人教版高中化学选修三 第三章 晶体结构与性质总复习(课件1)

贡献只有一半，故C原子与C—C键数之比为：1:2
3、典型的原子晶体
（1）金刚石
键能：
109º28´ 347.7kj/mol 熔点：
大于35500C
154pm
硬度：很大
金刚石晶胞中含8个碳原子
• [2011高考题节选】
• 六方氮化硼（BN)在高温高压下可以转化为立方 氮化硼（BN) ，其结构与金刚石相似，硬度与金
每个Cl-周围有六个Na+
与Na+最近且等距的Cl- 的连线构成的图形为 正八面体，反之亦然
5、几种离子晶体 (1)NaCl晶体 每个Na+周围最近且等距离的Cl-有 6 个，每个Cl-周 围最近且等距离的Na+有 6 个；在每个Na+周围最近且 等距离的Na+有 12 个，在每个Cl-周围最近等距离的 Cl-有12 个。 Na+和Cl-的配位数分别为 6 、 6 。一 个NaCl晶胞中含 4 个Na+和 4 个Cl-。 NaCl晶体 中 无 NaCl分子，化学式NaCl表示Na+和Cl-的最简个数比。
练习：比较下列晶体熔沸点高低：
(1)NaF KCl NaCl (2)MgO Al2O3
(1)NaF>NaCl>KCl
(2) Al2O3 >MgO
5、晶胞类型： （1）氯化钠型晶胞
Na+Cl-CNl-a+NaCN+laN-+aC+l- Na+
Na+ClC- l-
NaC+ l-
Cl- NaN+a+NaCC+ll--
除金刚石 ,石墨,晶体硅,晶体硼等
（3）部分非金属氧化物
CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10除碳化硅
（4）几乎所有的酸
H2SO4,HNO3,H3PO4
（5）绝大多数有机物晶体 乙醇，冰醋酸，蔗糖
(6)其他的:氯化铝,氯化铍
分子晶体的物理特性：
– 较低的熔点和沸点（为什么？） – 较小的硬度（多数分子晶体在常温时为
C、 ③ ① ②
D、 ② ① ③
3、常见原子晶体
（1）某些非金属单质：硼（B）、硅 （Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等
（2）某些非金属化合物：SiC、BN等
（3）某些氧化物：SiO2、 等
2、原子晶体的物理性质
– 熔点和沸点很高 – 硬度很大 – 一般不导电（硅和锗是半导体） – 且难溶于一些常见的溶剂
(2)体心立方：在立方体顶点的微粒为8 个晶胞共享，处于体心的金属原子全部 属于该晶胞。 微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： 顶 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1
(3)六方晶胞
• 在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在 面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全 属于该晶胞。
格能增大，熔点升高。
– 一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。
– 固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导 电。
晶格能
1、晶格能的定义：气态离子形成1mol离子晶体释放的 能量。
2、影响晶格能大小的因素：
• 阴、阳离子的半径越小，晶格能越大,形成的 离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。
• 阴、阳离子所带电荷越多，晶格能越大,形成 的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越 大。
看到分立的斑点或者普线．
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
3、晶体形成的途径
• 熔融态物质凝固。(注) • 气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。 • 溶质从溶液中析出。
练习:241页深度思考 1
天然水晶球里的玛瑙和水晶
玛瑙
水晶
玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的是玛瑙是熔 融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓 慢冷却形成的。
原子晶体中，成键元素原子 半径越小，共价键键能越大 ，熔点越高。
P243原子晶体熔 沸点高低比较
练习
1、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，
其中C 原子和Si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
）
A、 ① ③ ②
B、 ② ③ ①
①1mol 冰中有 2 mol氢键？
②H2O的熔沸点比H2S高还是低？为
什么？ 氢键
冰晶胞中水分子的空间排列方式与金 刚石晶胞（其 晶胞结构如右图）相 似，其中空心所示原子位于立方体的 顶点
一、原子晶体 概念：相邻原子间以共价键相结合而形成
空间立体网状结构的晶体。 构成粒子：原子
粒子之间的作用：共价键 熔化时需克服的作用：共价键
Na+
ClNa+ Cl-
Cl-
Na+
Cl- Na+ Na+
Cl- NaC-+ l
Na+ ClNa+
NaC+ l-
Cl-
Na+
Cl-
Na+ Cl-
Na+
Cl-
Cl- Na+ Na+
NaC-+ l
ClNa+
ClNa+
可见：在NaCl晶 体中，钠离子、 氯离子按一定的 规律在空间排列 成立方体。
主页
每个Na+周围有六个Cl-
隙；一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面
“并置”指所有晶胞都是平行排列的，
取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动
“完全等同”指所有晶胞的形状、
内部的原子种类、个数及几何排列完全 相同
平行六 面体
无隙并置
4.晶胞中原子个数的计算
均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是 被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个 原子分得的份额就是1/x
Zn
Na
I2
金刚石
8.NiO晶体结构如图，Ni2＋与邻近的O2-核间距 为a×10-8 ㎝，计算NiO晶体密度（已知NiO摩 尔质量为74.7g·mol-1)
练习:241页第三题3
分子晶体
碘晶体结构
• 1.定义：只含分子的晶体称为分子晶体 如碘晶体只含I2分子，属于分子晶体。
构成粒子：分子
构成晶体中粒子间的相互作用：分子间作用力 (范德华力和氢键)
• 微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推 知：甲晶体中A与B的离子个数比 为 1∶1 ；乙晶体的化学式为 C2D ；
丙晶体的化学式为__E_F___；丁晶体的化 学式为__X_Y_3Z__。
2、下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、 金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均 含有几个原子?
分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用 力,不破坏化学键,也有例外,如S8
注：分子内原子间以共价键结合，除稀有气体
因为 稀有气体分子为单原子分子，无共价键。
2、属于分子晶体的化合物类别举例
（1）所有非金属氢化物 H2O,H2S,NH3,CH4,HX
（2）部分非金属单质
X2,O2,H2, S8,P4, C60
干冰的晶体结构图
分子的密堆积
晶体中与某一CO2分子 等距离且最近的CO2分 子有 12 个
分子的非密堆积
冰中１个水分子周围有４个水分子
氢键具有饱和性
冰的结构
4、水分子间存在着氢键的作用，使 水分子彼此结合而成（H2O）n。在 冰中每个水分子被4个水分子包围形 成变形的正四面体，通过“氢键”相 互连接成庞大的分子晶体，其结构如 图：试分析：
晶体分子结构特征
（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密 堆积（若以一个分子为中心,其该分子周围有12 个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2）
（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（如： HF 、冰、NH3 ）
分子的密堆积
氧（O2）的晶体结构
碳60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
。
②最小的环是由个6 Si原子和6 个O原子组成 的12元环,含有12个Si-O键；每个Si原子被12 个十二元环共有，每个O原子被6个十二元环 共有,每个十二元环所拥有的Si原子数为 6×1/12=1/2，拥有的O原子数为6×1/6=1拥 有的Si-O键数为12×1/6=2，则Si原子数与O 原子数之比为1：2 ,
和四个相邻的碳原子形成的空间构型为正四面体
夹角为 109。28，
所以在金刚石中
碳原子的杂化方式为sp3 金刚石晶体中所有的C—
C键长 相等
• 晶体中最小的碳环由6 个碳组成，且不在同一平面内,；
晶体中每个C原子被 12 个六元环所共有,每个环平均拥 有： 1 个C－C键， 1/2个C原子。
• 晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键中的
气态或液态）
– 一般都是绝缘体，固态或熔融状态也不 导电,部分溶于水后导电(举例)。
– 溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关 ——相似相溶(讲)。
➢原因：分子间作用力很弱
分子晶体熔沸点变化规律
• P243-244页
注:①分子间作用力越大,熔沸点越高(相对 分子质量,分子极性,氢键)
② 分子晶体熔化时一般只破坏分子间 作用力,不破坏化学键,也有例外,如S8
同类习题重现
在氯化钠晶胞中，若Na+和Cl-间 的最近距离为0.5ax10-10m，
则晶体的密度多少g/cm3？
CsCl的晶体结构及晶胞构示 意图
---Cs+ ---Cl-
(2)CsCl晶体 每个Cs+周围最近且等距离的Cl-有 8个，每个Cl-周 围最近且等距离的Cs+有 8 个；在每个Cs+周围最近且 等距离的Cs+有 6 个，在每个Cl-周围最近等距离的 Cl-有 6 个。一个CsCl晶胞中含 1 个Cs+和 1个Cl-。 Cs+和Cl-的配位数分别为 8 、 8 。