高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质3.1认识晶体课件鲁科版选修3
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高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第1节晶体结构的最小重复单元——晶胞课件鲁科版
1 1 解析 晶胞中含有O：6× ＝3个，含Co：8× ＝1个，含Ti：1个，故化学 8 2 式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周围距离最近的O原子位于6个面
的中心，所以周围距离最近的 O 原子数目为 6 个； Co 原子位于晶胞的顶点， O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12个。
解析答案
解题反思
记住常见晶胞的结构模型。
二、晶胞中微粒数目的计算——切割法
1 切割法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的 属于这个晶胞。 n (1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算。
1 1 如图所示，六方晶胞中所含微粒数目为12× ＋3＋2×。 ＝6 6 2
解析 1 mol 晶体的质量等于(a＋b＋3c) g,1 mol 晶体的体积为 d ×10
3
－21
a＋b＋3cg m ×6.02×10 cm ，则其密度为 ρ＝ ＝ V 6.02×1023×d3×10－21cm3
23 3
a＋b＋3c －3 ＝ g· cm 。 3 602d
解析答案
解题反思
立方晶胞中各物理量的关系 a：表示晶胞棱长 a3×ρ×NA＝n×M ρ：表示晶胞密度 NA：表示1 mol晶胞中晶体的物质的数量 M：表示晶体的相对分子质量
变式训练3
如图为NaCl晶体的1个晶胞，测知氯化钠晶体中相邻的Na＋与Cl－ )
的距离为a cm，晶体密度为d g· cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为(
0.585 －1 A. 3 mol 4a d
58.5 －1 B. 3 mol 8a d
58.5 －1 C. 3 mol 2a d
117 －1 D. 3 mol ad
高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质3.2金属晶体与
离子晶体
Cl Cl + + + Na Na Cl- Na Cl + Cl + Na Cl-
Na+ + Cl Na
Na+
Cl-
Na+
Cl Na+ Cl-
Na+ Na
-Cl Cl +NaLeabharlann NaCl +
Na+
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。
离子晶体
3、结构特征：
（1）离子键没有饱和性和方向性，在晶体中阴阳离子
第二层的离子
NaCl晶体中的结构微粒： （Cl－） （Na+）
NaCl晶体的结构示意图
I.哪个是NaCl晶胞？
为什么大的是晶胞呢？
不能重合！
能重合！
I I.确定氯化钠的化学式：
①Na+和Cl-的位置：
氯化钠晶胞结构图
氯化钠晶胞中的氯骨架
思考：一个氯化钠晶胞中氯离子的位置
面心 顶点
氯化钠中晶胞中的钠骨架
氯化钠的晶胞结构图
9 5
10
一再思考
6
2 1
11
a 4 7
12 ---Cl-- Na+
?
a
3
与一个氯离子 相邻最近且距 离相等的氯离 子有多少个？ a 12 个 距离是多少？ (图示距离为a)
8
2
a
离子晶体
5、离子晶体的空间结构 【探究二】氯化铯的晶体结构
I . CsCl晶胞的确定 I I.氯化铯晶体化学式的确定 I I I .氯化铯晶体中， Cs+ 与Cl-的具体关系
2020-2021学年新教材化学鲁科版选择性必修第二册课件：第3章+第1节+认识晶体(课件)
(4)处于晶胞内部的微粒,则_完__全__属于该晶胞。 如图所示,铜晶胞中含有的铜原子数为_8_×___18__+_6_×___12__=_4_。
课堂合作探究
探究任务一 晶体与非晶体 【图片情境】 如图是某些固体的微观结构示意图,观察图片,下列固体在外形上有什么区别?
【问题探究】 1.区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是什么?试根据示意图判断固体Ⅰ、 Ⅱ的类型。
1
是__n__。
2.平行六面体形(正方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算 (1)处于顶点上的微粒,同时为_8_个晶胞所共有,每个微粒有__18__属于该晶胞。 (2)处于棱边上的微粒,同时为_4_个晶胞所共有,每个微粒有__14__属于该晶胞。 (3)处于面心上的微粒,同时为_2_个晶胞所共有,每个微粒有__12__属于该晶胞。
A.题干中所举出的6种钾石墨属于同素异形体
B.若某种钾石墨的原子分布如图一所示,则它所表示的是C24K C.若某种钾石墨的原子分布如图二所示,则它所表示的是C12K D.另有一种灰色的钾石墨C32K,其中K的分布也类似图二中的中心六边形,则最 近两个K原子之间的距离为石墨键长的4 3 倍
n
(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算:
(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算:
如图所示,六方晶胞中所含微粒数目为12× 1 +3+2× 1 =6。
6
2
【特别提醒】 非长方体和六方晶胞中粒子数目计算时视具体情况而定,如石 墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,每个碳原子被三个六边形共用,每个碳原 子对六边形的贡献为1/3。
【解析】(1)晶胞中灰球代表的微粒4个,白球代表的微粒6× +1 8× =14个,所
课堂合作探究
探究任务一 晶体与非晶体 【图片情境】 如图是某些固体的微观结构示意图,观察图片,下列固体在外形上有什么区别?
【问题探究】 1.区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是什么?试根据示意图判断固体Ⅰ、 Ⅱ的类型。
1
是__n__。
2.平行六面体形(正方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算 (1)处于顶点上的微粒,同时为_8_个晶胞所共有,每个微粒有__18__属于该晶胞。 (2)处于棱边上的微粒,同时为_4_个晶胞所共有,每个微粒有__14__属于该晶胞。 (3)处于面心上的微粒,同时为_2_个晶胞所共有,每个微粒有__12__属于该晶胞。
A.题干中所举出的6种钾石墨属于同素异形体
B.若某种钾石墨的原子分布如图一所示,则它所表示的是C24K C.若某种钾石墨的原子分布如图二所示,则它所表示的是C12K D.另有一种灰色的钾石墨C32K,其中K的分布也类似图二中的中心六边形,则最 近两个K原子之间的距离为石墨键长的4 3 倍
n
(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算:
(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算:
如图所示,六方晶胞中所含微粒数目为12× 1 +3+2× 1 =6。
6
2
【特别提醒】 非长方体和六方晶胞中粒子数目计算时视具体情况而定,如石 墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,每个碳原子被三个六边形共用,每个碳原 子对六边形的贡献为1/3。
【解析】(1)晶胞中灰球代表的微粒4个,白球代表的微粒6× +1 8× =14个,所
2020_2021学年新教材高中化学第3章不同聚集状态的物质与性质1认识晶体课件鲁科版选择性必修
复习课件
2020_2021学年新教材高中化学第3章不同聚集状态的物质与性质1认识晶体课件鲁科版选择性必修
1
第3章 不同聚集状态的物质与性质 第1节 认 识 晶 体
必备知识·素养奠基
一、晶体的特性 1.晶体与非晶体的概念
固体类型 内部微粒
晶体 非晶体
原子、离子 或分子
排列方式 微粒在空间按一定规律做 _周__期__性__重__复__排__列__ 微粒排列呈现_杂__乱__无__章__的分布状态
4
心)=4(个);Cl-在晶胞中的数目为8×
1
(顶
8
点)+6× 1 (面心)=4(个)。
因此,在Na2 Cl晶胞中,Na+个数与Cl-个数比为1∶1,故NaCl晶体的化学式为NaCl。
2.非长方体晶胞中粒子数的计算
若结构单元不是平行六面体形,则粒子对结构单元的贡献视情况而定,与平行六面
体形晶胞不同的是计算顶点以及侧棱上的微粒情况。以如图
最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。该新型超导晶 体的一个晶胞如图所示据此回答:
(1)该晶体中镁原子主要位于什么位置?
提示:该晶体中镁原子主要位于平行六面体的顶点上。
(2)根据“切割法”计算该晶体的化学式。
提示:MgCNi3。Mg处于晶胞的顶点上,故有8×18 =1个;Ni处于晶胞的面心,故有
N A a3
【规律方法】(1)解答晶体结构计算,关键是对晶体进行晶胞组成和空间关系两
种分析。计算方法为:以一个晶胞为研究对象,根据m=ρ·V,其一般的计算规律
和公式可表示为 M ×n=ρ×a3,其中M为晶体的摩尔质量,n为晶胞所占有的粒子
NA
数,NA为阿伏加德罗常数,ρ为晶体密度,a为晶胞参数。
2020_2021学年新教材高中化学第3章不同聚集状态的物质与性质1认识晶体课件鲁科版选择性必修
1
第3章 不同聚集状态的物质与性质 第1节 认 识 晶 体
必备知识·素养奠基
一、晶体的特性 1.晶体与非晶体的概念
固体类型 内部微粒
晶体 非晶体
原子、离子 或分子
排列方式 微粒在空间按一定规律做 _周__期__性__重__复__排__列__ 微粒排列呈现_杂__乱__无__章__的分布状态
4
心)=4(个);Cl-在晶胞中的数目为8×
1
(顶
8
点)+6× 1 (面心)=4(个)。
因此,在Na2 Cl晶胞中,Na+个数与Cl-个数比为1∶1,故NaCl晶体的化学式为NaCl。
2.非长方体晶胞中粒子数的计算
若结构单元不是平行六面体形,则粒子对结构单元的贡献视情况而定,与平行六面
体形晶胞不同的是计算顶点以及侧棱上的微粒情况。以如图
最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。该新型超导晶 体的一个晶胞如图所示据此回答:
(1)该晶体中镁原子主要位于什么位置?
提示:该晶体中镁原子主要位于平行六面体的顶点上。
(2)根据“切割法”计算该晶体的化学式。
提示:MgCNi3。Mg处于晶胞的顶点上,故有8×18 =1个;Ni处于晶胞的面心,故有
N A a3
【规律方法】(1)解答晶体结构计算,关键是对晶体进行晶胞组成和空间关系两
种分析。计算方法为:以一个晶胞为研究对象,根据m=ρ·V,其一般的计算规律
和公式可表示为 M ×n=ρ×a3,其中M为晶体的摩尔质量,n为晶胞所占有的粒子
NA
数,NA为阿伏加德罗常数,ρ为晶体密度,a为晶胞参数。
2021学年高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第2节金属晶体与离子晶体课件鲁科版选修3
概念 成键微粒 微粒间作用力 物理性质
金属原子 通过金属键形成的晶体 金属阳离子 和自由电子 _金__属__键__
有良好的导电性、导热性和延展性
答案
2.常见金属晶体的构造型式 每个晶胞所
堆积模型 常见金属晶体 晶胞结构示意图 配位数 含原子数
简单立方 堆积
Po(钋)
_6_
_1_
体心立方 密堆积A2
解析答案
三、常见的金属晶体与离子晶体的构造 1.常见金属晶体的构造
堆积模型
简单立方 体心立方密堆 面心立方最密 六方最密堆
堆积
积A2
堆积A1
积A3
晶胞结构
配位数 常见金属 空间利用率
6
8
12
12
PO
Na K Fe
Cu Ag Au Mg Zn Ti
简单立方型＜体心立方型＜面心立方型＝六方型
2.常见的离子晶体 晶体类型
Cl－ _1_
符合类 Li、Na、K、Rb的卤 型 化物、AgF、MgO等 CsBr、CsI、NH4Cl等
Zn2＋ _4_ S2－ _4_
BaO、BeS等
答案
3.晶格能
概念
将1 mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化 而远离所吸收的 能量
意义
衡量离子键的强弱。晶格能越大，表示离子键越 强 ，离子 晶体越稳定
解析答案
解题反思
离子晶体的判断方法 (1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。 (2)依据物质类别判断。活泼金属氧化物，强碱和绝大多数盐类是离子晶体。 (3)依据导电性判断。离子晶体溶于水和熔融状态下均导电。 (4)依据熔、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高，多数能溶于水， 难溶于有机溶剂。
物 硬度
金属原子 通过金属键形成的晶体 金属阳离子 和自由电子 _金__属__键__
有良好的导电性、导热性和延展性
答案
2.常见金属晶体的构造型式 每个晶胞所
堆积模型 常见金属晶体 晶胞结构示意图 配位数 含原子数
简单立方 堆积
Po(钋)
_6_
_1_
体心立方 密堆积A2
解析答案
三、常见的金属晶体与离子晶体的构造 1.常见金属晶体的构造
堆积模型
简单立方 体心立方密堆 面心立方最密 六方最密堆
堆积
积A2
堆积A1
积A3
晶胞结构
配位数 常见金属 空间利用率
6
8
12
12
PO
Na K Fe
Cu Ag Au Mg Zn Ti
简单立方型＜体心立方型＜面心立方型＝六方型
2.常见的离子晶体 晶体类型
Cl－ _1_
符合类 Li、Na、K、Rb的卤 型 化物、AgF、MgO等 CsBr、CsI、NH4Cl等
Zn2＋ _4_ S2－ _4_
BaO、BeS等
答案
3.晶格能
概念
将1 mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化 而远离所吸收的 能量
意义
衡量离子键的强弱。晶格能越大，表示离子键越 强 ，离子 晶体越稳定
解析答案
解题反思
离子晶体的判断方法 (1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。 (2)依据物质类别判断。活泼金属氧化物，强碱和绝大多数盐类是离子晶体。 (3)依据导电性判断。离子晶体溶于水和熔融状态下均导电。 (4)依据熔、沸点和溶解性判断。离子晶体熔、沸点较高，多数能溶于水， 难溶于有机溶剂。
物 硬度
高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质3.3原子晶体与分子晶体第2课时课件鲁科版选修3
4. 哪些晶体属于分子晶体
较典型的分子晶体有： (1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲
烷，等等； (2) 部 分 非 金 属 单 质 ， 如 卤 素 (X2)( 如 图 3-9 的 碘 ) 、 氧
(O2)( 如 图 3-10) 、 硫 (S8) 、 氮 (N2) 、 白 磷 (P4) 、 碳 60(C60)(如图3-10)，等等； (3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2，等等 (4)几乎所有的酸(而碱和盐则是离子晶体，详见第4节) （5）绝大多数有机物的晶体。
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
[思考] 为何冰的密度小于水的密度？为何水在4℃以下，热 缩冷胀，在4℃以上热胀冷缩？
3. 分子晶体的特性
• 分子晶体有低熔点 • 升华的特性 • 硬度很小。 • 表3-2某些分子晶体的熔点
2．下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是 () A．HF＞HCl，HCl＜HBr B．CF4＜CCl4＜CBr4 C．I2＞SiO2 D．H2O＞H2S，SO2＜SeO2 解 析 ： 选 C 。 HCl 、 HBr ； CF4 、 CCl4 、 CBr4 ； SO2、SeO2均为组成和结构相似的分子，相对分 子质量越大，熔点越高。HF，H2O分子中均存 在氢键，所以熔点出现“反常”现象。
物理性质
(1)分子晶体由于以比较弱的分子间作用力相结 合，因此一般熔点较__低_______，硬度较__小____。 (质2来)对说组，成随和着结相构对__相分__似子__质，量晶的体增中大又，不分含子氢间键作的用物
力 H常C_见_l___<_增__物__H强，质B熔r_、_<_沸_H点I。______升_。高如熔点：
开拓思考 仔细观察下边的示意图后，回答下列问题：
高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质3.3原子晶体与分子晶体第2课时课件鲁科版选修3
1．下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是
()
A．非金属单质
B．非金属氧化物
C．含氧酸
D．金属氧化物
解析：选C。要注意考虑一般规律与特例，非
金属单质中金刚石、晶体硅、硼均为原子晶体，
非金属氧化物中的二氧化硅为原子晶体，活泼
金属氧化物为离子晶体，只有含氧酸为分子晶
体。
2.冰晶体的结构与性质 氢键具有方向性
同时，大家要开动脑筋，思考老师是怎样提出问题、分析问题、解决问题的，要边听边想。为讲明一个定理，推出一个公式，老师讲解顺序是怎样的， 为什么这么安排？两个例题之间又有什么相同点和不同之处？特别要从中学习理科思维的方法，如观察、比较、分析、综合、归纳、演绎等。 • 作为实验科学的物理、化学和生物，就要特别重视实验和观察，并在获得感性知识的基础上，进一步通过思考来掌握科学的概念和规律，等等。 • 二、听文科课要注重在理解中记忆 • 文科多以记忆为主，比如政治，要注意哪些是观点，哪些是事例，哪些是用观点解释社会现象。听历史课时，首先要弄清楚本节教材的主要观点，然 后，弄清教材为了说明这一观点引用了哪些史实，这些史料涉及的时间、地点、人物、事件。最后，也是关键的一环，看你是否真正弄懂观点与史料间 的关系。最好还能进一步思索：这些史料能不能充分说明观点？是否还可以补充新的史料？有无相反的史料证明原观点不正确。 • 三、听英语课要注重实践 • 英语课老师往往讲得不太多，在大部分的时间里，进行的师生之间、学生之间的大量语言实践练习。因此，要上好英语课，就应积极参加语言实践活 动，珍惜课堂上的每一个练习机会。
几 ___乎__所__有、的__酸__，___部__分_以非及金大属多单数质_、__非__金__属___的___形_氢__成 的化晶物体大都属于分二子氧晶化体碳。
高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第3节原子晶体与分子晶体课件
(1)金刚石
4 个碳原子以共价键 在晶体中，碳原子以 sp3 杂化轨道与周围___
相结合，C—C 键间的夹角为 109.5° 。 (2)二氧化硅
4 个氧原子 每个硅原子周围结合__ 硅、氧原子个数比为 1∶2 。 2 个硅原子 每个氧原子周围结合__
5．原子晶体的物理性质 根据下表中有关数据分析，并填写表下面的空白。
原子晶体
1．概念 相邻原子间以 共价键 结合而形成的具有空间 立体网状 结 构的晶体。
2．结构
3．结构特点 (1)由于共价键的 饱和 性和 方向 性，使每个中心原子周 围排列的原子数目是 固定 的。 (2)由于所有原子间均以 共价键 相结合， 所以晶体中不存 在单个 分子 。
4．典型的原子晶体
[特别提醒] (1)1 个 C 原子形成 4 个 C—C 键，每个 C—C 键被两个 C 1 原子共用， 故每个 C 原子占用 C—C 键数目为 4× ＝2， 即 1 mol 2 金刚石含有 2 mol C—C 键。 (2)金刚石晶体中最小环上有 6 个碳原子，SiO2 晶体中最小 环上有 12 个原子(6 个 O 原子和 6 个 Si 原子)。
3．典型的分子晶体
单质碘 晶胞或结构 模型 微粒间作 用力
干冰
冰
_________ 范德华力
__________ 范德华力
________和____ 范德华力 氢键
晶胞微粒数
配位数
___ 4
—
____ 4
____ 12
—
4 ____
4．分子晶体的物理性质 (1)分子晶体由于以比较弱的 分子间作用力 相结合， 因此一般 熔点 较低 ，硬度 较小 。 (2)对组成和结构 相似 ，晶体中又不含氢键的分子晶体来说， 随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔、沸点 升高。 [特别提醒]
高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质3.2金属晶体与离子晶体第2课时离子晶体课件1鲁科版选修3
CsCl r+/r- =0.933
C.N.= 8
结 论 影响离子晶体配位数的因素
晶体中正负离子的的半径比(r+/r-)是决定离 子晶体结构的重要因素,简称几何因素。
半径比 （r+/r_）
0.2～0.4
0.4～0.7
0.7～1.0
〉1.0
配位数
4
6
8
12
代表物
ZnS
NaCl
CsCl
CsF
总结：AB型离子晶体中，正、负离子的半径 比越大，离子的配位数越大。
举例验 ZnS证型晶胞
1°一个ZnS晶胞中含：
4 个Zn2+和 4 个S2-
2° Zn2+离子的配位数： 4 S2-离子的配位数： 4
4
科学探 究
NaCl、 CsCl阴阳离子配位数的比值都是
1:1关系,原因是什么呢?是否所有的离子晶体的
阴阳离子配位数的比值都是1:1关系呢?
请阅读教材,讨论总结影响离子晶体中离子配
I I I.氯化钠晶体中，Na+与Cl-的具体关系
正八面体
---Cl- --- Na+
小结
1、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分
析其构成。每个晶胞中有 4 有 4 个Cl-
Na+，
2、每个Na+同时吸引 6 个 Cl-，每个 Cl-同时吸引 6 个Na+，而6个Na+相连形 成为 正八面体 。
氯化钠的晶胞结构图
第二层的离子
NaCl晶体中的结构微粒： （Cl－） （Na+）
NaCl晶体的结构示意图
I.哪个是NaCl晶胞？
为什么大的是晶胞呢？
不能重合！
高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质 第3节 原子
第三节原子晶体与分子晶体一、大自然赐予人类的礼物金刚石是一种矿物，早在公元前1000年，人们就发现并知道金刚石很硬,“金刚石”的英文名diamond,源于阿拉伯字“almas”(“最坚硬的”)。
长期以来，她无论是在科学家还是在普通老百姓心目中都占据着重要地位。
一直以来，人们都热衷于收藏各式各样的钻石（加工过的金刚石），因为精美华丽的钻石不仅是富贵的象征，更是权利和地位的象征，所以，钻石的价值早已超出了它的实际价格。
科学研究揭示，由碳元素组成的金刚石，竟与自然界最软的物质石墨同宗同祖，只是结构即晶体内原子排列不同。
30亿年前，在地壳下面150千米或更深的地幔中,处在高温高压岩浆中的碳，被锤炼成一种特殊结构的、呈八面体等外形的晶体。
火山爆发时，它们夹在岩浆中，上升到接近地表时冷却，形成含有少量钻石的原生矿床——金伯利岩。
自然界中天然钻石少之又少，大颗粒钻石更是凤毛麟角。
一般说来,人们从1吨金刚石砂矿中，只能得到0.5克拉钻石,所以它们远不能满足人们日益增长的需求。
二、金刚石人工合成的艰辛而漫长里由于金刚石具有上述优异性能和用途，加之在自然界中储量极少,开采极为困难,从古到今,金刚石一直被称为“贵族材料”。
人们很早就尝试以人工合成来补充天然储量的不足。
（一）高温高压法合成金刚石1796年，S.Tennant将金刚石燃烧成CO2，证明金刚石是由碳组成的。
后来又知道天然金刚石是碳在深层地幔经高温高压转变而来的，因此人们一直想通过碳的另一同素异形体石墨来合成金刚石。
从热力学角度看，在室温常压下,石墨是碳的稳定相,金刚石是碳的不稳定相；而且金刚石与石墨之间存在着巨大的能量势垒。
要将石墨转化为金刚石，必须克服这个能量势垒。
根据热力学数据以及天然金刚石存在的事实，人们开始模仿大自然的高温高压条件将石墨转化为金刚石的研究，即所谓的高温高压(HPHT)技术。
早期合成金刚石的想法始于1832年法国的Cagniard及后来英国的Hanney和Henry Moisson。