离子晶体、分子晶体和原子晶体(优秀版)
原子晶体 ppt课件
（4）由物质类别
–以上皆否定，则多数是分子晶体。
强碱、绝大多数盐、部分金属氧化物及过氧化物
---离子晶体
多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸和多数有机物 ---分子晶体
SO2 共价键 分子晶体 SiO2 共价键 原子晶体
CO2 H2O
NaCl HCl
共价键 共价键
离子键 共价键
分子晶体 分子晶体
离子晶体 分子晶体
CCl4 共价键 分子晶体 KCl 离子键 离子晶体
练习7 下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒
间的作用（力），属同种类型的是 ( A D )
（A）碘和干冰的升华
三:原子晶体
原子晶体结构
1、定义:
相邻原子间以共价键相结合而形成空 间网状结构的晶体,叫原子晶体.
(1)构成粒子：
原子
(2)粒子间作用力： 共价键
(3):原子晶体结构上的共同特点： 空间网状结构
原子晶体
金刚石
晶体的硬度
食盐
干冰
金刚石
食盐
石墨
2、物理性质
熔、沸点高，硬度大，难压缩，一 般不导电,难溶于常见溶剂.
离子键---离子晶体 从组共价成键上-判--原断子（晶仅体限于中学范围）：
分子间作用力 ---分子晶–体有无金属离子？(有：离子晶体) （3）由熔沸点高低及导电性：
很高--原子晶体 较高-–-离是子否晶属体于“较四低种-原-分子子晶晶体体（金刚石、金 熔融状态能导电--离子晶刚砂体（SiC）、晶体硅、石英（SiO2） ）”？
练习4
下列物质中熔点最高的是
A. 硫磺 B. 金刚石
C. 冰
D.食盐
练习5
判断熔点的大小, 说出判断依据
原子晶体分子晶体和离子晶体的判断
原子晶体分子晶体和离子晶体的判断原子晶体分子晶体和离子晶体
原子晶体是由原子组成的晶体。
它由沿有序排列且彼此间有固定距离的原子或分子组成，其中可以包括气体，液体或固体的微粒。
由于原子的吸引力，它们形成了一个非常稳定的晶格，具有独特的结构特征。
原子晶体常常表现为固体，例如石墨、金刚石和金红石，都是一种原子晶体。
分子晶体是由更大的分子组成的晶体。
它们由具有高度有序并彼此间有固定距离的原子或分子组成，是一种有形态的物质。
与原子晶体不同，它们以不同形体组合而成，例如，聚苯乙烯就是一种很常见的分子晶体，是由苯乙烯分子以奇数多功能组成而构成的晶体体系。
离子晶体是由带有负号或正号电荷的离子组成的晶体。
它在电场下会受到强烈的离子互斥力的作用，形成一定的有规律的晶体结构，结构较易被打乱，比较容易改变，在物理和化学上常有很大的许多区别。
例如，KCl、NaCl等常见的盐类离子晶体，以及数种酸类复合物的离子晶体。
总而言之，原子晶体由单个原子组成，分子晶体由更大的分子组成，离子晶体由带有负号或正号电荷的离子组成，但均具有有序的晶体结构，是一种稳定、有形态的物质。
离子晶体
①Cs＋的配位数是8 ,构成 立方（正六面）体。Cl－的 配位数也是8。 ②每个Cs＋ 周围最近且等距离的Cs＋有6个(上, 下,左,右,前,后) 构成 正八面 体。
CaF2型晶体结构模型 ①Ca2＋的配位数是8：
Ca2＋ 周围8个F－成立方体；
F－的配位数是4：
①熔点1070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 ②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液导电 ③熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃，能溶于CS2 ④熔点97.81 ℃,质软，导电，密度0.97 g·cm－3 ⑤熔点－218 ℃，难溶于水 ⑥熔点3900 ℃，硬度很大，不导电 ⑦难溶于水，固态时导电，升温时导电能力减弱 ⑧难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电
Na+ClC- l-
NaC+ l-
Cl- NaN+a+NaCC+ll--
ClNa+ Cl-
Cl-
Na+
每个NaCl晶胞,平均占有 Na+ Na+：12×1/4+1=4
Cl-：8×1/8+6×1/2=4
离子化合物的化学式为离子最简个数比
3、常见离子晶体的总结
①Na＋的配位数(等距离的Cl-)是6(上,下,左,右,前, 后)，构成 正八面 体；同样，Cl－的配位数也是6。 ②每个Na＋周围与它最近且等距离的Na＋有12个 （三个平面各4个）。
性 熔、沸点
较高
较低
很高
质 导电性 溶解性
熔融或水溶 液中能导电
一般易溶 于水
不导电，部分 溶于水导电
部分溶 于水
不导电，个 别为半导体
不溶于任 何溶剂
晶体结构(共78张PPT)
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
•
•
•
•
萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
山东大学材料科学基础
钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
离子晶体、分子晶体、金属晶体、原子晶体
即Si原子与O原子的个数比为1∶2。
二、物质熔沸点高低判断的方法
1.原子晶体中原子间键长越短，共价键越稳定，物质熔沸点越高，反熔沸点越高，反之越低。
3.分子晶体中分子间作用力越大，物质熔沸点越高，反之越低。其中组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大。（但这不包括具有氢键的分子晶体其熔沸点出现反常得高的现象，
5.原子晶体的熔点高低与其内部的结构密切相关：对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就高。
二、分子晶体
1.分子晶体定义：分子间通过分子间作用力构成的的晶体称为分子晶体。
（1）构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力
（2）原子首先通过共价键结合成分子，分子作为基本构成微粒，通过分子间作用力结合成分子晶体。
2. 分子晶体的类别：多数非金属单质（除了金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨等），多数非金属氧化物（如干冰、CO、冰等）、非金属气态氢化物（如NH3，CH4等）、稀有气体、许多有机物等。
3.常见的分子晶体的晶体结构
（1）碘晶体的晶胞是长方体，碘分子除了占据长方体的每个顶点外，在每个面上还有一个碘分子。
⑵CsCl型
CsCl型离子晶体中，每个离子被8个带相反电荷的离子包围，阴离子和阳离子的配位数都为8。常见的CsCl型离子晶体有铯的卤化物（氟化物除外）、TlCl的晶体等。
⑶ZnS型
ZnS型离子晶体中，阴离子和阳离子的排列类似NaCl型，但相互穿插的位置不同，使阴、阳离子的配位数不是6，而是4。常见的ZnS型离子晶体有硫化锌、碘化银、氧化铍的晶体等。
（3）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水）中，难溶于非极性溶剂（如汽油、煤油）中。当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。
离子晶体、分子晶体、原子晶体
ClNa+
二、分子晶体
分子间作用力和氢键：(氢键的形成过程）
分子间作用力和氢键对一些物质的熔、沸点的关系
分子晶体：
分子间通过分子间作用力相 结合的晶体，叫做分子晶体。 实例：如干冰 定义：
分子晶体的物理性质：
熔、沸点低，硬度小，在水 形成分子晶体的物质：
中的溶解度存在很大的差异。 H2、Cl2、He 、HCl 、H2O、CO2等
原子晶体的物理性质：
熔沸点很高，硬度很大，难溶于水，一般不导电。
常见的原子晶体：
金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）
Si
o
180º
109º 28´
共价键
109º 28´
共价键
小结
1、离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较： 晶体类型 结 构成晶体粒子 构 性
熔、沸点 导电性 粒子间的相互 作用力
离子晶体
分子晶体
原子晶体
硬 度
质
溶解性
2、化学键和分子间作用力的比较：
化学键 概念 能量 性质影响 分子间作用力
3、影响晶体物理性质的因素：
影
离子晶体 分子晶体 原子晶体
响
因 素
共价键
氢键
氢键的形成过程
返回
温度/℃ H2O 温度/100 ℃ 沸点/℃ 250 75 沸点 250 熔点 CBr 200 沸点 4 × × 50 200 150 I2 CI4 150 25 HF 100 CCl 熔点 × 100 4 × CBr4 I 0 H2Te 50 2 100 150Br 50 SbH3 2 -25 0 2Se 200 300 400 H 500 × NH3 100 H S HI 0 Br 2 2 200 -50 50 250 -50 CCl4 -50 × AsH Cl 3 相对分子质量 SnH4 2 -100 HCl 相对分子质量 -100 -75 HBr CF × Cl 4 2 -150 × PH3 GeH4 -150 × -100 -200 F2 CF 4 SiH 4× -200 -125 F2 -250 -250
离子、分子、原子晶体
离子晶体、分子晶体、原子晶体离子晶体离子晶体是由阴、阳离子组成的，离子间的相互作用是较强烈的离子键。
离子晶体的代表物主要是强碱和多数盐类。
离子晶体的结构特点是：晶格上质点是阳离子和阴离子；晶格上质点间作用力是离子键，它比较牢固；晶体里只有阴、阳离子，离子晶体中可能含有分子如：CuSO4·5H2O就含有分子。
性质特点，一般主要有这几个方面：有较高的熔点和沸点，因为要使晶体熔化就要破坏离子键，离子键作用力较强大，所以要加热到较高温度。
硬而脆。
多数离子晶体易溶于水。
离子晶体在固态时有离子，但不能自由移动，不能导电，溶于水或熔化时离子能自由移动而能导电。
离子晶体的空间结构对称性1) 旋转和对称轴n重轴, 360度旋转, 可以重复n次：2) 反映和对称面晶体中可以找到对称面：3) 反演和对称中心晶体中可以找到对称中心：离子晶体熔沸点高低比较离子所带电荷越高，离子半径越小，则离子键越强，熔沸点越高。
例如：Al2O3 > MgO > NaCl > CsCl.。
原子晶体相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体原子晶体中，组成晶体的微粒是原子，原子间的相互作用是共价键，共价键结合牢固，原子晶体的熔、沸点高，硬度大，不溶于一般的溶剂，多数原子晶体为绝缘体，有些如硅、锗等是优良的半导体材料。
原子晶体中不存在分子，用化学式表示物质的组成，单质的化学式直接用元素符号表示，两种以上元素组成的原子晶体，按各原子数目的最简比写化学式。
常见的原子晶体是周期系第ⅣA族元素的一些单质和某些化合物，例如金刚石、硅晶体、SiO2、SiC等。
（但碳元素的另一单质石墨不是原子晶体，石墨晶体是层状结构，以一个碳原子为中心，通过共价键连接3个碳原子，形成网状六边形，属过渡型晶体。
）对不同的原子晶体，组成晶体的原子半径越小，共价键的键长越短，即共价键越牢固，晶体的熔，沸点越高，例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低。
分子晶体和原子晶体
HXC60P106, P1010都形成分子晶体，只有很少的一部分和______SiO2,碳化硅,第二节分子晶体和原子晶体一、分子晶体（一）、概念：分子间以______________________ （_____________ , ________________ ）相结合的晶体叫分子晶体。
注意：（1）构成分子晶体的粒子是 ______________________ 。
（2 ）在分子晶体中，分子内的原子间以结合，而相邻分子靠或相互吸引。
（3 ）范德华力化学键的作用：（4 ）分子晶体熔化破坏的是O（二）•分子晶体的物理特性：（1）___ 的熔点和沸点，（2） ______________ 的硬度，________ 挥发， _________ 升华（3）—般都是________ 体，固体和熔融状态都__________________ 导电。
（4）分子晶体的溶解性与溶质和溶剂的分子的___________________ 相关一一____________________思考：1、为什么分子晶体熔沸点低、易挥发、易升华、硬度小？原因：分子晶体发生这些变化时_只破坏 __________________________ , ________________ 很弱，克服它时需要的能量小。
所以分子晶体熔沸点低、易挥发、易升华、硬度小。
2、为什么分子晶体在晶体和熔融状态均不导电？它们在晶体和熔融状态均不存在_______________________ 。
部分分子晶体溶于水在水分子作用下发生_____________ 导电，如HCI, H2S04 ;有些溶于水与水反应生成_______________________________ 而导电,晶体硼等。
）（四）分子晶体结构特征1. ______________________________ __ 分子密堆积每个分子周围有______________ 个紧邻的分子，如：C60、干冰、12、02——不具有分子密堆积特征P1,CH4,2,冰中1个水分lmol冰周I韦］有mol氢键。
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3
4
8
8
7
6.02×1023 2
而此小正方体体积为(a×10-8㎝)3
1
2
5
6
，故NiO晶体密度为：
74.7g × 1
6.02×1023 2
(a×10-8㎝)3
=
62. 0 a3
g. ㎝-3
洁心与大熊在进入高中的第一天相识，两人都是大个子，分座位的时候，老师让男女生各排一队，一队一个次第走到座位上，最后一排有六张桌子，洁心谦虚地站到一个比自己矮一点 点的女生前面，与大熊成了同桌
CaO
干冰 分子晶体 分子 范德华力 较 低 较 小 碘
原子晶体 原子
共价键
金刚石 很 高 很大 二氧化硅
• 在氯化钠晶体中，若钠离子与周围最近的氯 离子距离为a，那么每个钠离子周围最近且等 距离的钠离子有 12 个，其距离为 2 a 。
思 考 题
• 中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空
均为分子晶体
（B） 二氧化硅和生石灰的熔化 原子晶体，离子晶体
（C）氯化钠和铁的熔化
离子晶体，金属晶体
（D）水和四氯化碳的蒸发
均为分子晶体
（90年全国高考题，D选项作了更改）
分析：构成物质的微粒间作用（力）相同，其实质 就是物质的晶体类型相同。
练习 碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结 构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三 种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中，它们的熔点从 高到低的顺序是（ ）A
间网状结构的晶体。
如：金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体 的空间网状结构。
键长 ：1.55×10-10m 键角：109°28′
2、性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。
熔点： 3550℃
沸点：4827℃
3、代表晶型：金刚石、晶体硅、二氧化硅
4、原子晶体的构成微粒和作用力：
构成微粒是：原子
作用：共价键
(3)设该化合物的式量为M，密度为ag/cm3，阿伏 加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之 间的最短距离为 。
练习 下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，
晶体类型也相同的是 ( B)
（A）SO2 和 SiO2
（B） CO2 和 H2O
（C）NaCl 和 HCl （D）CCl4 和 KCl （93全国高考题）
有
个氧原子。
（6） 晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正
二十面体的原子晶体。其中含有20个等边三角形和一
定数目的顶角，每个顶角各有一个原子，试观察图形
回答。这个基本结构单元由_____个硼原子组成，共含
有________个B-B键。
2 、下图是超导化合物----钙钛矿晶体中最小重 复单元(晶胞)的结构。请回答： (1)该化合物的化学式为 。 (2)在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且 相等的其他钛离子共有 个。
间 Ni沿2＋伸与得邻到近完的思美O2-晶核考体间题。距N为iOa晶×体10结-8 构㎝与，N计aC算l相Ni同O晶，
体密度（已知NiO摩尔质量为74.7g·mol-1)
解：在该晶体中最小正方体中所含的
Ni2+、O2－个数均为:
4× 1 = 1 （个） 82
1
即晶体中每个小正方体中平均含有 2 个
NiO.其质量为:
（A） ① ③ ②
（B） ② ③ ①
（C） ③ ① ②
（D）② ① ③ (91全国高考)
分析：三种晶体均属原子晶体，其熔点决定于它 们的键长和键能，键长越短，键能越大，其熔点越高。 由于碳原子半径小于硅原子半径，键长是：
C-C 键< Si-C 键 < Si-Si 键
练习 最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空 心的类似足球状结构，分子式为C60。下列说法正确的 是（ B）D
围与它最近且距离相等的Cs+共有
个。
（4）白磷分子中的键角为
，分子的空间结构
为
，每个P原子与 个P原子结合成共价键。
若将1分子白磷中的所有P-P键打开并各插入一个氧原
子，共可结合 个氧原子, 若每个P原子上的孤对电
子再与氧原子配位，就可以得到磷的另一种氧化物
（填分子式）。
（5）二氧化硅是一种
晶体，每个硅原子周围
离子晶体、分子晶体 和原子晶体
第三课时
南康中学 温珍昌
讨论：
CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通 过比较试判断SIO2晶体是否属于分子晶体。
熔点/oC 状态（室温）
CO2 SiO2
-56.2 1723
气态 固态
结论：SiO2不是分子晶体。那它是什么晶体 呢？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原子晶体
1、定义：原子间以共价键相结合而形成的空
（A）C60是一种新型的化合物 是一种单质
（B） C60和石墨都是碳的同素异形体 碳元素组成的两种单质
（C）C60中含离子键
含共价键
（D）C60的分子量为720 12×60 = 720
（92年全国高考题）
本节总结：
晶体类型 微粒 结 合 力 熔沸点 硬度 实 例
离子晶体 离子 离子键
NaCl 较 高 较大
5、原子晶体中不存在分子
如：SiO2中只存在Si原子和O原子，而不 存在SiO2分子，只有化学式。
6、原子晶体的熔沸点也是随作共价键的 增强而增高
金刚石的晶体结构示意图
109º28´
共价键 返回
二氧化硅的晶体结构示意图
Si
o
180º
109º28´
共价键
石墨 —混合型晶体
• 石墨为什么很软？
– 石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易 滑动，所以石墨很软，硬度小。
– 熔沸点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶体； 低：分子晶体)
– 熔融状态的导电性。(导电：离子晶体)
1、按要求回答下列问题
（1）石墨晶体中C-C键的键角为
。其中平均每
个六边形所含的C原子数为
个。
（2）金刚石晶体中含有共价键形成的C原子环，其中
最小的C环上有 个C原子。
（3）CsCl晶体中每个Cs+周围有 个Cl-，每个Cs+周
• 石墨的熔沸点为什很高？
– 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强 的共价键，故熔沸点很高。
╜ 所以，石墨称为混合型晶体。
晶体类型的判断
• 从组成上判断（仅限于中学范围）：
– 有无金属离子？(有：离子晶体) – 是否属于“四种原子晶体”？ – 以上皆否定，则多数是分子晶体。
• 从性质上判断：
SO2 共价键 SiO2 共价键
分子晶体 原子晶体
CO2 共价键 H2O 共价键
分子晶体 分子晶体
NaCl 离子键 HCl 共价键
离子晶体 分子晶体
CCl4 共价键 KCl 离子键
分子晶体 离子晶体
练习 下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间 的作用（力），属同种类型的是 ( A) D
（A）碘和干冰的升华