高中化学晶体结构知识点
高中化学晶体结构知识点
1、晶体类型判别:
分子晶体:大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。
原子晶体:仅有几种,晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、石英等;
金属晶体:金属单质、合金;
离子晶体:含离子键的物质,多数碱、大部分盐、多数金属氧化物;
2、分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表
晶体类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体
定 义 分子通过分子间作用力形成的晶体 相邻原子间通过共价键形成的立体网状结构的晶体 金属原子通过金属键形成的晶体 阴、阳离子通过离子键形成的晶体
组成晶体的粒子 分 子 原 子 金属阳离子
和自由电阳离子和
阴离子 子
组成晶体粒子间的相互作用 范德华力或氢键 共价键 金属键(没有饱和性方向性) 离子键(没有饱和性方向性)
典型实例 冰(H2O)、P4、I2、干冰(CO2)、S8 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC Na、Mg、
Al、Fe NaOH、NaCl、K2SO4
特
征 熔点、
沸点 熔、沸点较低 熔、沸点高 一般较高、
部分较低 熔、沸点较高
导热性 不 良 不 良 良 好 不 良
导电性 差,有些溶
于水可导电 多数差 良 好 固态不导电,
熔化或溶于水能导电
机械加
工性能 不 良 不 良 良 好 不 良
硬 度 硬度较小 高硬度 一般较高、部分较低 略硬而脆
溶解性 相似相溶 不 溶 不溶,但有多数溶于的反应
水,难溶于有机溶剂
3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定:
离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数(离子键强弱)决定,分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定,原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定,且共价键越强,熔点越高。
4、金属熔沸点高低的比较:
(1)同周期金属单质,从左到右(如Na、Mg、Al)熔沸点升高。
(2)同主族金属单质,从上到下(如碱金属)熔沸点降低。
(3)合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。
(4)金属晶体熔点差别很大,如汞常温为液体,熔点很低(-38.9℃),而铁等金属熔点很高(1535℃)。
5、原子晶体与金属晶体熔点比较:
原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高,如金属钨的熔点就高于一般的原子晶体。
6、分子晶体与金属晶体熔点比较:
分子晶体的熔点不一定就比金属晶体的低,如汞常温下是液体,熔点很低。
7、判断晶体类型的主要依据? 一看构成晶体的粒子(分子、原子、离子);二看粒子间的相互作用;另外,分子晶体熔化时,化学键并未发生改变,如冰→水。
8、化学键:
化学变化过程一定发生就化学键的断裂和新化学键的形成,但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化,如食盐的熔化会破坏离子键,食盐结晶过程会形成离子键,但均不是化学变化过程。
9、判断晶体类型的方法?
(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断
① 离子晶体的构成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用力是离子键。
② 原子晶体的构成微粒是原子,微粒间的作用力是共价键。
③ 分子晶体的构成微粒是分子,微粒间的作用力是分子间作用力。
④ 金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子,微粒间的作用力是金属键。
(2)依据物质的分类判断
① 金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
② 大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③ 常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④ 金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
① 离子晶体的熔点较高,常在数百至一千摄氏度。
② 原子晶体的熔点高,常在一千至几千摄氏度。
③ 分子晶体的熔点低,常在数百摄氏度以下至很低温度。
④ 金晶体多数熔点高,但也有相当低的。
(4)依据导电性判断
① 离子晶体的水溶液及熔化时能导电。
② 原子晶体一般为非导体。
③ 分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。
④ 金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断
① 离子晶体硬度较大或较硬、脆。
② 原子晶体硬度大。
③ 分子晶体硬度小且较脆。
④ 金属晶体多数硬度大,但也有较小的,且具有延展性。
(6)判断晶体的类型也可以根据物质的物理性质:
① 在常温下呈气态或液态的物质,其晶体应属于分子晶体(Hg除外),如H2O、H2等。对于稀有气体,虽然构成物质的微粒为原子,但应看作单原子分子,因为微粒间的相互作用力是范德华力,而非共价键。 ② 固态不导电,在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。如:NaCl熔融后电离出Na+和Cl-,能自由移动,所以能导电。
③ 有较高的熔、沸点,硬度大,并且难溶于水的物质大多为原子晶体,如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。
④ 易升华的物质大多为分子晶体。
⑤ 熔点在一千摄氏度以下无原子晶体。
⑥ 熔点低,能溶于有机溶剂的晶体是分子晶体。
10、晶体熔沸点高低的判断?
(1)不同类型晶体的熔沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体;金属晶体(除少数外)>分子晶体;金属晶体熔沸点有的很高,如钨,有的很低,如汞(常温下是液体)。
(2)同类型晶体的熔沸点:
① 原子晶体:结构相似,半径越小,键长越短,键能越大,熔沸点越高。如金刚石>氮化硅>晶体硅。
② 分子晶体:
组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,晶体熔沸点越高。如CI4>CBr4>CCl4>CF4。
若相对分子质量相同,如互为同分异构体,一般支链数越多,熔沸点越低,特殊情况下分子越对称,则熔沸点越高。
若分子间有氢键,则分子间作用力比结构相似的同类晶体强,故熔沸点特别高。 ③ 金属晶体:所带电荷数越大,原子半径越小,则金属键越强,熔沸点越高。如Al>Mg>Na>K。
④ 离子晶体:离子所带电荷越多,半径越小,离子键越强,熔沸点越高。如KF>KCl>KBr>KI。
11、Na2O2:
Na2O2的阴离子为O22-,阳离子为Na+,故晶体中阴、阳离子的个数比为1:2。
12、堆积方式:
离子晶体中,阴、阳离子采用不等径密圆球的堆积方式。
13、稳定性:
分子的稳定性是由分子中原子间化学键的强弱决定。
14、冰的熔化:
冰是分子晶体,冰融化时破坏了分子间作用力和部分氢键,化学键并未被破坏。
15、离子晶体熔化:
离子晶体熔化时,离子键被破坏而电离产生自由移动的阴阳离子而导电,这是离子晶体的特征。
16、离子晶体特例:
① 离子晶体不一定都含有金属元素,如NH4Cl
② 离子晶体中除含离子键外,还可能含有其他化学键,
如NaOH、Na2O2
17、非离子晶体特例: ① 溶于水能导电的不一定是离子晶体,如HCl等② 熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体,如Si、石墨、金属等。
③ 金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体,如AlCl3是分子晶体。
人教高中化学选修3第三章晶体结构与性质知识点填空
第三章 晶体结构与性质
班级_____________姓名_____________
一、晶体与非晶体
1.固体的分类
固体— →具有 外形,称为 。→无规则几何外形,属于 。
2.获得晶体的三条途径
(1)________物质凝固;
(2)________物质冷却不经液态直接凝固(凝华);
(3)________从溶液中析出。
熔融态的SiO2快速冷却形成________,热液缓慢冷却形成________。
3.晶体的特点
(1)自范性
①定义:晶体能__________呈现__________外形的性质。
②形成条件:晶体____________适当。
③本质原因:晶体中粒子在____________里呈现________的________排列。非晶体中粒子的排列则相对________,因而________自范性。
(2) __________性:某些物理性质,如强度、导热性、导电性、光学性质等__________
(3)__________性:晶体的熔、沸点________。
(4)外形和内部质点的高度________。
4.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法
对固体进行______________实验。
二、晶胞
1.概念
描述晶体结构的____________。
2.结构
晶胞一般都是__________,晶体是由无数晶胞“____________”而成。
(1)无隙:相邻晶胞之间________________。
(2)并置:所有晶胞都是________排列的,取向________。
(3)所有晶胞的________及内部的原子____________及几何排列是完全相同的。
3.晶胞的粒子数(均摊法,仅限于计算晶胞)
对于一个平行六面体的晶胞来说,晶胞顶角上的原子是____个晶胞共用的,晶胞棱上的原子是____个晶胞共用的,晶胞面上的原子是____个晶胞共用的,晶胞内部的原子则____________________。
高中化学----总结:四大晶体
总结:四大晶体
晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体
概念离子间离子键原子间共价键分子间分子力金属离子和e金属键
晶体质点阴、阳离子原子分子金属离子原子和e
作用力离子键共价键分子间力金属键
物理性质
熔沸点较高很高很低一般高少数低
硬度较硬很硬硬度小多数硬少数软
溶解性易溶于水难溶任何溶剂相似相溶难溶
导电性溶、熔可硅、石墨可部分水溶液可固、熔可
实例盐MOH MO C Si SiO2 SiC HX XOn HXOn金属或合金
1。各种晶体中的化学键
⑴离子晶体: 一定有离子键,可能有共价键(极性键、非极性键、配位键)
⑵分子晶体: 一定没有离子键,可能有极性键、非极性键、配位键; 也可能根本没有化学键。
⑶原子晶体:一定没有离子键,可能有极性键、非极性键。
⑷金属晶体: 只有金属键
2、物质熔沸点高低比较规律
(1)晶体内微粒间作用力越大,熔沸点越高,只有分子晶体熔化时不破坏化学键。
(2)不同晶体(一般情况下):
原子晶体>离子晶体>分子晶体
熔点:上千度~几千度〉 近千度~几百度〉 多数零下最多几百度
(3)相同条件下一般地说熔沸点:
固态>液态>气态
2、物质熔沸点高低比较规律
(4)同种晶体
离子晶体:比较离子键强弱,离子半径越小,电荷越多,熔沸点越高MgO>MgCl2〉NaCl>KCl〉KBr
原子晶体:比较共价键强弱(看键能和键长)
金刚石(C) 〉 水晶(SiO2) 〉 SiC 〉 Si
分子晶体:比较分子间力(和分子内的共价键的强弱无关)
1)组成和结构相似时,分子量越大熔沸点越高F2
CF4〈 CCl4 < CBr4 < CI4;N2〈O2 ; 同系物熔沸点的比较
2)同分异构体:支链越多熔沸点越低正戊烷>异戊烷〉新戊烷
金属晶体:比较金属键,金属原子半径越小,价电子数越多,熔沸点越高。熔沸点同族从上到下减小,同周期从左到右增大。
高中化学 九月初赛专题之晶体结构竞赛
现吨市安达阳光实验学校晶体结构
【竞赛要求】
晶胞。原子坐标。晶格能。晶胞子数或分子数的计算及化学式的关系。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)、石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜。点阵的基本概念。晶系。宏观对称元素。十四种空间点阵类型。
1、什么是点阵?什么是结构基元?什么是晶胞?什么是素晶胞、复晶胞?什么是正当晶胞?什么是晶格?什么是晶格能?十四种空间点阵类型有哪些?
2、晶体的7个晶系及其特征对称元素。平行六面体的6种晶胞。
3、画出各种物质的晶胞,考虑阳离子作何种堆积,阴离子占据何种空隙。
CaF2 NaCl CsCl ZnS(立方 六方) CdCl2 CdI2 NiAs TiO2
CaTiO3
4、画出各种物质的晶胞
石 石墨 α-硒 冰 干冰 钾 镁 铜
5、晶体中常见的对称元素和对称操作有哪些?
练习:
一.(9分)下图所示为HgCl2和不同浓度NH3-NH4Cl反得到的两种含汞的化合物A和B的微观结构重复单元图。
1.写出A、B的化学式和B的生成反方程式;2.晶体A中,NH3、Cl的堆积方式是否相同,为什么?
3.晶体A中Hg占据什么典型位置,占有率是多少 4.指出B中阴阳离子组成特点;
5.比较A和B在水溶液中溶解性的大小。
二.(14分)钛酸锶是电子工业的重要原料,与BaTO3相比,具有电损耗低,色散频率高,对温度、机械变、直流偏场具有优良稳性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器件、陶瓷电容器、陶瓷敏感元件。制备高纯、超细、均匀SrTiO3的方法研究日益受到。我国研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶,粒子呈球形,粒径分布较均匀,平均22nm。已知SrTiO3立方晶胞参数a=390.5pm。
高中化学选修3:晶体结构与性质知识点总结
⾼中化学选修3:晶体结构与性质知识点总结
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——均摊均摊法法
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
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
高中化学物质结构分子晶体
第二节 分子晶体与原子晶体
第1课时 分子晶体
[学习目标定位] 1.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。2.能够从范德华力、氢键的特征,分析理解分子晶体的物理特性。
一 干冰和冰的晶体结构
1.干冰晶胞结构如图所示,观察分析其结构模型,回答下列问题:
(1)构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子,微粒间的相互作用力是范德华力。
(2)从结构模型可以看出:干冰晶体是一种面心立方结构——每8个CO2分子构成立方体,在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子周围,离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。每个晶胞中有4个CO2分子。
2.冰晶体的结构如下图所示。根据冰晶体的结构,回答下列问题:
(1)构成冰晶体的结构微粒是H2O分子,微粒间的相互作用力是范德华力、氢键。
(2)在冰的晶体中,由于水分子之间存在具有方向性的氢键,迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这样的排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙。
3.干冰和冰的比较
晶体 分子间作用力 结构特点 外观 硬度 熔点 密度
干冰 范德华力 1个分子周围紧邻12个分子
相似 相似(小) 干冰比冰低 干冰比冰大
冰 范德华力、
氢键 1个分子周围紧邻4个分子
[归纳总结] (1)分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。如:干冰、碘晶体、冰等。构成分子晶体的粒子只有分子。
(2)常见的典型的分子晶体有
①所有非金属氢化物,如水、氨、甲烷等;
②部分非金属单质,如卤素、O2、S8、P4、C60等;
③部分非金属氧化物,如CO2、SO3、P4O10等;
④几乎所有的酸;
⑤绝大多数有机物的晶体。
(3)两种典型的分子晶胞
①干冰型 堆积特征:分子密堆积;
②冰型 堆积特征:四面体型。
[活学活用]
1.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、C10H8
高中化学 晶体结构的分析与计算
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1.(2015·全国卷Ⅰ)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
(1)在石墨烯晶体中,每个C原子连接________个六元环,每个六元环占有________个C原子。
(2)在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接______个六元环,六元环中最多有______个C原子在同一平面。
解析:(1)由石墨烯的结构可知,每个C原子连接3个六元环,每个六元环占有的C原子数为13×6=2。
(2)由金刚石的结构可知,每个C可参与形成4条C—C键,其中任意两条边(共价键)可以构成2个六元环。根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有6组,6×2=12。因此每个C原子连接12个六元环。六元环中C原子采取sp3杂化,为空间六边形结构,最多有4个C原子位于同一平面。
答案:(1)3 2 (2)12 4
2.(2016·全国卷Ⅱ)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。
(2)若合金的密度为d g·cm-3,晶胞参数a=________nm。
解析:(1)由晶胞结构图可知,Ni原子处于立方晶胞的顶点,Cu原子处于立方晶胞的面心,根据均摊法,每个晶胞中含有Cu原子的个数为6×12=3,含有Ni原子的个数为8×18=1,故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3∶1。
(2)根据m=ρV可得, 1 mol晶胞的质量为(64×3+59)g=a3×d g·cm-3×NA,则a=2516.02×1023×d13cm=2516.02×1023×d13×107 nm。
答案:(1)3∶1 (2)2516.02×1023×d13×107
3.(2017·全国卷Ⅰ)(1)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立方结构,边长为a=0.446 nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为______ nm,与K紧邻的O个数为_____。 第
高中化学晶体知识点
高中化学晶体知识点
高中化学教材中的晶体内容是微观分子、原子结构与宏观物质产生联系的桥梁。为了帮助高中生掌握晶体知识点,下面店铺为高中生整理化学晶体知识点,希望对大家有所帮助。
高中化学晶体知识点
石墨――混合型晶体
石墨晶体为层状结构,层与层之间的作用力为范德华力,每一层内C原子间以共价键形成正六边形结构(见图8)。由于层内C原子以较强的共价键相结合,所以石墨有较高的熔点。但由于层间的范德华力较弱,层间可以滑动,故石墨的硬度较小。因此石墨晶体又称为过渡型晶体或混合型晶体。石墨品体中每个C原子只拥有其所连接的3个C-C键的1/2(3/2个),因此晶体中C原子与C-C键数之比为2:3。
干冰――分子晶体
干冰晶体中的CO2分布在立方体的顶点和面心上,分子间由分子间作用力结合形成晶体(见图7)。C02分子内存在共价键,因此晶体中既有分子间作用力,又有共价键,但熔、沸点的高低由分子间的作用力决定,影响分子间作用力的主要因素是相对分子质量,从晶胞的结构可知与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有12个。
金刚石、二氧化硅――原子晶体
(1) 金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体。每个C原子以共价键与其他4个C原子紧邻,由5个碳子形成正四面体的结构单元,由共价键构成的最小环结构中有6个碳原子(见图4),由于每个C原子拥有所连4个C-C键的1/2(2个),所以碳原子个数与C-C键数之比为1:2。
(2) 二氧化硅晶体可以看成是金刚石结构中,C原子被Si原子代替,且在C-C键之间插入O原子后形成的,即每个硅原子与周围的四个氧原子构成一个正四面体,构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成椅式环,键角∠(O-Si-O)=109°28'(见图5)。每个Si原子拥有所连4个O原子的1/2(2个)(见图6),因此si、O原子个数比为1:2,即化学式表示为SiO2。
氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体
由于离子键无饱和性与方向性,所以离子晶体中无单个分子存在。阴阳离子在晶体中按一定的规则排列,使整个晶体不显电性且能量最低。离子的配位数分析如下。
高中化学【常见晶体原子坐标解读】
常见晶体原子坐标解读
从三维空间角度认识晶体,是研究晶体结构的基础。根据《考试大纲》要求,金刚石、二氧化硅结构是教学的重点。以金刚石晶胞结构为例,金刚石晶体整体上是正四面体立体网状结构。每个碳原子L能层的4个电子采用sp3杂化,形成4个等同的杂化轨道,相邻的两个碳原子之间形成σ键。这样每个碳原子与周围4个碳原子形成4个σ键,每个碳原子都是直接相连的4个碳原子的重心。
在一个金刚石晶胞中有8个碳原子位于立方体的顶点,6个碳原子位于面心,4个碳原子位于晶胞内部。每个晶胞中8个顶点中有4个顶点、6个面心和4个晶胞内部的碳原子形成4个正四面体,每个正四面体的4个顶点分别是一个晶胞顶点和这个顶点所在平面的面心,正四面体中心是晶胞内的1个碳原子。
用解析几何知识研究晶体中各个微粒间的位置关系更具体更直接。以底面一个顶点的碳原子(通常取后左下)为原点建立一个三维坐标系。
原点上的原子坐标为(0,0,0),晶胞边长参数看作1,并据此分析坐标参数。在晶胞进行“无隙并置”时,可以看出,8个顶点的原子都可以作为原点,注意看清楚,与这个原点原子重合的是晶胞上哪一个顶点的碳原子。所以顶点上的8个原子坐标都是(0,0,0),这与纯粹立体几何不同,所以高中阶段我们只标注顶点以外的晶胞内和晶胞上点的坐标;棱心和面心坐标点中数据中不会出现“1”。
以下是晶胞中各点对应的坐标。
6个面心坐标
上面心 下面心 左面心 右面心 前面心 后面心
三维坐标
晶体中坐标
12个棱中心坐标
上面四条棱
三维坐标
晶体中坐标
下面四条棱
三维坐标
晶体中坐标
垂直底面四条棱
三维坐标
晶体中坐标
金刚石晶胞有两种取向,由于金刚石晶胞内部有4个碳原子,在空间分布是不对称的,所以从不同方向观察晶胞时,内部的4个碳原子的位置是不相同的。我们把左边的图叫作取向1,右边的图叫作取向2
它们各自绕竖直中心轴旋转90°,就能够变为对方。金刚石晶胞内4个碳原子坐标:
高二化学六方堆积知识点
高二化学六方堆积知识点
六方堆积(Closest Packed Structure, CPS)是固体中颇具代表性的结构,在高中化学中扮演着重要角色。通过对六方堆积的深入学习,我们可以更好地理解物质的晶体结构和性质。本文将从晶体结构的概念入手,逐步讲解六方堆积的形成、特点以及与其他晶体结构的对比。
晶体结构是指固体中离子、原子或分子有序排列的方式。在晶体结构中,最紧密堆积结构是最简单也是最常见的一种。六方堆积作为最密堆积结构的一种,可以通过两种不同类型的层来进行描述。这两种层分别是ABAB型层和ABCABC型层,具体如下:
1. ABAB型层
在ABAB型层中,凡是位于奇数层的球与其相邻层的球不重叠,而位于偶数层的球则与其相邻层的球也不重叠。这种层的堆积方式让球堆积得更加紧密,减小了各层之间的间隙。六方堆积结构可以看作是ABAB型层堆积而成。
2. ABCABC型层 在ABCABC型层中,每一层都存在着与其相邻层的球不重叠的情况。这种层的堆积方式同样具有紧密性,且相对于ABAB型层,ABCABC型层中的间隙更小。六方堆积结构可以看作是ABCABC型层堆积而成。
六方堆积结构具有以下几个特点:
1. 最紧密堆积
六方堆积是最密堆积结构,每一个球周围都与六个相邻球相接触,最大限度地减小了空隙。
2. 最稳定的晶体结构
六方堆积是最稳定的晶体结构之一,因为通过最大限度地相接触,系统的总能量最低。
3. 单位胞
六方堆积结构的单位胞是一个具有六个原子的棱柱体,对应于元素的密排序列。
4. 堆积方向
六方堆积的堆积方向可以分为垂直于六方堆积层面和沿着六方堆积层面两个方向。在垂直于层面方向上,每两个相邻层之间的距离是相等的。
与六方堆积相对的是立方堆积(Cubic Closest Packed Structure,
CCP),它也是最密堆积结构的一种。相比于六方堆积,立方堆积的顶层和底层相同,层间距更大。六方堆积和立方堆积是晶体结构中最常见的两种堆积方式。
新课程高考化学高中化学重难点复习教案物质结构与性质晶体结构与性质之晶体常识与四种晶体的比较
新课程改革高考化学专题考点复习教案
高中化学 物质结构与性质晶体结构与性质之晶体常识与四种晶体的比较
ZHI SHI SHU LI知识梳理 )
1.晶体
(1)晶体与非晶体的比较
比较 晶体 非晶体
结构特征 结构微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性有序排列 结构微粒(原子、离子或分子)无序排列
性质
特征 自范性 有 无
熔点 固定 不固定
异同表现 各向异性 无各向异性
实例 水、NaCl、Fe 玻璃、石蜡
区别
方法 熔点法 有固定熔点 无固定熔点
X-射线 对固体进行X-射线衍射实验
(2)获得晶体的三种途径。
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。
2.四种晶体的比较
晶体类型 分子晶体 原子晶体 离子晶体 金属晶体
构成粒子 分子 原子 阴阳离子 金属阳离子、
自由电子
粒子间的相互作用力 分子间
作用力 共价键 离子键 金属键 新课程改革高考化学专题考点复习教案
高中化学 硬度 较小 很大 较大
有的很大,
有的很小
溶、
沸点 较低 很高 较高 有的很高、
有的很低
溶解性 相似
相溶 难溶于一般溶剂 大多易溶于水等极性溶剂 难溶于常见溶剂,有的与水反应
导电、传热性 一般不导电,溶于水后有的导电 一般不具有导电性 晶体不导电,水溶液或熔融状态下导电 电和热的良导体
物质类别及实例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼),部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 离子化合物:金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)
3.晶体类型的5种判断方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断。
①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用是离子键。
②原子晶体的构成微粒是原子,微粒间的作用是共价键。
