工程化学第三章物质结构重点
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第三节 金属晶体(第1课时)
金属阳离子和自由电子 金属键
5
金属键
4、电子气理论对金属的物理性质的解释
⑴金属导电性的解释
在金属晶体中，充满着带负电的“电子气” （自由电子），这些电子气的运动是没有一定方 向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运 动形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导 电能力不同，导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、 Al
金属键
⑵金属导热性的解释 “电子气”（自由电子）在运动时经常与金 属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部 分受热时，那个区域里的“电子气”（自由电子） 能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传 给金属离子。“电子气”（自由电子）在热的作 用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的 部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相 同的温度。
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 自由电子
2014年7月29日星期二
错位
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+
金属离子
金属原子
9
金属键
【总结】金属晶体的结构与性质的关系
导电性 导热性 延展性
金属离子 自由电子在外加 和自由电 电场的作用下发 子 生定向移动
2014年7月29日星期二
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第三节 金属晶体(第2课时)
2014年7月30日星期三
11
金属晶体的原子堆积模型
三维空间里非密置层的 金属原子的堆积方式
（1） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球的球心
2014年7月30日星期三
（2） 第二层小球的球心 正对着 第一层小球形成的空穴
12
金属晶体的原子堆积模型
（1）简单立方堆积
Po
简 单 立 方 晶 胞
2014年7月30日星期三 13
金属晶体的原子堆积模型
石墨是层状结构的混合型晶体
2014年7月30日星期三
41
金属晶体的原子堆积模型
思考题
（1）六方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么 关系？ （2）面心立方紧密堆积的晶胞中： 金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关系？
2014年7月30日星期三
42
（ 1） ABAB… 堆积方式
2014年7月30日星期三
（ 2） ABCABC… 堆积方式
25
金属晶体的原子堆积模型
俯视图
1 6 2 3 4
1 6
2
3 4
5
5
A
B
第二层小球的球心对准第一层的 1、3、5 位 （▽）或对准 2、4、6 位（△）。 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。
上下层各4
6 7 2 3
2014年7月30日星期三
19
金属晶体的原子堆积模型
②金属原子半径 r 与正方体边长 a 的关系：
b a
a a
2a
a
2a
b = 3a b = 4 r 3a=4r
2014年7月30日星期三 20
金属晶体的原子堆积模型
【人教版】高中化学选修3知识点总结：第三章晶体结构与性质
【人教版】高中化学选修3知识点总结：第三章晶体结构与性质第一篇：【人教版】高中化学选修3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。
高中化学《选修三物质结构与性质》知识归纳
高中化学《选修三物质结构与性质》知识归纳选修三《物质结构与性质》是高中化学课程中的一本重要教材。
本书主要介绍了物质的结构与性质的关系，以及有机化合物、配位化学、无机材料等内容。
下面是关于该教材的知识归纳。
第一章物质的结构和性质1.物质的微观结构：原子、离子和分子是物质的微观结构。
2.物质的宏观性质：密度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性等是物质的宏观性质。
3.物质的宏观性质与微观结构的关系：物质的性质与其微观结构相关，如金属的导电性、晶体的硬度等。
第二章有机化合物的结构和性质1.有机化合物的元素组成：有机化合物主要由碳、氢和少量氧、氮、硫等元素组成。
2.有机化合物的结构：有机化合物由分子构成，分子由原子通过共价键连接。
3.有机化合物的性质：有机化合物具有燃烧性、酸碱性、氧化还原性、流动性、挥发性等特性。
4.有机物的分类：根据分子中所含的官能团，有机物可分为醇、酮、醛、酸、酯、醚、芳香化合物等不同类型。
第三章有机反应与有机合成1.有机反应的定义：有机反应是指有机化合物在适当条件下发生变化，形成具有新性质的有机化合物。
2.脱水反应：脱水反应是指有机化合物中的水分子与有机分子发生反应，生成新的有机化合物。
3.氢化反应：氢化反应是指有机化合物中的氢气与有机分子发生反应，生成新的有机化合物。
4.酸碱催化：酸碱催化是指在酸碱存在的条件下，有机化合物的反应速率增加。
第四章金属配合物1.配位化合物的概念：配位化合物是指由一个或多个给体与一个或多个受体之间通过配位键结合形成的化合物。
2.配位键：配位键是指由配体中的一个或多个电子对与金属离子形成的共价键。
3.配位数：配位数是指一个金属离子周围配位体的数目。
4.配位化合物的性质：配位化合物具有明显的颜色、溶解度、稳定性等特性。
第五章无机材料1.无机材料的分类：无机材料可分为金属材料、非金属材料和无机非金属材料。
2.无机材料的性质：金属材料具有导电性、延展性、塑性等特性；非金属材料主要用于绝缘材料、陶瓷材料等；无机非金属材料具有耐高温、耐腐蚀等特性。
大一上工程化学知识点
大一上工程化学知识点工程化学是化学工程专业的核心学科之一，在大一上学期我们将学习一些基础的工程化学知识。
本文将详细介绍大一上工程化学课程的主要知识点，包括化学原理、物质结构与性质、化学反应等方面。
一、化学原理1. 原子结构：学习原子的组成、原子核结构以及化学元素的周期表排列。
2. 分子结构：了解分子的结构、分子量和化学式，掌握分子的构成和亲电性、亲核性等性质。
3. 化学键与化合物：学习不同化学键的形成原理，如离子键、共价键等，并了解不同化合物的类型和特性。
二、物质结构与性质1. 固体结构与性质：了解晶体的结构、成分和晶格缺陷，以及晶体的物理性质如硬度、热传导等。
2. 液体结构与性质：学习液体的分子间相互作用和流动性质，了解溶解度、表面张力等液体性质。
3. 气体结构与性质：掌握气体的分子间相互作用和气体的压缩性、扩散性等特性。
三、化学反应1. 化学平衡：了解化学反应的平衡原理、平衡常数和平衡常数表达式，掌握反应物浓度与平衡位置的关系。
2. 反应速率：学习反应速率的定义、速率常数的计算，了解影响反应速率的因素。
3. 化学平衡与反应速率的关系：掌握平衡态和非平衡态的转化过程，了解平衡常数与反应速率的关系。
四、化学能量与热力学1. 系统与环境：了解化学反应中系统与环境的关系，掌握内能、焓变和熵变等热力学概念。
2. 热力学定律：学习热力学第一定律（能量守恒定律）和热力学第二定律（熵增原理）。
3. 可逆过程与不可逆过程：了解可逆过程和不可逆过程的特点，理解熵增原理的应用。
五、溶液与物质转化1. 溶液的组成与性质：学习溶液的组成和浓度表达，掌握饱和溶液和过饱和溶液的特性。
2. 溶解过程和溶解热：了解溶解过程中的热效应，掌握溶解度和溶解热的关系。
3. 化学平衡与溶解度：学习溶解平衡的表达式，了解溶解度与溶解平衡的关系。
综上所述，大一上工程化学课程的主要知识点包括化学原理、物质结构与性质、化学反应、化学能量与热力学以及溶液与物质转化。
九年级化学 第三章《物质结构与性质》教材分析素材 上教版
《第三章物质结构与性质》教材分析（上教版）[本章结构]（一）本章在全书中的地位在学习和探究了身边的一些常见物质之后，学生了解了氧气、二氧化碳、水等物质的性质和变化及制取和用途，产生了对化学的好奇和进一步探究的欲望。
不同物质为什么具有不同的性质，为什么会发生不同的变化，学生会产生各种疑问，为认识物质的微观结构准备了一定的条件。
本章将带领学生从五彩缤纷的宏观世界走入奇妙无比的微观世界，帮助学生用微观粒子的观念去解释宏观现象，理解化学现象的本质，从而进一步激发学生学习化学的兴趣，加深对前两章知识的认识，为以后灵活、方便使用化学用语，正确书写化学反应方程式做好准备，为后续学习质量守恒定律、燃料、金属以及酸、碱、盐知识奠定基础。
（二）本章知识结构本章共分四节，从定性的角度研究物质的组成和结构，以四个问题概括本章内容：1、自然界的物质是由什么构成的？2、科学家是如何发现物质奥秘的？3、构成物质的微粒具有什么特征？4、怎样正确地表示物质的组成？第一节，用微粒的观点看物质（1）由雪花、汞、冰糖、铝、硫酸铜晶体、钻石的图片，展示绚丽多彩的物质，激发学生探究物质构成的奥秘。
（2）通过高锰酸钾溶于水，溶液稀释的活动探究，让学生体会物质是由极其微小的、肉眼看不见的微粒构成。
（3）探究酚酞试液变红的原因及50mL水和50mL酒精混合，体积变小；空气易压缩，水难压缩的事实，让学生感知微粒在不断运动，微粒之间有空隙。
第二节，构成物质的基本微粒（1）开门见山，说明构成物质的微粒有原子、离子和分子，并出示彩图，分别介绍由分子、原子、离子构成的物质和它们的结构。
（2）由实验现象的微观图示，物质结构的示意图，真实的分子、原子图像、化学发展史料等，让学生认识分子、原子、离子的特殊性质和它们的区别、联系以及原子的结构等。
（3）由原子的质量描述极不方便，引入相对原子质量和相对分子质量，为有关化学式计算打下基础。
第三节，组成物质的化学元素（1）让学生从熟悉的常见元素开始，认识元素和元素符号。
结构化学习题解答
《物质结构》第三章习题1. 试述正八面体场、正四面体场、正方形场中，中心离子d轨道的分裂方式。
2. 试根据晶体场理论说明直线形配合物MX2中(以分子轴为z轴)，中心原子的d轨道如何分裂，并给出这些轨道的能量高低顺序。
3*. 试根据晶体场理论说明三角双锥配合物中，中心原子的d轨道如何分裂，并给出这些轨道的能量高低顺序。
4. 简述分裂能∆与中心离子和配体的关系。
5. 配体CN-，NH3，H2O，X-在络光谱化学序列中的顺序是( )(A) X-< CN--< NH3 < H2O (B) CN-< NH3< X- < H2O(C) X-< H2O < NH3 < CN-(D) H2O < X- < NH3 < CN-6. 在下列每对络合物中，哪一个有较大的∆O，并给出解释。
①[Fe(H2O)6]2+ 和[Fe(H2O)6]3+②(b)[CoCl6]4-和[CoCl4]2-③[CoCl6]3-和[CoF6]3-④[Fe(CN)6]4- 和[Os(CN)6]4-7. 下列配合物离子中，分裂能最大的是( )(A)[Co(NH3)6]2+(B)[Co(NH3)6]3+(C)[Co(H2O)6]3+(D)[Rh(NH3)6]3+8. 下列配位离子中，∆O值最大的是( )(A) [CoCl6]4-(B) [CoCl4]2-(C) [CoCl6]3-(D) [CoF6]3-9. 以下结论是否正确？“凡是在弱场配体作用下，中心离子d电子一定取高自旋态；凡是在强场配体作用下，中心离子d电子一定取低自旋态。
”10. 试写出d6金属离子在八面体场中的电子排布和未成对电子数(分强场和弱场两种情况)。
11. 下列络合物哪些是高自旋的( )(A) [Co(NH3)6]3+(B) [Co(NH3)6]2+(C) [Co(CN)6]4-(D) [Co(H2O)6]3+12. 按配位场理论，正八面体场中无高低自旋态之分的组态是( )(A) d3 (B) d4(C) d5(D) d6(E) d713. 试判断下列配位离子为高自旋构型还是低自旋构型，并写出d 电子的排布。
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第一节 晶体的常识(第2课时)
晶胞
3. 1987年2月，未经武（Paul Chu）教授等 发现钛钡铜氧化合物在90K温度下即具有超 导性。若该化合物的结构如右图所示，则 该化合物的化学式可能是 （ C ） A. YBa2CuO7－x B. YBa2Cu2O7－x C. YBa2Cu3O7－x D. YBa2Cu4O7－x
2014年7月26日星期六
33
晶胞
6.如右图石墨晶体结构的每一层里平均每个最 小的正六边形占有碳原子数目为（ A ） A、 2 B、3 C、4 D、6
2014年7月26日星期六
34
晶胞
7. 许多物质在通常条件下是以晶体的形式存 在，而一种晶体又可视作若干相同的基本结 构单元构成，这些基本结构单元在结构化学 中被称作晶胞。已知某化合物是由钙、钛、 氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所 示，则该物质的化学式为 （ C ） A．Ca4TiO3 B．Ca4TiO6 C．CaTiO3 D．Ca8TiO120
1.在CsCl晶体中，每个Cs+周围最近距离的Cs+ 有几个？每个Cl-周围最近距离的Cl-有几个？ 2.分析“CsCl” 化学式的由来。 6个
2014年7月26日星期六 26
晶胞
2014年7月26日星期六
27
晶胞
二氧化碳及其晶胞
2014年7月26日星期六
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晶胞
每8个CO2构成立方 体，且在6个面的 中心又各占据1个 CO2。每个晶胞中 有4个CO2分子， 12个原子。 在每个CO2周围等距 离的最近的CO2有 12个(同层4个， 上层4个、下层4 个)
58.5 ×4 6.02×1023
解法2：晶体中最小正方体中所含的Na+和Cl－的个数均为:
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① 电子在离核多远的空间区域运动？具有多大的能量？
2017年9月4日9 时2分
n 1 电子层 K
2 L
3 M
4 N
5 O
6 P
… …
n值越小，表示电子离核越近，能量越低。
2017年9月4日9 时2分
⑵角量子数 (l)
角量子数用来描述原子轨道（或电子云） 形状或者说描述电子所处的亚层 。与多电 子原子中电子的能量有关。
… …
l 0 1 2 3 4 光谱符号 s p d f g 电子云形状 球形 哑铃形 花瓣形 复杂
多电子原子中电子的能量取决于主量子数(n)和角量子数(l) 一般而言，n 相同，l 越大，电子的能量越高 Ens<Enp<End<Enf n 和 l 相同的电子具有相同的能量，构成一个能级。 如： 2s 3p 4d
2017年9月4日9 时2分
原子轨道就是波函数
n=1 l=0 m=0 Ψ100(x,y,z) Ψ1s n=2 l=0 m=0 Ψ200(x,y,z) n=2 l=1 Ψ210(x,y,z) n=3 l=2 Ψ320(x,y,z) Ψ2s m=0 Ψ2p m=0 Ψ3d 2s 原子轨道 2p 原子轨道 3d 原子轨道
2017年9月4日9 时2分
1s 原子轨道
波函数角度分布图
2017年9月4日9 时2分
概率密度与电子云
| Ψ|2 却有明确的物理意义，代表微粒 在空间某点出现的概率密度。 概率密度的形象表述就是电子云
2017年9月4日9 时2分
电子云角度分布图
两着之间的主要区别： 1、电子云的角度分布图比 原子轨道的角度分布图要 “瘦”些。 2、原子轨道的角度分布图 有正负之分，而电子云的角 度分布图全部为正。
2017年9月4日9 时2分
原子轨道与三个量子数的关系(非常重要!）
n 1 2 2 3 3 l 0 0 1 0 1 m
0
0 -1,0,+1 0 -1,0,+1 轨道名称 轨道数 轨道总数
薛定谔方程描述微粒的运动
对于一个质量为m，在势能为V的势场中 运动的微粒来说，薛定谔方程的每一个 合理的解Ψ，就表示该微粒运动的某一 定态，与该解Ψ相对应的能量值即为该 定态所对应的能级。
2017年9月4日9 时2分
波函数
求解薛定谔方程得到波函数： 1角度部分的数学表达式：
【s轨道】
1 Ys ( , ) = 4
3 cos 4
【pz轨道】 Y ( , ) = p
z
2 三个常数项（ n， l ，m ）
主量子数 角量子数 磁量子数 n = 1, 2, 3, ······, ∞; l = 0, 1, 2, · · · · · · , n-1; m = 0, ±1, ±2, · · · · · · , ±l
由于│cos│总是小于或等 于1，故│cos2│的值总是 在│cos│小的地方更小， 并且cos2≧0, sin2≧0 。
2017年9月4日9 时2分
四个量子数
⑴ 主量子数(n) 主量子数是描述电子层能量的高低次序 和电子云离核远近的参数。 取值 n = 1, 2, 3, · · · · · · · ,n
2017年9月4日9 时2分
⑶磁量子数
磁量子数用来描述原子轨道（或电子云）在 空间的伸展方向
磁量子数的取值：m = 0, ±1, ±2, ±3, · · · · · · · , ±l 磁量子数(m)与电子的能量无关 一组 n, l, m 确定的电子运动状态称为原子轨道 例如：l = 0，m = 0 l = 1, m = 0, ±1 l = 2, m = 0, ±1, ±2 一个伸展方向 三个伸展方向 五个伸展方向 一个 s 轨道 三个 p 轨道 五个 d 轨道
粒子的波粒二象性用电子衍射实验得到了证实
2017年9月4日9 时2分
电子衍射实验
2017年9月4日9 时2分
电子衍射示意图
2017年9月4日9 时2分
2.测不准原理 uncertainty principle
X. P
h
1927年，德国物理学家海 森堡(Werner Heisenberg 1901 － 1976) 指出：不能 同时准确测定粒子在某瞬 间的位置和速度。
6.28
X
. 位置测不准
P 动量测不准。
2017年9月4日9 时2分
3 用统计学方法描述微粒运动
测不准原理表明，微粒（电子）不可能 沿一条固定轨道运动，其运动规律只能 用统计的方法指出它在核外某区域出现 的可能性（概率）的大小来描述。
2017年9月4日9 时2分
3.1.2 波函数与原子轨道
1.波函数 薛定锷方程(E. Schrodinger)（了解）
1927年，戴维森（C.J.Davison，1881－1958， 1937年诺贝尔物理奖）与革末(L.H.Germer,1896— 1971)用低速电子进行电子散射实验，证实了电子衍射。 同年，G.P.汤姆生(G.P.Thomson,1892—1975， 1937 年诺贝尔物理奖)用高速电子获电子衍射花样。
2017年9月4日9 时2分
⑷自旋量子数
自旋量子数的取值: m = ±1/2
小结： n —— 电子层 n, l —— 能级 n, l, m —— 原子轨道 n, l, m, ms —— 核外电子的运动状态,四者如果缺一, 就不能完全说明某一个电子的运动状态.
a + a + a + 8 m (E- V) = 0 2 2 2 a z a y h2 ax
E是体系的总能量， V是体系的势能， m是微粒的质量 转换为球极坐标为：Y (r,q,f) = R(r)Y(q,f) R(r)为波函数的径向部分，Y(q,f)为波函数的角度部分
2017年9月4日9 时2分
第三章
物质的微观结构及其键合
3.1 微粒运动规律 3.2 原子结构 3.3 元素性质的周期性 3.4 原子键合及分子结构 3.5 配合物结构价键理论
2017年9月4日9 时2分
3.1 微粒运动规律
1. 波粒二象性（dual wave-particle nature) 1924年，德布罗依(L.de Broglie,1892— 1987) 提出实物微粒也具有波粒二象性，其波 长可用下式求得： l = h / (mu)