四类晶体的结构和性质的比较

四类晶体的结构和性质的比较
四类晶体的结构和性质的比较

四类晶体的结构和性质的比较(1)冰晶体

(2)干冰晶体(2)二氧化硅晶体

A2)

(2)铜型(面心立

A1)

(3)镁型(六方最

堆积A3)

(2)氯化铯晶体

(3)ZnS晶体

(1)金刚石晶体:

①金刚石晶体属于 晶体,其熔点 ,硬度 。

②金刚石晶体中每个碳原子与 个碳原子以 结合,形成 结构, 与碳原子最近的碳原子有 个。

③金刚石晶体中C -C 之间的键角均为 。

④最小碳环由 个碳组成,这些碳原子 同一平面内,最小的环内处于同一平面的碳原子最多有 个。 ⑤每个碳原子参与 条C -C 键的形成,碳原子与C -C 键之比为 。 ⑥

(2)二氧化硅晶体:

①每个硅原子与4个氧原子以共价键结合,形成正四面体结构。 ②每个正四面体占有1个Si ,4个“

2

1

氧”,n (Si):n (O)=1:2。 ③最小环上有12个原子,即:6个氧原子和6个硅原子。

(完整word版)四种晶体类型的比较

物质的熔沸点的高低与构成该物质的晶体类型及晶体内部粒子间的作用力有关,其规律如下: 1、在相同条件下,不同状态的物质的熔、沸点的高低是不同的,一般有:固体>液体>气体。例如:NaBr(固)>Br2>HBr(气)。 2、不同类型晶体的比较规律 一般来说,不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体,而金属晶体的熔沸点有高有低。这是由于不同类型晶体的微粒间作用不同,其熔、沸点也不相同。原子晶体间靠共价键结合,一般熔、沸点最高;离子晶体阴、阳离子间靠离子键结合,一般熔、沸点较高;分子晶体分子间靠范德华力结合,一般熔、沸点较低;金属晶体中金属键的键能有大有小,因而金属晶体熔、沸点有高(如W)有低(如Hg)。例如:金刚石>食盐>干冰 3、同种类型晶体的比较规律 A、原子晶体:熔、沸点的高低,取决于共价键的键长和键能,键长越短,键能越大共价键越稳定,物质熔沸点越高,反之越低。如:晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中,因键长C—C碳化硅>晶体硅。

B 、离子晶体:熔、沸点的高低,取决于离子键的强弱。一般来说,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键就越强,熔、沸点就越高,反之越低。 例如:MgO>CaO ,NaF>NaCl>NaBr>NaI 。 KF >KCl >KBr >KI ,CaO >KCl 。 C 、金属晶体:金属晶体中金属阳离子所带电荷越多,半径越小,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,反之越低。如:Na <Mg <Al ,Li>Na>K 。 合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低。如铝硅合金<纯铝(或纯硅)。 D 、分子晶体:熔、沸点的高低,取决于分子间作用力的大小。分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高,反之越低。(具有氢键的分子晶体,熔沸点反常地高) 如:H 2O >H 2Te >H 2Se >H 2S ,C 2H 5OH >CH 3—O —CH 3。 (1)组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点越高。如:CH 4<SiH 4<GeH 4<SnH 4。 (2)组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近),分子极性越大,其熔沸点就越高。如熔沸点 CO >N 2,CH 3OH >CH 3—CH 3。 (3)在高级脂肪酸形成的油脂中,不饱和程度越大,熔沸点越低。 如:C 17H 35COOH >C 17H 33COOH ;硬脂酸 > 油酸 (4)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔沸 点升高,如C 2H 6>CH 4, C 2H 5Cl >CH 3Cl ,CH 3COOH >HCOOH 。 (5)同分异构体:链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多,熔沸点降低。如: CH 3(CH 2)3CH 3 (正)>CH 3CH 2CH(CH 3)2(异)>(CH 3)4C(新)。 芳香烃的异构体有两个取代基时,熔点按对、邻、间位降低沸点按邻、间、对位降低) 针对性训练 一、选择题 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 )溶于水 (B )有较高的熔点 (C )水溶液能导电 (D )熔融状态能导电 2.下列物质中,含有极性键的离子化合是( ) (A )CaCl 2 (B )Na 2O 2 (C )NaOH (D )K 2S 3.Cs 是IA 族元素,F 是VIIA 族元素,估计Cs 和F 形成的化合物可能是( ) (A )离子化合物 (B )化学式为CsF 2 (C )室温为固体 (D )室温为气体 4.某物质的晶体中含A 、B 、C 三种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B 原子未能画出),晶体中A 、B 、C 的中原子个数之比依次为( ) (A )1:3:1 (B )2:3:1 (C )2:2:1 (D )1:3:3 6.在NaCl 晶体中与每个Na +距离等同且最近的几个Cl -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 7.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元),已知晶体中2个最近的Cs +离子核间距为a cm ,氯化铯的式量为M ,NA 为阿伏加德罗常数,则氯化铯晶体的密度为( ) (A )3 8a N m A ?g·cm -3 (B )A N Ma 83 g·cm -3 (C )3 a N M A ?g·cm -3 (D )A N Ma 3 g·cm -3

高中化学选修三_晶体结构与性质

晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径:熔融态物质凝固;凝华;溶质从溶液中析出 特性:①自范性;②各向异性(强度、导热性、光学性质等) ③固定的熔点;④能使X-射线产生衍射(区分晶体和非晶体最可靠的科学方法) 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=1 8×晶胞顶角上的原子数+1 4×晶胞棱上的原子+1 2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子? eg :1.晶体具有各向异性。如蓝晶(Al 2O 3·SiO 2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1:1000。晶体的各向异性主要表现在( ) ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( ) A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子?

二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体 注意:a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子内的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”:非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物:H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸:H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质::X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物:CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物:乙醇.冰醋酸.蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积(每个分子周围有12个紧邻的分子) CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物

第三章《晶体结构与性质》《晶体的常识》教学设计

第三章《晶体结构与性质》《晶体的常识》教学设计 一、教学目标 1、知识与技能 (1)知道获得晶体的几种途径 (2)理解晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别 (3)初步学会确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 2、过程与方法 (1)收集生活素材,结合已有知识和生活经验对晶体与非晶体进行分类 (2)学生通过观察、实验等方法获取信息 (3)学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工 3、情感态度与价值观 (1)培养学生科学探究的方法 (2)培养学生的动手能力、观察能力、自主学习的能力,保持对生活中化学的好奇心和探知欲,增强学生学习化学的兴趣。 二、教学重点 1、晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别 2、确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 三、教学难点 1、确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法 四、教学用品 课前学生收集的各种固体物质、玛瑙耳坠和水晶项链、蜂巢、晶胞实物模型、乒乓球、铁架台、酒精灯、蒸发皿、圆底烧瓶、碘、水、多媒体等 五、教学过程 1.新课导入: [教师]上课前,我已经请同学们收集了一些身边的固体物质,大家都带来了吗?(学生:带来了)你们都带来了哪些固体呢?(学生七嘴八舌,并展示各自的固体)[教师]同学们带来的固体物质可真是琳琅满目啊!但是,我们每个人可能只带了几样,想知道别人收集了哪些固体物质吗?(学生:想)下面我们请前后四个同学组成一个小组,然后互相交流一下收集的各种固体物质,并讨论如何将这些固体物质进行分类呢? [分组讨论]互相交流各自所带的物品,并分类(教师进行巡视) [教师]:请这组同学将你们带来的固体和交流的结果汇报一下。 [学生汇报]:(我们讨论后觉得将粗盐、明矾、樟脑丸分为一类;塑料、玻璃片、橡胶分为另一类。教师追问:你们为什么会这样分呢?生:根据这些有规则的几何外形,而另一些没有。) [教师总结]这组同学收集的物品很丰富,并通过组内讨论确定了分类依据,然后进行了恰当的分类。其实,同学们也许没有留心观察,我们身边还有许多美丽的固体,当然也有的可能是我们日常生活中不易接触到的。下面,我们就一起欣赏一下这些美丽的固体。 [视频投影]雪花放大后的形状、烟水晶、石膏、毒砂、绿柱石、云母等晶体实物(并配以相应的解说,给学生了解到这些固态物质都有规则的几何外形。) [教师讲述]我们就将这些有规则几何外形的固体称之为晶体,而另一些没有规则几何外形的固体称之为非晶体。 [板书]一、晶体与非晶体 设计意图:课前请同学收集身边的固态物质,然后在课堂上展示,并分组交流讨论,最后进行分类,并在课堂上汇报。这样从学生身边的固体入手,直观、简洁地引入课题,潜移默化

四种晶体类型的比较

四种晶体类型的比较 物质的熔沸点的高低与构成该物质的晶体类型及晶体内部粒子间的作用力有关,其规律如下: 1、在相同条件下,不同状态的物质的熔、沸点的高低是不同的,一般有:固体>液体>气体。例如:NaBr(固)>Br2>HBr(气)。 2、不同类型晶体的比较规律 一般来说,不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体,而金属晶体的熔沸点有高有低。这是由于不同类型晶体的微粒间作用不同,其熔、沸点也不相同。原子晶体间靠共价键结合,一般熔、沸点最高;离子晶体阴、阳离子间靠离子键结合,一般熔、沸点较高;分子晶体分子间靠范德华力结合,一般熔、沸点较低;金属晶体中金属键的键能有大有小,因而金属晶体熔、沸点有高(如W)有低(如Hg)。例如:金刚石>食盐>干冰 3、同种类型晶体的比较规律 A、原子晶体:熔、沸点的高低,取决于共价键的键长和键能,键长越短,键能越大共价

键越稳定,物质熔沸点越高,反之越低。如:晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中,因键长C —C碳化硅>晶体硅。 B 、离子晶体:熔、沸点的高低,取决于离子键的强弱。一般来说,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键就越强,熔、沸点就越高,反之越低。 例如:MgO>CaO ,NaF>NaCl>NaBr>NaI 。 KF >KCl >KBr >KI ,CaO >KCl 。 C 、金属晶体:金属晶体中金属阳离子所带电荷越多,半径越小,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,反之越低。如:Na <Mg <Al ,Li>Na>K 。 合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低。如铝硅合金<纯铝(或纯硅)。 D 、分子晶体:熔、沸点的高低,取决于分子间作用力的大小。分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高,反之越低。(具有氢键的分子晶体,熔沸点反常地高) 如:H 2O >H 2Te >H 2Se >H 2S ,C 2H 5OH >CH 3—O —CH 3。 (1)组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点越高。如:CH 4<SiH 4<GeH 4<SnH 4。 (2)组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近),分子极性越大,其熔沸点就越高。如熔沸点 CO >N 2,CH 3OH >CH 3—CH 3。 (3)在高级脂肪酸形成的油脂中,不饱和程度越大,熔沸点越低。 如:C 17H 35COOH >C 17H 33COOH ;硬脂酸 > 油酸 (4)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔沸 点升高,如C 2H 6>CH 4, C 2H 5Cl >CH 3Cl ,CH 3COOH >HCOOH 。 (5)同分异构体:链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多,熔沸点降低。如: CH 3(CH 2)3CH 3 (正)>CH 3CH 2CH(CH 3)2(异)>(CH 3)4C(新)。 芳香烃的异构体有两个取代基时,熔点按对、邻、间位降低沸点按邻、间、对位降低) 针对性训练 一、选择题 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 )溶于水 (B )有较高的熔点 (C )水溶液能导电 (D )熔融状态能导电 2.下列物质中,含有极性键的离子化合是( ) (A )CaCl 2 (B )Na 2O 2 (C )NaOH (D )K 2S 3.Cs 是IA 族元素,F 是VIIA 族元素,估计Cs 和F 形成的化合物可能是( ) (A )离子化合物 (B )化学式为CsF 2 (C )室温为固体 (D )室温为气体 4.某物质的晶体中含A 、B 、C 三种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B 原子未能画出),晶体中A 、B 、C 的中原子个数之比依次为( ) (A )1:3:1 (B )2:3:1 (C )2:2:1 (D )1:3:3 6.在NaCl 晶体中与每个Na +距离等同且最近的几个Cl -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 7.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元),已知晶体中2个最近的Cs +离子核间距为a cm ,氯化铯的式量为M ,NA 为阿伏加德罗常数,则氯化铯晶体的密度为( ) (A )3 8a N m A g·cm -3 (B )A N Ma 83 g·cm -3

第3讲 晶体结构与性质

第3讲晶体结构与性质 【考纲点击】 (1)了解晶体的类型,了解不同类型晶体中构成微粒及微粒间作用力的区别;(2)了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响;(3)了解分子晶体结构与性质的关系;(4)了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系;(5)理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质,了解金属晶体常见的堆积方式;(6)了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 1.常见晶体模型 晶体晶体结构晶体详解 离子晶体NaCl (型) (1)每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl- (Na+)有6个,每个Na+周围等距且紧邻 的Na+有12个。(2)每个晶胞中含4个 Na+和4个Cl- CsCl (型) (1)每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有8 个,每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs +(Cl-)有6个。(2)如图为8个晶胞,每个 晶胞中含1个Cs+、1个Cl- CaF2 (型) 在晶体中,每个F-吸引4个Ca2+,每个 Ca2+吸引8个F-,Ca2+的配位数为8,F -的配位数为4 金属晶体简单立 方堆积 典型代表Po,空间利用率52%,配位数 为6

体心立方堆积典型代表Na、K、Fe,空间利用率68%, 配位数为8 六方最密堆积典型代表Mg、Zn、Ti,空间利用率74%, 配位数为12 面心立方最密堆积典型代表Cu、Ag、Au,空间利用率74%, 配位数为12 分子晶体干冰 (1)8个CO2分子构成立方体且在6个面 心又各占据1个CO2分子。(2)每个CO2 分子周围等距紧邻的CO2分子有12个 混合型晶体石墨 晶体 层与层之间的作用力是分子间作用力, 平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 2,C采取的杂化方式是sp2杂化 原子晶体金刚石 (1)每个碳原子与相邻的4个碳原子以共 价键结合,形成正四面体结构。(2)键角 均为109°28′。(3)最小碳环由6个C组成 且六原子不在同一平面内。(4)每个C参 与4条C—C键的形成,C原子数与C—C 键数之比为1∶2 SiO2 (1)每个Si与4个O以共价键结合,形成 正四面体结构。(2)每个正四面体占有1 个Si,4个“ 1 2O”,n(Si)∶n(O)=1∶2。 (3)最小环上有12个原子,即6个O,6 个Si 2.物质熔沸点高低比较规律 (1)不同类型晶体熔沸点高低的比较 一般情况下,不同类型晶体的熔沸点高低规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体,如:金刚石>NaCl>Cl2;金属晶体>分子晶体,如:Na>Cl2(金属晶体熔沸点有的很

高中化学四种晶体类型的比较

四种晶体类型的比较

物质熔沸点高低的比较方法 物质的熔沸点的高低与构成该物质的晶体类型及晶体内部粒子间的作用力有关,其规律如下: 1、在相同条件下,不同状态的物质的熔、沸点的高低是不同的,一般有:固体>液体>气体。例如:NaBr (固)>Br2>HBr(气)。 2、不同类型晶体的比较规律 一般来说,不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体,而金属晶体的熔沸点有高有低。这是由于不同类型晶体的微粒间作用不同,其熔、沸点也不相同。原子晶体间靠共价键结合,一般熔、沸点最高;离子晶体阴、阳离子间靠离子键结合,一般熔、沸点较高;分子晶体分子间靠范德华力结合,一般熔、沸点较低;金属晶体中金属键的键能有大有小,因而金属晶体熔、沸点有高(如W)有低(如Hg)。例如:金刚石>食盐>干冰 3、同种类型晶体的比较规律 A、原子晶体:熔、沸点的高低,取决于共价键的键长和键能,原子半径越小,键长越短,键能越大共价键越稳定,物质熔沸点越高,反之越低。如:晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中,因键长C—C碳化硅>晶体硅。 B、离子晶体:熔、沸点的高低,取决于离子键的强弱。一般来说,①离子所带电荷越多,②离子半径越小,离子键就越强,熔、沸点就越高,反之越低。 例如:MgO>CaO,NaF>NaCl>NaBr>NaI。KF>KCl>KBr>KI,CaO>KCl。 C、金属晶体:金属晶体中①金属价电子数越多,②原子半径越小,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,反之越低。如:Na<Mg<Al,Li>Na>K。 合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低。如铝硅合金<纯铝(或纯硅)。 D、分子晶体:熔、沸点的高低,取决于分子间作用力的大小。分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高,反之越低。(具有氢键的分子晶体,熔沸点反常地高) 如:H2O>H2Te>H2Se>H2S,C2H5OH>CH3—O—CH3。 (1)组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点越高。如:CH4<SiH4<GeH4<SnH4。 (2)组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近),分子极性越大,其熔沸点就越高。如:熔沸点 CO>N2,CH3OH>CH3—CH3。 (3)在高级脂肪酸形成的油脂中,不饱和程度越大,熔沸点越低。 如:C17H35COOH硬脂酸>C17H33COOH油酸。 (4)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔沸点升高,如C2H6>CH4, C2H5Cl >CH3Cl,CH3COOH>HCOOH。 (5)同分异构体:链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多,熔沸点降低。 如:CH3(CH2)3CH3 (正)>CH3CH2CH(CH3)2(异)>(CH3)4C(新)。 芳香烃的异构体有两个取代基时,熔点按对、邻、间位降低沸点按邻、间、对位降低) 【通过文字判断晶体类型】

第三章晶体结构与性质

第三章晶体结构与性质 第二节分子晶体与原子晶体(第1课时) 【学习目标】 1.说出分子晶体的定义、构成微粒、粒子间的作用力及哪些物质是典型的分 子晶体。 2.以冰和干冰为典型例子描述分子晶体的结构与性质的关系,解释氢键对冰晶 体结构和和物理性质的影响。 【预学能掌握的内容】 【自主学习】 一.分子晶体 1.定义:________________________________ 2.构成微粒________________ 3.粒子间的作用力:____________________ 4. 较典型的分子晶体有:①②_______ 单质 ③氧化物④⑤ 此外,还有少数盐是分子晶体,如 5.分子晶体的物理性质:熔沸点较____、易升华、硬度____。固态和熔融状态 下都。 6.分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响? 一般说来,对与组成和结构相似的物质,相对分子量越大,分子间作用力越 ____,物质的熔沸点也越____。但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不 完全符合,如:NH 3 ,H 2 O和HF的沸点就出现反常,因 为这些分子间存在____键。 7.分子晶体的结构特征: (1)只有范德华力,无分子间氢键-分子晶体的结构特征 为。如:C60、干冰、I2、O2。 如右图所示,每个CO2分子周围有个紧邻的 CO2分子。 (2)有分子间氢键-不具有分子密堆积特征。如:冰 中每个水分子周围只有个紧邻的水分子,这一 排列使冰晶体中水分子的空间利用率不高,留有相当大 的空隙。 【预学中的疑难问题】 【合作探究】 1.大多数分子晶体的结构特征 (1)大多数分子晶体采用堆积 (2)若用一个小黑点代表一个分子,试画出大多数分子晶体的晶胞图 (3)干冰晶体 ①二氧化碳分子在晶胞中处于什么位置? ②一个干冰晶胞中含有几个分子? ③每个CO2分子周围有几个距它最近的分子? ④干冰晶体中CO 2 分子的排列方向有几种 ④干冰和冰,那种晶体密度大?试从晶体结构特征解释。

晶体学基础资料

竞赛要求: 初赛要求:晶体结构。晶胞。原子坐标。晶格能。晶胞中原子数或分子数的计算及与化学式的关系。分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。配位数。晶体的堆积与填隙模型。常见的晶体结构类型,如NaCl、CsCl、闪锌矿(ZnS)、萤石(CaF2)、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜等。 决赛要求:晶体结构。点阵的基本概念。晶系。宏观对称元素。十四种空间点阵类型。 第七章晶体学基础 Chapter 7. The basic knowledge of crystallography §7.1 晶体结构的周期性和点阵 (Periodicity and lattices of crystal structures) 一、.晶体 远古时期,人类从宝石开始认识晶体。红宝石、蓝宝石、祖母绿等晶体以其晶莹剔透的外观,棱角分明的形状和艳丽的色彩,震憾人们的感官。名贵的宝石镶嵌在帝王的王冠上,成为权力与财富的象征,而现代人类合成出来晶体,如超导晶体YBaCuO、光学晶体BaB2O4、LiNbO3、磁学晶体NdFeB等高科技产品,则推动着人类的现代化进程。 世界上的固态物质可分为二类,一类是晶态,一类是非晶态。自然界存在大量的晶体物质,如高山岩石、地下矿藏、海边砂粒、两极冰川都是晶体组成。人类制造的金属、合金器材,水泥制品及食品中的盐、糖等都属于晶体,不论它们大至成千万吨,小至毫米、微米,晶体中的原子、分子都按某种规律周期性地排列。另一类固态物质,如玻璃、明胶、碳粉、塑料制品等,它们内部的原子、分子排列杂乱无章,没有周期性规律,通常称为玻璃体、无定形物或非晶态物质。 晶体结构最基本的特征是周期性。晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期重复排列构成的固态物质,具有三维空间周期性。由于这样的内部结构,晶体具有以下性质: 1、均匀性:一块晶体内部各部分的宏观性质相同,如有相同的密度,相同的化学组成。晶体的均匀性来源于晶体由无数个极小的晶体单位(晶胞)组成,每个单位里有相同的原子、

四种晶体性质比较

四种晶体性质比较 1.晶体 ⑴晶体与非晶体 ⑵得到晶体的途径 ①熔融态物质凝固。 ②气态物质冷却不经液态直接___________________ 。 ③溶质从溶液中析出。 ⑶晶胞 ①概念 描述晶体结构的基本单元。 ②晶体中晶胞的排列一一无隙并置 a. _______________________________ 无隙:相邻晶胞之间没有。 b?并置:所有晶胞________ 卡列、取向相同。 ⑷晶格能 ①定义:气态离子形成1摩离子晶体释放的能量,通常取正值,单位: __________________ 。 ②影响因素 a.离子所带电荷数:离子所带电荷数越多,晶格能越大。一 b. ____________________________ 离子的半径:离子的半径晶格能越大。 ③与离子晶体性质的关系

晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,且熔点越高,硬度_________________ 。

2.四种晶体类型的比较 3?晶体熔沸点的比较 ⑴不同类型晶体熔、沸点的比较 ①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:______________________________ >离子晶体〉_____________________________________ 0 ②金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。 ⑵同种晶体类型熔、沸点的比较 ①原子晶体:

原子半径越小」—>1键长越短②离子晶体: a?—般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强, 其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO ____ MgCI 2 ______ N aCl _____ CsCI。 b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。 ③分子晶体: a.分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。女口H20> H2Te> H2Se> H2S。 b.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,女口Sn H4> GeH4 > SiH4> CH4。 c.组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点 ___________ 如 C0>N2,CH3OH>CH3CH3。 d.同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。 ④金属晶体: 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na v Mg v Al。 2 .在下列物质中:NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCI4、 C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。 ⑴其中只含有离子键的离子晶体是___________ ; (2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_____________ ; (3)其中既含有离子键,又含有极性共价键和配位键的离子晶体是______________ ; ⑷其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是______________ ; (5)其中含有极性共价键的非极性分子是____________ ; (6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是_____________ ; (7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是 (8)其中含有极性共价键的原子晶体是 _______ 。

四种晶体类型的比较

创作编号: GB8878185555334563BT9125XW 创作者:凤呜大王* 物质的熔沸点的高低与构成该物质的晶体类型及晶体内部粒子间的作用力有关,其规律如下: 1、在相同条件下,不同状态的物质的熔、沸点的高低是不同的,一般有:固体>液体>气体。例如:NaBr(固)>Br2>HBr(气)。

2、不同类型晶体的比较规律 一般来说,不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体,而金属晶体的熔沸点有高有低。这是由于不同类型晶体的微粒间作用不同,其熔、沸点也不相同。原子晶体间靠共价键结合,一般熔、沸点最高;离子晶体阴、阳离子间靠离子键结合,一般熔、沸点较高;分子晶体分子间靠范德华力结合,一般熔、沸点较低;金属晶体中金属键的键能有大有小,因而金属晶体熔、沸点有高(如W)有低(如Hg)。例如:金刚石>食盐>干冰 3、同种类型晶体的比较规律 A、原子晶体:熔、沸点的高低,取决于共价键的键长和键能,键长越短,键能越大共价键越稳定,物质熔沸点越高,反之越低。如:晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中,因键长C—C碳化硅>晶体硅。 B、离子晶体:熔、沸点的高低,取决于离子键的强弱。一般来说,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键就越强,熔、沸点就越高,反之越低。 例如:MgO>CaO,NaF>NaCl>NaBr>NaI。KF>KCl>KBr>KI,CaO>KCl。 C、金属晶体:金属晶体中金属阳离子所带电荷越多,半径越小,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,反之越低。如:Na<Mg<Al,Li>Na>K。 合金的熔沸点一般说比它各组份纯金属的熔沸点低。如铝硅合金<纯铝(或纯硅)。 D、分子晶体:熔、沸点的高低,取决于分子间作用力的大小。分子晶体分子间作用力越大物质的熔沸点越高,反之越低。(具有氢键的分子晶体,熔沸点反常地高)如:H2O>H2Te>H2Se>H2S,C2H5OH>CH3—O—CH3。 (1)组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点越高。如:CH4<SiH4<GeH4<SnH4。 (2)组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近),分子极性越大,其熔沸点就越高。如熔沸点CO>N2,CH3OH>CH3—CH3。 (3)在高级脂肪酸形成的油脂中,不饱和程度越大,熔沸点越低。 如:C17H35COOH>C17H33COOH;硬脂酸>油酸 (4)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔沸点升高,如C2H6>CH4,C2H5Cl>CH3Cl,CH3COOH>HCOOH。 (5)同分异构体:链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多,熔沸点降低。 如:CH3(CH2)3CH3(正)>CH3CH2CH(CH3)2(异)>(CH3)4C(新)。 芳香烃的异构体有两个取代基时,熔点按对、邻、间位降低沸点按邻、间、对位降低) 针对性训练 一、选择题 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)溶于水(B)有较高的熔点(C)水溶液能导电(D)熔融状态能导电 2.下列物质中,含有极性键的离子化合是() (A)CaCl2(B)Na2O2(C)NaOH (D)K2S 3.Cs是IA族元素,F是VIIA族元素,估计Cs和F形成的化合物可能是()(A)离子化合物(B)化学式为CsF2(C)室温为固体(D)室温为气体 4.某物质的晶体中含A、B、C三种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面

高中化学选修三——晶体结构与性质.doc

晶体结构与性质 一、晶体的常识1.晶体与非晶体 晶体与非晶体的本质差异 晶体非晶体 自范性 有(能自发呈现多面体外形)无(不能自发呈现多面体外形) 微观结构 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 晶体呈现自范性的条件:晶体生长的速率适当 得到晶体的途径:熔融态物质凝固;凝华;溶质从溶液中析出特性:①自范性;②各向异性(强度、导热性、光学性质等)③固定的熔点;④能使X-射线产生衍射(区分晶体和非晶体最可靠的科学方法)2.晶胞--描述晶体结构的基本单元,即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=8×晶胞顶角上的原子数+4×晶胞棱上的原子+2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图,它们分别平均含几个原子? 1 1 1

eg:1.晶体具有各向异性。如蓝晶(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1:1000。晶体的各向异性主要表现在() ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是() A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图,其中有多少个原子? 二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体注意:a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中,分子内的原子间以共价键结合,相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体,熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”:非极性分子一般能溶于非极性溶剂,极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物:H2O、H2S、NH3、CH4、HX等 b.酸:H2SO4 、HNO3、

高考化学大一轮复习讲义—第四十四讲 晶体结构与性质

第四十四讲晶体结构与性质 1.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 2.了解分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体的构成粒子及粒子间作用力的区别。 3.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 4.了解晶格能的概念及其离子晶体的性质。 5.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质,了解金属晶体常见的堆积方式。 6.能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 一、晶体常识 1 2.得到晶体的途径 (1)熔融态物质凝固。 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3)溶质从溶液中析出。 3.晶胞 (1)概念 描述晶体结构的基本单元。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置:所有晶胞平行排列、取向相同。 4.立方晶胞中粒子数目的计算 【典型例题1】【2020届河北省石家庄辛集中学高三上期中】有关晶体的下列说法中正确的是() A.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定 B.原子晶体中共价键越强,熔点越高 C.冰熔化时水分子中共价键发生断裂 D.氯化钠熔化时离子键未被破坏 【答案】B 【考点定位】考查化学键与晶体结构 【点评】本题考查了晶体的有关知识,注意分子晶体的稳定性与分子间作用力无关,与化学键的强弱有关。明确不同类型的晶体在熔化时克服不同的作用力是解答本题的关键,

注意把握晶体类型的判断方法和微粒间的作用。离子晶体熔化克服离子键,原子晶体熔化克服共价键,金属晶体熔化克服金属键,分子晶体熔化或升华克服分子间作用力或氢键,尤其注意氢键属于分子间作用力。 【迁移训练1】下列关于晶体的说法中,不正确的是() ①晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性 ②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 ③共价键可决定分子晶体的熔、沸点 ④在分子晶体中一定不存在离子键,而在离子晶体中可能存在共价键 ⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列 ⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定 ⑦干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻 A.①②③ B.②③ C.④⑤⑥ D.②③④ 【答案】B 考点:考查晶体和非晶体的区别、离子的配位数、晶格能等。 二、四类晶体的组成和性质

晶体结构与性质知识总结(完善)

3-1、晶体的常识 一、晶体和非晶体 1、概述——自然界中绝大多数物质是固体,固体分为和两大类。 * 自范性——晶体能自发地呈现多面体外形的性质。本质上,晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。 * 晶体不因颗粒大小而改变,许多固体粉末用肉眼看不到规则的晶体外形,但在显微镜下仍可看到。 * 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当,熔融态物质凝固速率过快常得到粉末或没有规则外形的块状物。 * 各向异性——晶体的许多物理性质如强度、热导性和光导性等存在各向异性即在各个方向上的性质是不同的 二、晶胞 1、定义——描述晶体结构的基本单元。 2、特征—— (1)习惯采用的晶胞都是体,同种晶体所有的晶胞大小形状及内部的原子种类、个数和几何排列完全相同。 (2)整个晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 <1> 所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙; <2> 所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。 3、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式——均摊法分析晶胞与粒子数值的关系 (1)处于内部的粒子,属于晶胞,有几个算几个均属于某一晶胞。 (2)处于面上的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。 (3)处于90度棱上的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。 (4)处于90度顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞;处于60度垂面顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞;处于120度垂面顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。 4、例举 三、分类

晶体根据组成粒子和粒子之间的作用分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。 3-2、分子晶体和原子晶体 一、分子晶体 1、定义——只含分子的晶体。 2、组成粒子——。 3、存在作用——组成粒子间的作用为(),多原子分子内部原子间的作用为。 * 分子晶体中定含有分子间作用力,定含有共价键。 * 分子间作用力于化学键。 4、物理性质 (1)熔沸点与硬度——融化和变形只需要克服,所以熔沸点、硬度,部分分子晶体还可以升华。熔融一定破坏分子间的和可能存在的键,绝不会破坏分子内部的。 同为分子晶体的不同物质,一般来说尤其对于结构组成相似的分子,相对分子质量越大,熔沸点越;相对分子质量相差不大的分子,极性越大熔沸点越;含氢键的熔沸点会特殊的些。 例如: (2)溶解性——遵循同性互溶原理(或说相似相溶原理):即极性分子易溶于性溶剂(多为),如卤化氢(HX)、低级醇和低级羧酸易溶于极性溶剂水;非极性分子易溶于非极性(有机)溶剂,如硫、磷和卤素单质(X2)不易溶于极性溶剂水而易溶于非极性溶剂CS2、苯等。同含氢键的溶解性会更,如乙醇、氨气与水。 5、类别范畴 (1)除C、Si、B外的非金属单质,如卤素、氧气和臭氧、硫(S8)、白磷(P4)、足球烯(C60)、稀有气体等。 (2)除铵盐、SiO2、SiC、Si3N4、BN等外的非金属互化物,包括非金属氢化物和氧化物,如氨(NH3)、冰(H2O)、干冰(CO2)、三氧化硫(SO3)等。 (3)所有的酸分子(纯酸而非溶液)。 (4)大多有机物。 (5)除汞外常温下为液态和气态的物质。 (6)能升华的物质。如干冰、碘、等。 6、结构例析 如果分子间作用力只有范德华力,其分子占晶胞六面体的个顶角和个面心,若以一个分子为中心,其周围通常有个紧邻分子,这一特征称为分子密堆积,如O2、C60、CO2、I2等。 (1)干冰 固态的,色透明晶体,外形像冰,分子间作用力只有,熔点较,常压能升华,常作制冷剂或人工降雨。 二氧化碳分子占据立方体晶胞的个面心和个顶角,与每个二氧化碳分子距离最近且相等的二氧化碳分子有个,若正方体棱长为a,则这两个相邻的CO2的距离为。 (2)冰 固态的,色透明晶体,水分子间作用力除外,还有,氢键虽远小于共价键,但明显大于范德华力,所以冰的硬度较,熔点相对较。 每个水分子与周围距离最近且相等的水分子有个,这几个水分子形成一个的空间构型,晶体中水分子与氢键的个数之比为。这一排列使冰中水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以冰的密度于液体水(4C的水密度最大,通常认为是1)。 (3)天然气水合物 ——可燃冰·海底储存的潜在能源,甲烷分子处于水分子形成笼子里,形式多样。 二、原子晶体 1、定义——相邻间以键结合而成空间网状的晶体。整块晶体是一个三维的共价键网状结构的

晶体结构和性质

课时作业(四十)晶体结构与性质 一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分) 1.下列叙述正确的是() A.分子晶体中的每个分子内一定含有极性共价键 B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键 C.含有阴离子的化合物一定含有阳离子 D.金属晶体的熔点和沸点都很高 2.下列物质形成的晶体中,其中任何一个原子都被相邻的四个原子包围,以共价键形成正四面体,并向空间伸展成网状结构的是() A.四氯化碳B.石墨 C.金刚石D.二氧化硅 3.有下列离子晶体空间结构示意图:?为阳离子,为阴离子。以M代表阳离子,N 代表阴离子,化学式为MN2的晶体结构为() 4.为缓解旱情,有关部门需要选择适宜的条件和方法,向大气中发射催雨剂,其主要成分是干冰(固态CO2)、液氮、碘化银等。下列有关叙述不正确的是() A.干冰和液氮都是由分子构成的晶体 B.干冰和液氮的分子间都存在共价键 C.干冰和液氮催雨的原理都属于物理变化 D.碘化银粒在冷云中产生冰晶,起到催雨作用 5.下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是() A.NH3、HD、C10H8B.PCl3、CO2、H2SO4 C.SO2、SiO2、P2O5D.CCl4、Na2S、H2O2 6.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是() A.液溴和苯分别受热变为气体 B.干冰和氯化铵分别受热变为气体 C.二氧化硅和铁分别受热熔化 D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中 7.在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是() A.熔点:CO2>KCl>SiO2 B.水溶性:HCl>H2S>SO2 C.沸点:乙烷>戊烷>丁烷 D.热稳定性:HF>H2O>NH3 8() A. B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 9.下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是() A.最小的环上,有3个Si原子和3个O原子 B.最小的环上,Si和O原子数之比为1∶2 C.最小的环上,有6个Si原子和6个O原子 D.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角 10.

晶体的类型和性质

高三化学教案:晶体的类型和性质 1.四种基本晶体类型 分类 晶体质点间作用力 物理性质 熔化时的变化 代表物 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 混合型晶体 要求: 物理性质应从熔、沸点、硬度、导电性等方面展开并回答。 熔化时的变化应从化学键或分子间作用力的破坏,以及破坏后成为的粒子来回答。 代表物应从物质的分类来回答,不能回答一些具体的物质。 2.四种基本晶体类型的判断方法 (1)从概念,物质分类上看,由__________组成,通过_________和_________强烈相互作用而形成的晶体为金属晶体。

构成晶体质点为_________,这些质点间通过_________间作用力,而形成的晶体为分子晶体。共价化合物一般为_________晶体,但SiO2、SiC为_________晶体;离子化合物一定为 _________晶体 (2)由晶体的物理性质来看 ①根据导电性,一般地:熔融或固态时都不导电的是_________晶体或_________晶体,熔融或固态都能导电的为_________晶体;固态时不导电,熔化或溶于水时能导电的一般为 _________晶体;液态、固态、熔融都不能导电,但溶于水后能导电的晶体是_________晶体。一种称为过渡型或混合型晶体是_________,该晶体_________导电 ②根据机械性能:具有高硬度,质脆的为_________晶体,较硬且脆的为_________晶体,硬度较差但较脆的为 _________晶体,有延展性的为_________晶体。 ③根据熔、沸点:_________晶体与_________晶体高于 _________晶体。_________晶体熔沸点有的高,有的低。 3.典型晶体的粒子数 物质 晶型 重复单位几何形状 粒子数 NaCl 每个Cl- 周围与它最近等距的Na+有______个 CsCl 立方体 每个Cs+(Cl-)等距的Cl-(Cs+)有______个 金刚石

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