第三章晶体结构与性质
选修3第三章第一节晶体的常识课件
学与问
教材62页
1.某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图如图所示 这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？
不是晶体，粒子排列无序，没有晶体的自范性。
2. 根据晶体物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用 玻璃仿造的假宝石，你能列举出一些可能有效的方法鉴别 假宝石吗？
A、采用X-射线衍射实验：当X射线照射假宝石 时，不能使X射线产生衍射，只 有散射效应。(X-射线衍射实验是区分晶体与非晶体最可靠的科学方法)
晶体特性 4
对称性
晶体的外形和内部结构都有特定 的对称性。如规则的食盐晶体具有立
方体外形，既有轴对称又有面对称性
。
晶体特性 5
X-射线衍射实验
区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用X-射线衍射实验
晶体特点小结
晶体特性
区分晶体与非晶体实例
具有规则的几何外形（自范性） 具有各向异性 具有固定的熔点 对称性
水晶与石蜡 云母与玻璃
海波与蜡
X-射线衍射实验 鉴宝专家鉴宝 自范性是晶体与非晶体的本质差异 区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用x-射线衍射实验
晶体形成途径
凝固：熔融态物质凝固
凝华：气态物质冷却不经液态直接凝固
结晶：溶质从溶液中析出
晶体的分类
离子型晶体
原子型晶体
晶体
分子型晶体 金属型晶体 混合型晶体
晶体与非晶体本质差异 自范性 微观结构
晶 体 非 晶 体
有（能自发呈现多面 原子在三维空间里呈周 体外形） 期性有序排列
没有（不能自发呈现 多面体外形）
原子排列相对无序
晶体特性 2
物理性质的各向异性
各向异性：在不同的方向上表现出不同的物理性质
人教版高中化学选择性必修第2册 第三章 晶体结构与性质本章总结3
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总结·专题提升
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第三章 晶体结构与性质
晶 体 结 构 与 性 质晶 体晶 体 的 分 类金离属子晶晶体体12345123良定 构微 物实定 构 微好义 成粒 理例义 成 粒的： 晶间 性：： 晶 间延金 体的 质固通 体 的展属 的相 ：态过 的 相性原 微互 熔金离 微 互、子 粒作 点属子 粒 作导通 ：用 相单键 ： 用电过 金力 差质结 阴 ：性金 属： 较、合 离 离、属 阳金 大合而 子 子导键 离属 ，金形 和 键热结 子键 硬成 阳性合 和度的 离而 自相晶 子形 由差体成 电较的 子大晶，体有
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第三章 晶体结构与性质
3．金属晶胞中原子空间利用率的计算 空间利用率＝晶球胞体体积积×100%＝VV晶球胞×100%，球体积为金属原子的 总体积。 其中球体积(或晶胞的粒子)体积＝n×43πr3(r 为金属晶胞中球的原子 半径)。
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第三章 晶体结构与性质
②非长方体晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如图所示的 正三棱柱形晶胞中：
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2．晶体密度及微粒间距离的计算
第三章 晶体结构与性质
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晶
体
结
配合物一定含配位键 有配位键不一定是配合物
构 与性 质晶体配位键和配合物配 配合 合物 物的 的形 构成 成硫 银 铁酸 氨 离铜 溶 子溶 液 的液 的 检中 形 验加 成氨水
3晶体结构与性质知识点讲解
第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体①晶体：是内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。
②非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。
2、晶体的特征（1）晶体的基本性质晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。
①自范性：a．晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。
b．“自发”过程的实现，需要一定的条件。
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。
②均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。
③各向异性：同一晶体构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。
④对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
在外形上，常有相等的对称性。
这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，这就是对称性。
晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。
⑤最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比较，其内能最小。
⑥稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
⑦有确定的熔点：给晶体加热，当温度升高到某温度便立即熔化。
⑧能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X射线产生衍射。
利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要试验方法。
非晶体物质没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
（2）晶体SiO2与非晶体SiO2的区别①晶体SiO2有规则的几何外形，而非晶体SiO2无规则的几何外形。
②晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2内部质点排列无序。
③晶体SiO2具有固定的熔沸点，而非晶体SiO2无固定的熔沸点。
④晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
高中化学第3章晶体结构与性质研究与实践明矾晶体的制备新人教版选择性必修2
3．制备明矾晶体的实验步骤 (1) 在 玻 璃 杯 中 放 入 比 室 温 高 10 ～ 20 ℃ 的 水 ， 并 加 入 明 矾 晶 体 [KAl(SO4)2·12H2O]，用筷子搅拌，直到有少量晶体不能再溶解。此时得 到的溶液为饱和溶液。 (2)待溶液自然冷却到比室温略高3～5 ℃时，把溶液倒入洁净的碗 中，用硬纸片盖好，静置一夜。 (3)从碗中选取2～3粒形状完整的小晶体作为晶核。将所选的晶核用 细线轻轻系好。
(2) 晶 体 B 的 主 要 成 分 是 _____K_N__O_3______ ， 含 有 的 少 量 杂 质 是 ______N_a_C__l_____，要除去晶体B中的少量杂质的方法是__ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ_重__结__晶____。
(3)用少量热水淋洗晶体也是一种除去晶体中少量杂质的方法，这种 方法适用于晶体___A___(填“A”或“B”)。
有关装置如图，回答下列问题：
(1) 通 入 HCl 的 作 用 是 抑 制 AlCl3 水 解 和 ________增__加___c(_C__l－__)，__有___利_ _于__A_lC__l3_·_6_H_2_O__结__晶_______。
(2) 步 骤 Ⅰ 中 抽 滤 时 ， 用 玻 璃 纤 维 替 代 滤 纸 的 理 由 是 __溶__液___有___强_ _酸__性__，__会__腐__蚀__滤__纸____，洗涤时，合适的洗涤剂是__饱__和__氯__化__铝__溶__液___。
4．试讨论快速制备明矾晶体的条件。 提示：①溶液一定要用饱和溶液，若溶液不饱和，则结晶速度很 慢。 ②溶剂应用蒸馏水，不能用自来水。因自来水里含其他金属离子及 杂质，会影响晶体的生长速度和形状。 ③冷却热饱和溶液时，应自然冷却。快速冷却虽能够得到晶体，但 属于沉底、细小晶体，得不到大晶体。温度下降越快，晶体越小。 ④溶液一定要纯净。里面若含有杂质，就在溶液中形成多个晶核， 这样不利于大晶体的生长。
高中化学知识点总结：第三章晶体结构与性质
第三章晶体结构与性质课标要求1.了解化学键和分子间作用力的区别。
2.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。
3.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。
4.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。
5.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
要点精讲一.晶体常识1.晶体与非晶体比较2.获得晶体的三条途径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.晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学中常见的晶胞为立方晶胞立方晶胞中微粒数的计算方法如下：注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状二.四种晶体的比较2．晶体熔、沸点高低的比较方法（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
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。
（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高．如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，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，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。
（4）分子晶体①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、沸点反常的高。
②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。
③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、沸点越高。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
（5）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。
三.几种典型的晶体模型。
高中化学选修3人教版：第三章晶体结构与性质-归纳与整理
NaCl<MgCl2
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
SiO2>SiC > 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
三.四种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 晶体粒子 阴、阳离子
60°
(W/124) ×6 ×NA
晶体中Na+和Cl-间最 小距离为a cm， 计 算NaCl晶体的密度
4 58.5g mol 1 N A mol 1
(2acm)3
29.25 a3 NA
g
cm3
第一单元 晶体的 类型与性质
2、晶体举例：
NaCl的晶体结构：
6：6
CsCl的晶体结构：
《晶体结构与性质 －归纳与整理》
一、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的区别
自范性
微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外 原子在三维空间里
形)
呈周期性有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面 原子排列相对无序 体外形)
(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.
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
第3章 第2节 第2课时 共价晶体(讲义)【新教材】
一、共价晶体的概念及其性质1．共价晶体的结构特点及物理性质(1)概念相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。
(2)构成微粒及微粒间作用(3)物理性质①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。
①结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。
2．常见共价晶体及物质类别(1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。
(2)某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。
(3)极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)等。
二、常见共价晶体结构分析1．金刚石晶体金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。
其中最小的环是六元环。
2.二氧化硅晶体(1)二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与2个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架结构。
晶体结构中最小的环上有6个硅原子和6个氧原子，硅、氧原子个数比为1①2。
(2)低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构。
这一结构决定了它具有手性。
熔点/① 194 -70 2180 ＞3500 1410 沸点/①18157365048272355A ．SiCl 4、AlCl 3是分子晶体B ．晶体硼是共价晶体C ．晶体硅是共价晶体D ．金刚石中的C -C 键比晶体硅中的Si -Si 键弱 9．工业制玻璃时，主要反应的化学方程式为：Na 2CO 3+SiO 2高温−−−→Na 2SiO 3+CO 2↑完成下列填空：(1)钠原子核外电子排布式为___________。
高二化学晶体结构与性质(配合物与超分子)
[解析] (1)[Zn(NH3)4]Cl2 中[Zn(NH3)4]2＋与 Cl－形成离子键，而 1 个 [Zn(NH3)4]2＋中含有 4 个 N→Zn 键(配位键)和 12 个 N—H 键，共 16 个 σ 键， 故 1 mol 该配合物中含有 16 mol σ 键，即 16NA。
(2)Zn2＋的配位原子个数是 4，所以其配位数是 4，故 A 错误；该配合物 中氮原子提供孤电子对，所以 NH3 是配体，故 B 错误；[Zn(NH3)4]Cl2 中外 界是 Cl－，内界是[Zn(NH3)4]2＋，故 C 正确；该配合物中，锌离子提供空轨道， 氮原子提供孤电子对，所以 Zn2＋和 NH3 以配位键结合，属于特殊共价键， 不属于离子键，故 D 错误。
(2)配合物的形成
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后，试管中首
先出现蓝色沉淀，氨水 过量后沉淀逐渐溶解， Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓
＋2NH＋ 4 、Cu(OH)2＋4NH3===
滴加乙醇后析出深蓝 [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
色晶体
[Cu(NH3)4]SO4·H2O
A．Ag＋、NH3
B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO
D．Ag＋、H＋
D [配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能 提供空轨道，A、B、C 三项中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空轨道，NH3、 H2O、CO 能提供孤电子对，所以能形成配位键，而 D 项 Ag＋与 H＋ 都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。]
第三章 晶体结构与性质 第四节 配合物与超分子
一、配合物 1．配位键 (1)概念：成键原子一方提供 孤电子对，另一方提供空轨道 形成 的共价键。
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⑶晶体有各向异性
★晶体的强度、导热性、光学性质等物理性 质常因晶体取向不同而异，叫做各向异性。 ①晶体导热性的各向异性的实验验证方法
在水晶的柱面上涂一层蜡，用红热的针接
触蜡面中央，蜡熔化成椭圆形而不呈圆形，
这是由于水晶柱面长轴方向与短轴方向传热
速度不同。
柱 面 涂 蜡 的 水 晶 表 面 涂 蜡 的 玻 璃
3．形成晶体的途径：
⑴ 熔融态物质凝固 ：熔融态物质经冷却后凝 固。如从熔融态结晶出硫晶体。
从熔融态结晶出来的硫晶体
⑵ 凝华 ：气态物质冷却不经液态直接凝固。 如凝华得到碘晶体。
[实验3-1] 碘的升华和凝华 现象： 烧杯内有紫色蒸 气产生，表面皿 底部有紫黑色晶 体生成。 凝华得到的碘
⑶ 结晶 ：加热蒸发溶液或冷却饱和溶液，使 溶质从溶液中析出。如从饱和溶液中析出硫酸 铜晶体。
从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体
4.晶体的特征
⑴晶体有固定的几何外形
K2Cr2O7晶体
KNO3晶体 某些晶体的显微照片
萘晶体
非晶体由于内部质点排列不规则，所以没有 一定的结晶外形。如：石蜡、玻璃、沥青、水 泥等，根据不加热晶体，达到熔点时，即开始熔化。 在没有全部熔化以前，继续加热，温度不再 上升，这时所供给的热都用来使晶体熔化， 完全熔化后，温度才开始上升。 ☆加热非晶体时，温度升高到某一程度后 开始软化，流动性增加，最后变成液体。从 软化到完全熔化，中间经过一定的较长的温 度范围，并且在这个过程中，没有固定的熔 解热效应。
2．晶体和非晶体的本质差异 自范性
有(能自发呈 现多面体外 形) 没有(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
非晶体
晶体能自发呈现 ★晶体的自范性是指__________________ 多面体外形 的性质，从本质上讲，晶体 _____________ 晶体中粒子在微观空间里呈现 的自范性是____________________________ 周期性的有序排列 的宏观表象。 ____________________
第三章 晶体结构与性质
第一节 晶体的常识 第1课时 晶体与非晶体
金刚石 氯 化 钠
硝酸钾
钻石
Be3Al2Si6O18
1．固体物质的分类
根据构成固体物质的微观结构是否具有周 期性 ，可将固体分为 晶体 和 非晶体 ， 晶体 具有周期性的微观结构， 而 非晶体不 具有周期性的微观结构。 由于构成晶体的微观粒子不同，粒子间的 相互作用也不同，人们进一步将晶体分为 分子晶体 、 原子晶体 、 离子晶体 、 金属晶体 、 混合晶体（或过渡型晶体）等 类型，不同类型的晶体性质不同。
⑴观察宝石的形状，具有多面体的外形；实验 它的硬度，可在玻璃上划出痕迹，初步确定它 是晶体； ⑵利用宝石的折光率鉴别； ⑶利用宝石的熔点鉴别。 ⑷利用X－射线衍射仪鉴别。
☆区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固 体进行X-射线衍射实验：当入射光的波长与光 栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象，X射线的波长与晶体结构的周期性大小相近，所 以晶体是个理想的光栅，它能使X-射线产生衍 射。当单一波长的X-射线通过晶体时，会在记 录仪上看到分立的斑点或者谱线，而在同一条 件下摄取的非晶体图谱中却看不到分立的斑点 或明锐的谱线。如：
5.晶体与非晶体的鉴别方法
☆考察固体中粒子在三维空间里是否呈周期性 有序排列，可以确定某一固体是否晶体。
[学与问1]
晶体与非晶体的根本区 别在于构成固体中的粒 子在微观空间里是否呈 现周期性的有序排列。 构成玻璃的粒子无周期 性的排列，是无序的， 所以玻璃是非晶体。
玻璃的结构示意图
[学与问2]
利用晶体与非晶体的性质差异来鉴别玻璃和宝 ☆考察固体的某些性质，如外形、熔点、各向 石.宝石是晶体,具有固定的熔点和各向异性, 异性等，可以间接地确定某一固体是否晶体。 可用硬度、熔点、折光率等性质来鉴别宝石。
分 别 用 红 热 的 针 接 触 蜡 面 中 央
②晶体解理性的各向异性 晶体容易沿着某一平面剥离的现象 如：云母沿两层的平面方向剥离，就容易； 而垂直于这个平面方向剥离，就困难得多。
③晶体光学性质的各向异性
☆从不同方向观察红宝石或蓝宝石，会发 现宝石的颜色不同，这是由于方向不同， 晶体对光的吸收性质不同。
有规则 有固 的几何 定的 外形 熔点
征 各向异性 某些物理性质 （如强度、导 热性、光学性 质等）表现出 各向异性
☆把画有图案的纸放在一块透明的方解石 (碳酸钙的一种天然矿物)下面，透过方解 石观察，可以看到这个图案有两个影像， 这是由于方解石晶体对光线有双折射性。 ④晶体导电率的各向异性 如：石墨在与层垂直的方向上的导电率 为与层平行的方向上的导电率1/104。
★晶体的基本性质是由晶体微观结构 的周期性决定的。
★晶体呈现自范性是需要一定条件的: 晶体的生长速率适当是晶体呈现自范性的条 __________________ 件之一。熔融态物质冷却凝固，有时得到 晶体 ，但凝固速率过快，常常只得到 ________ 看不到多面体外形的粉末 没有规则外形 _______________________或____________ 的块状物 。 _________
天然水晶球里的玛瑙和水晶 天然水晶球是岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内 的空洞冷却形成的。剖开水晶球，常见它的外 层是看不到晶体外形的玛瑙，内层才是呈现晶 体外形的水晶。其实玛瑙和水晶都是二氧化硅 晶体，不同的是，玛瑙是熔融态SiO2 快速 冷却 形成的，而水晶则是热液 缓慢 冷却形成的。
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
非晶态SiO2和晶态SiO2X-衍射粉末图谱的对比
6.晶体的定义：
质点（分子、离子、原子）在空间有 规则地排列成的，具有整齐外型，以多 面体出现的固体物质。
★小结:晶体和非晶体的区别
自范性 微观结构 特
外形
熔点
原子在三 有(能自 晶 发呈现多 维空间里 体 面体外形) 呈周期性 有序排列 没有(不 非 能自发呈 晶 现多面体 体 外形) 原子排 列相对 无序