸點大于非極性分

3、子分子一般來說,對于組成和結構相一般來說,對于組成和結構相似的物質,分子間作用力隨著似的物質,分子間作用力隨著相對分子質量增加而增大,物相對分子質量增加而增大,物質的熔點、沸點也升高。質的熔點、沸點也升高。(1 1)對于)對于HFHF、H H2 20 0、NHNH3 3熔、沸點反常,熔、沸點反常,原因在于三者都是極性分子原因在于三者都是極性分子( (極性很強極性很強) )分分子間作用力很大,超出了一般的分子間作子間作用力很大,超出了一般的分子間作用力的范圍用力的范圍( (實屬氫鍵實屬氫鍵) )。是介于分子間作。是介于分子間作用力和化學鍵之間的一種特殊的分子間作用力和化學鍵之間的一種特殊的分子間

4、作用力,因此,它們的熔、沸點反常。用力,因此,它們的熔、沸點反常。 2 2 氫鍵:氫鍵:(2 2)表示方法:)表示方法:H HX XH H X X (3 3)水中氫鍵的意義:)水中氫鍵的意義:什么叫分子晶體?什么叫分子晶體?分子晶體的特點?分子晶體的特點?哪些物質可以形成分子晶體?哪些物質可以形成分子晶體?分子晶體中的化學鍵分子晶體中的化學鍵 分子間通過分子間作用力結合成的晶體。 有單個分子存在;化學式就是分子式。“相似相溶” 熔沸點較低,硬度較小,易升華。固體或熔化時不導電,某些溶 于水可導電 鹵素、氧氣、氫氣等多數非金屬單質、稀有氣體、非金屬氫化物、多數非金屬氧化物等。 有的分子晶體中無化

5、學鍵(如:Ar等),其它一般含共價鍵3 分子晶體三、原子晶體 什么叫原子晶體? 原子晶體的特點? 哪些物質屬于原子晶體? 原子晶體的化學鍵 原子間通過共價鍵結合成的具有空間網狀結構的晶體。 熔沸點很高,硬度很大,難溶于一般溶劑。 金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅 原子晶體中化學鍵為共價鍵1、定義:、定義:2、金屬晶體的特點、金屬晶體的特點(1)有確定的形狀)有確定的形狀(2)構成微粒:金屬離子、自由電子。)構成微粒:金屬離子、自由電子。(4)無單個分子存在)無單個分子存在。(3)微粒間的作用力:金屬鍵)微粒間的作用力:金屬鍵四、金屬晶體四、金屬晶體金屬離子與自由電子之間通過金屬鍵形成晶體。金屬

6、離子與自由電子之間通過金屬鍵形成晶體。當金屬晶體熔融或參加化學反應時金屬鍵被破壞當金屬晶體熔融或參加化學反應時金屬鍵被破壞金屬晶體的結構與其性質有哪些內在聯系呢金屬晶體的結構與其性質有哪些內在聯系呢?(1)金屬晶體結構與金屬導電性的關系)金屬晶體結構與金屬導電性的關系(2)金屬晶體結構與金屬的導熱性的關系)金屬晶體結構與金屬的導熱性的關系 金屬容易導熱,是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞金屬容易導熱,是由于自由電子運動時與金屬離子碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分,從而使整塊金把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分,從而使整塊金屬達到相同的溫度。屬達到相同的溫度。 在金屬晶體中,存在著許多

7、自由電子,這些自由電子在金屬晶體中,存在著許多自由電子,這些自由電子的運動是沒有一定方向的,但在外加電場的條件下自由電子的運動是沒有一定方向的,但在外加電場的條件下自由電子就會發生定向運動,因而形成電流,所以金屬容易導電。就會發生定向運動,因而形成電流,所以金屬容易導電。(3)金屬晶體結構與金屬的延展性的關系)金屬晶體結構與金屬的延展性的關系 金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性,各原子層之間發生相對滑動以后,仍可保持這種相方向性,各原子層之間發生相對滑動以后,仍可保持這種相互作用,因而即使在外力作用下,發生形變也不易斷裂。互作

8、用,因而即使在外力作用下,發生形變也不易斷裂。3、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯系晶體類型 離子晶體 分子晶體原子晶體 金屬晶體微粒間作用晶體內的構成微粒熔沸點硬度導熱性導電性溶解性實例 離子鍵共價鍵金屬鍵分子間作用力陰、陽離子原子金屬離子及自由電子分子高很高較高低較硬而脆高硬度較硬軟熱的不良導體熱的不良導體熱的良導體熱的不良導體固態時不導電,熔融或溶與水后可導電非導體,某些溶于水后可導電良導體非導體易溶于極性溶劑,如水等不溶于一般溶劑不溶于一般溶劑相似相溶活潑金屬陽離子+活潑非金屬陰離子形成活潑金屬陽離子+復雜陰離子復雜陽離子+活潑金屬陰離子復雜陽離子+復雜陰離子金剛石、晶體硅、二氧化硅、

9、碳化硅各種金屬及一些合金大多數非金屬單質及其氫化物、惰性氣體及常溫下為氣態的物質根據下列性質判斷屬于原子晶體的物質是A. 熔點為2700,導電性好,延展性強B. 無色晶體,熔點為3550,不導電,質硬,難溶于水及有機溶劑C. 無色晶體,溶于水,質硬而脆,熔點為800,熔化時能導電D. 熔點為56,微溶于水,硬度小,固態或液態時不導電B常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列NaClCsCl金剛石SiO2干冰CO2石墨Na+ Cl-Na+ Cl-下一頁Cl-Na+常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排

10、列NaCl離子晶體面心立方體每個 Cl 周圍與它最近等距的 Na+有6個;每個 Cl 周圍與它最近等距 Cl的有12個CsCl金剛石SiO2干冰CO2石墨CsCl晶體結構示意圖常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列NaCl離子晶體面心立方體每個 Cl 周圍與它最近等距的 Na+有6個;每個 Cl 周圍與它最近等距 Cl的有12個CsCl離子晶體體心立方體每個 CS+ 周圍與它最近等距的 Cl有8個;每個CS+ 周圍與它最近等距的 CS+ 有6個金剛石SiO2干冰CO2石墨二氧化硅晶體結構示意圖Si原子結構單元O原子常見晶體的形狀和微粒的排列常見

11、晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列NaCl離子晶體面心立方體每個 Cl 周圍與它最近等距的 Na+有6個;每個 Cl 周圍與它最近等距 Cl的有12個CsCl離子晶體體心立方體每個 CS+ 周圍與它最近等距的 Cl有8個;每個CS+ 周圍與它最近等距的 CS+ 有6個金剛石原子晶體正四面體最小環上有6個C原子SiO2原子晶體硅氧四面體最小環上有個12原子干冰CO2石墨干冰晶體結構分析圖CO2 分子中心干冰晶體結構分析圖CO2 分子中心常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列NaCl離子晶體面心立方體每個 Cl 周圍與它最近

12、等距的 Na+有6個;每個 Cl 周圍與它最近等距 Cl的有12個CsCl離子晶體體心立方體每個 CS+ 周圍與它最近等距的 Cl有8個;每個CS+ 周圍與它最近等距的 CS+ 有6個金剛石原子晶體正四面體最小環上有6個C原子SiO2原子晶體硅氧四面體最小環上有個12原子干冰CO2分子晶體面心立方體等距相鄰有12個CO2分子石墨常見晶體的形狀和微粒的排列常見晶體的形狀和微粒的排列物質晶體類型重復單位幾何形狀微粒排列NaCl離子晶體面心立方體每個 Cl 周圍與它最近等距的 Na+有6個;每個 Na+周圍與它最近等距的Cl有12個CsCl離子晶體體心立方體每個 CS+ 周圍與它最近等距的 Cl有8

13、個;每個Cl周圍與它最近等距的 CS+ 有6個金剛石原子晶體正四面體最小環上有6個C原子SiO2原子晶體硅氧四面體最小環上有12個原子干冰CO2分子晶體面心立方體等距相鄰有12個CO2分子石墨混合型晶體或過渡型晶體正六邊形層內:每個C原子以共價鍵連接3個C原子層間:分子間作用力 晶體之所以具有規則的幾何外形,晶體之所以具有規則的幾何外形,是因其內部的質點作規則的排列,實際是因其內部的質點作規則的排列,實際上是晶體中最基本的結構單元重復出現上是晶體中最基本的結構單元重復出現的結果。的結果。 我們把晶體中重復出現的最基本晶體中重復出現的最基本的結構單元叫的結構單元叫晶體的基本單位晶體的基本單位 晶

14、胞對組成晶胞的各質點(晶格點)的占有率如何呢(以立方體形晶胞為例)?晶胞晶胞屬于 8個小立方體頂點:頂點: 1/8體心:體心:1面心:面心:1/2棱邊:棱邊: 1/4立方晶胞立方晶胞體心:體心:1面心:面心: 1/2棱邊:棱邊: 1/4頂點:頂點: 1/8一、晶胞對組成晶胞的各質點的一、晶胞對組成晶胞的各質點的占有率占有率 1、當題給信息為晶體中最小重復單元晶胞(或平面結構)中的微粒排列方式時,要運用空間想象力,將晶胞在三維空間內重復延伸,得到一個較完整的晶體結構,形成求解思路。二、有關晶體的計算二、有關晶體的計算例:例: 在干冰晶體中,平均每個晶胞(如圖)占有CO2分子的個數為_,每個CO2

15、分子周圍有_個與之緊鄰且等距的CO2分子.412AB練習練習1:根據離子晶體的晶胞結構,判斷下根據離子晶體的晶胞結構,判斷下列離子晶體的化學式:(列離子晶體的化學式:(A表示陽離子)表示陽離子)化學式:化學式: AB練習練習2:根據離子晶體的晶胞結構,判斷下根據離子晶體的晶胞結構,判斷下列離子晶體的化學式:(列離子晶體的化學式:(A表示陽離子)表示陽離子)AB化學式:化學式:A2BAB化學式:化學式:練習練習3:根據離子晶體的晶胞結構,判斷下根據離子晶體的晶胞結構,判斷下列離子晶體的化學式:(列離子晶體的化學式:(A表示陽離子)表示陽離子)ABB化學式:化學式:A練習練習4:根據離子晶體的晶胞

16、結構,判斷下根據離子晶體的晶胞結構,判斷下列離子晶體的化學式:(列離子晶體的化學式:(A表示陽離子)表示陽離子)CABC3小結: 立方體晶胞中各位置上原子總數的計算方法分別是:頂角上的原子總數=1/8頂角原子數棱上的原子總數面心上的原子總數=1/4棱上原子數=1/2面心原子數體心上的原子總數=1體心原子數 2、當題給信息為晶體中微粒的排列方式時,可在晶體結構中確定一個具有代表性的最小重復單元晶胞為研究對象,運用點、線、面的量進行解答。 右圖是石英晶右圖是石英晶體平面示意圖(它實體平面示意圖(它實際上是立體的網狀結際上是立體的網狀結構)構),其中硅、氧原其中硅、氧原子數之比為子數之比為_.1:2

17、 石墨晶體的層狀結構,層石墨晶體的層狀結構,層內為平面正六邊形結構(如內為平面正六邊形結構(如圖),試回答下列問題:圖),試回答下列問題:(1)圖中平均每個正六邊形占)圖中平均每個正六邊形占有有C原子數為原子數為_個、占有的碳個、占有的碳碳鍵數為碳鍵數為_個。個。(2)層內)層內7個六元環完全占有個六元環完全占有的的C原子數為原子數為_個,碳原子個,碳原子數目與碳碳化學鍵數目之比為數目與碳碳化學鍵數目之比為_.14142:32:32 23 3 已知晶體硼的基本結已知晶體硼的基本結構單元是由硼原子組成的構單元是由硼原子組成的正二十面體,如圖所示:正二十面體,如圖所示:其中有二十個等邊三角形其中有

18、二十個等邊三角形的面和一定數目的頂點,的面和一定數目的頂點,每個頂點為一個硼原子,每個頂點為一個硼原子,試通過觀察分析右圖回答:試通過觀察分析右圖回答:此基本結構單元是由此基本結構單元是由_個硼原子構成,有個硼原子構成,有_個個B-B化學鍵,相鄰化學鍵,相鄰B-B鍵的鍵的鍵角為鍵角為_.123030600在離子晶體中,陰、陽離子在離子晶體中,陰、陽離子按一定規律在空間排列,如圖按一定規律在空間排列,如圖是是NaCl的晶體結構,已知的晶體結構,已知Na+與與Cl的最近距離為的最近距離為acm。(1)在)在NaCl晶體中,每個晶體中,每個Na+同時吸引同時吸引個個Cl,每個每個Na+周圍與之最接近且距離相等的周圍與之最接近且距離相等的Na+共有共有個,個,Na+數目和數目和Cl-數目之比為數目之比為; (2)求求NaCl晶體的密度(已知晶體的密度(已知NaCl的摩爾質的摩爾質量為量為58.5g/mol)。)。6121 1ANa325 .58 某離子晶體的晶胞結構如右圖某離子晶

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