晶体结构与性质知识点
人教高中化学选修3第三章晶体结构与性质知识点填空

人教高中化学选修3第三章晶体结构与性质知识点填空晶体是指具有一定空间有序性的固体物质,是由经过长程有序排列的原子、离子或分子组成的。
晶体结构与性质是化学选修3第三章的内容,下面将对该章的主要知识点进行填空。
1.晶体的结构主要包括(1)晶格、(2)晶胞、(3)晶体结构。
(1)晶格是指由无限多几何平面上的点构成的集合,三维空间中的晶格是无穷多平行平面上点的无限点阵。
晶格可以分为能量、距离和方向三种类型。
(2)晶胞是晶格的最小单元,具有对称性。
晶胞由晶体中的原子、离子或分子排列成一定的几何形状,一般为立方体、四方体或其他形状。
(3)晶体结构是指晶体中原子、离子或分子组成的排列方式。
晶体结构可以分为离子晶体结构、原子晶体结构和分子晶体结构三类。
2.离子晶体结构是指晶体由离子形成的结构。
离子晶体的特点是离子之间的相互作用力强,有规则的排列方式。
离子晶体可以根据离子的大小和电荷进行分类,常见的有(1)正离子负离子型离子晶体、(2)阳离子阴离子型离子晶体、(3)阳离子周期表电子构型型离子晶体、(4)绝对化合物型离子晶体和(5)复式离子型离子晶体。
3.原子晶体结构是指晶体由原子形成的结构。
原子晶体的特点是原子之间的相互作用力弱,有规则的排列方式。
原子晶体可以根据原子的配位数和密堆度进行分类,常见的有(1)体心立方晶格、(2)面心立方晶格、(3)密堆充分立方晶格和(4)六方密堆晶格。
4.分子晶体结构是指晶体由分子形成的结构。
分子晶体的特点是分子之间通过分子间力进行相互作用,有较弱的相互作用力。
分子晶体可以根据分子的形状和相互作用类型进行分类,常见的有(1)极性分子晶体、(2)非极性分子晶体、(3)氢键分子晶体和(4)范德华力分子晶体。
5.晶体的性质与其结构密切相关。
根据晶体的导电性可将晶体分为导体、绝缘体和半导体三类。
导体的晶体具有较好的导电性,绝缘体的晶体导电性极差,而半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。
晶体的导电性主要与其组成离子、原子或分子的性质以及晶体的结构有关。
【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。
化学晶体知识点梳理总结

化学晶体知识点梳理总结一、晶体概述晶体是由一定规则排列的离散的微观结构单元组成的固体材料,它们在三维空间内展现出一种规则的周期性结构。
晶体是固体材料中最有序的形式,其结构是由原子、分子或离子组成的。
晶体结构的研究对于理解物质的性质和特性具有重要意义,因此对晶体结构的研究一直是化学和材料科学中的一个重要方向。
二、晶体的结构晶体的结构是由晶格和晶体的结构单元组成的。
晶格是晶体中微观结构单元的排列方式,它具有一定的平移对称性。
结构单元是晶体的最小重复单元,可以是原子、分子或者离子。
1. 晶格晶格是晶体结构的基本特征之一,它是一种几何形状的最小占据空间,可以用点、直线、面或体积等方式来描述。
晶格的类型包括立方晶系、四方晶系、六方晶系、正交晶系、单斜晶系和三角晶系。
晶器又分为布拉维晶格和晶胞。
布拉维晶格是由空间中任意一点(点阵)组成的无限的那种观念上的晶格,它所包含的晶胞是实际的。
2. 结构单元晶体的结构单元是晶体结构的最小重复单位,也是晶体的最小占据空间。
结构单元可以是原子、离子或分子等,它们按照一定的规则排列在晶格上。
晶体的性质和特性取决于晶体的结构单元以及它们之间的排列方式。
三、晶体的生长晶体是由无定形物质通过结晶过程形成的。
在结晶过程中,无定形物质会通过各种物理化学过程逐渐排列成有序的结构。
晶体生长的过程涉及溶液中的物质迁移、核心的形成和生长以及晶体的定向生长等过程。
晶体生长的过程对晶体的质量和性能具有重要的影响,因此晶体生长的研究对于晶体材料的制备和应用具有重要意义。
晶体生长的过程中涉及的物理化学原理包括溶解度、过饱和度、核形成、晶体的成核过程、晶体的生长方式、晶体生长的动力学过程等。
四、晶体的性质晶体的结构决定了它的性质。
晶体的性质包括晶体的形貌、晶体的物理性质、晶体的化学性质和晶体的热性质等。
1. 晶体的形貌晶体的形貌是晶体表面的形态和外形特征。
晶体的形貌对于晶体的识别和分类具有重要意义。
晶体的形貌受到晶体的结构和生长条件的影响,不同的结构和生长条件会导致不同的晶体形貌。
高考化学晶体结构:晶体类型与性质比较

高考化学晶体结构:晶体类型与性质比较在高考化学中,晶体结构是一个重要的知识点,其中晶体类型与性质的比较更是常考的内容。
理解和掌握不同晶体类型的特点及其性质差异,对于我们解决相关问题、提高化学成绩具有关键作用。
晶体,是由原子、离子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
根据构成晶体的粒子种类以及粒子间相互作用力的不同,晶体可以分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体这四大类型。
首先来看看离子晶体。
离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。
常见的离子晶体有氯化钠、氯化铯等。
离子晶体具有较高的熔点和沸点,因为离子键是一种较强的化学键,要破坏离子键需要消耗大量的能量。
例如氯化钠,在通常情况下是固体,需要加热到 801℃才会熔化。
而且离子晶体在熔融状态或水溶液中能够导电,这是因为离子可以自由移动。
但在固态时,由于离子被束缚在晶格中,不能自由移动,所以不能导电。
接下来是分子晶体。
分子晶体是由分子通过分子间作用力(范德华力或氢键)结合而成的晶体。
像干冰(固态二氧化碳)、冰等都是典型的分子晶体。
分子晶体的熔点和沸点通常较低,因为分子间作用力相对较弱。
例如干冰,在常温常压下就会直接升华变成气体。
分子晶体一般不导电,除非其溶于水后形成了能够自由移动的离子。
再说说原子晶体。
原子晶体是由原子通过共价键结合而成的空间网状结构的晶体。
金刚石、晶体硅、二氧化硅等是常见的原子晶体。
原子晶体具有很高的熔点和沸点,硬度大。
这是因为共价键的强度很大,要破坏共价键需要很高的能量。
比如金刚石,是自然界中最硬的物质之一,其熔点高达 3550℃。
最后是金属晶体。
金属晶体是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成的晶体。
大多数金属单质都属于金属晶体,如铁、铜、铝等。
金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。
这是因为自由电子能够在金属阳离子之间自由移动。
金属晶体的熔点和沸点差异较大,这取决于金属键的强弱。
在性质方面,除了熔点、沸点和导电性有所不同外,晶体的硬度和溶解性也各有特点。
晶体相关知识点总结

晶体相关知识点总结一、基本概念1. 晶体的定义晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而形成的固体结构。
晶体具有高度有序性,具有一定的周期性和对称性。
晶体是凝聚态物质的一种主要形式,占据了固态物质的绝大部分。
2. 晶体的种类根据晶体结构的不同,晶体可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等几种基本类型。
不同类型的晶体具有不同的物理性质和化学性质。
3. 晶体的分类根据晶体的外部形态,晶体可以分为单斜晶、正交晶、菱形晶、六方晶、四方晶、立方晶等几种基本类型。
不同类型的晶体具有不同的外部形态和对称性。
二、晶体结构1. 晶体的晶体结构晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式和规律。
晶体结构可以分为周期性结构和非周期性结构两种形式。
周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列具有一定的周期性,具有明显的晶格和对称性。
非周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列没有明显的周期性,没有规则的晶格和对称性。
2. 晶体的晶格晶体的晶格是指晶体中原子、离子或分子所构成的三维空间排列的规则结构。
晶格可以分为周期性晶格和非周期性晶格两种类型。
周期性晶格是指晶格具有明显的周期性,有规则的排列和对称性。
非周期性晶格是指晶格没有明显的周期性,没有规则的排列和对称性。
3. 晶体的晶胞晶胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位。
晶胞可以分为原胞和扩展晶胞两种类型。
原胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位,包含了一个或多个原子、离子或分子。
扩展晶胞是指原胞在晶体结构中的重复排列,是构成晶体的基本单位。
三、晶体的生长1. 晶体生长的基本过程晶体生长是指在溶液、熔体或气相中,原子、离子或分子从溶液中萃取并在已生成的晶体上沉积,形成新晶体的过程。
晶体生长的基本过程包括成核、生长和成形几个阶段,成核是指溶液中原子、离子或分子聚集形成晶体的核心;生长是指晶体核心上原子、离子或分子的进一步沉积和排列生长;成形是指晶体的表面形态和结晶过程。
高中化学知识点详解晶体结构

高中化学知识点详解晶体结构晶体结构是高中化学中重要的知识点之一,它涉及到晶体的组成、排列和结构等方面。
本文将详细解析晶体结构的相关概念和特征。
晶体是由一定数量的原子、离子或分子按照一定的规律结合在一起形成的具有规则外观的固体物质。
晶体的结构对其性质和应用具有重要影响。
晶体结构可以通过实验方法和理论模型来研究和解释。
1. 晶体的基本组成晶体的基本组成单位分为晶体胞和晶胞内的基本组织。
晶体胞是晶格的最小重复单位,可以通过平移操作来无限重复整个晶体结构。
晶胞内的基本组织是晶体内的原子、离子或分子的排列方式。
2. 晶体的晶格类型晶体的晶格类型可以分为立方晶系、四方晶系、单斜晶系、正交晶系、三斜晶系、五类三方晶系和六斜晶系。
不同的晶格类型对应着晶胞的不同形状,给晶体带来了不同的结构和性质。
3. 晶体的点阵晶体的点阵是晶格具有的一个特征,它描述了晶体内的原子、离子或分子的排列方式。
点阵可以分为简单点阵、面心立方点阵和密堆积点阵。
不同的点阵结构给晶体带来了不同的物理和化学性质。
4. 晶体的组成晶体的组成可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体四种类型。
离子晶体由阳离子和阴离子按照一定的配位比例组成,共价晶体由原子通过共用电子而形成,金属晶体则是由金属原子通过金属键连接在一起,而分子晶体则是由分子通过范德华力相互作用形成。
5. 晶体的结构特征晶体的结构特征包括晶胞参数、平均密度、元素比例和晶胞中原子、离子或分子的具体排列方式等。
通过实验和理论模型的分析,可以确定晶体的结构特征,并进一步研究其性质和应用。
总结起来,晶体结构是由晶体胞和胞内基本组织构成的,晶格类型和点阵类型直接影响晶体的结构和性质。
晶体的组成类型包括离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体。
通过对晶体的结构特征的研究和分析,可以进一步揭示其性质和应用。
通过本文的详解,我们对高中化学中的晶体结构有了更深入的了解,希望对学习和掌握该知识点有所帮助。
【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。
三.几种典型的晶体模型。
晶体结构及性质知识点和练习测试题
M
N cmD ?3
8N
M ρcm
该晶体的化学式为
、某离子化合物的晶体中,最小重复单元及其八分之一结构单元如图所示,具有该晶体结构的化
qqqeee
键的个数为1.5N Si—O键的个数为
中心间的距离为__________。
分,共15分)
,其中R的质量分数为
元素的气态氢化物分子式为RH
4
在它的氢化物中含量为88.9
的最高价氧化物的水化物为酸性最强的酸,
20、晶胞是晶体中最小重复单位,并在空间不断伸展构成晶体。
我们把阴、阳离子看成不等径的圆球,并彼此相切,离子键的键长是相邻阴阳离子
离子半径之比为
19、(1)金刚石;原子晶体
(3)直线型分子;非极性;分子晶体;干冰
(4)3;ⅢA;HClO>H。
化学晶胞知识点总结
化学晶胞知识点总结一、晶体结构基础1. 晶体定义晶体是由一个或多个原子、离子或分子组成的具有规则排列结构和周期性的固体。
晶体的结构和性质由其晶胞和晶体的晶体结构决定。
2. 晶体结构晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式。
晶体结构可以分为周期性结构和非周期性结构,周期性结构又可以分为点阵、离子晶体结构、分子晶体结构和金属晶体结构。
3. 晶体形态晶体形态是指晶体外部的几何形状。
晶体形态是晶体内部结构的外在表现,可以通过晶体的晶体学表示法来描述。
4. 晶体学符号晶体学符号是用来描述晶体形态和晶体结构的符号系统,包括布拉维符号、米勒指数等。
5. 晶格常数和晶胞晶格常数是晶体内部原子、离子或分子排列的周期性距离,晶胞是晶体中最小的重复单位,可以通过晶格常数来描述。
二、立方晶胞1. 立方晶胞的定义立方晶胞是一种具有等长边和90度角的晶胞,可以分为简单立方、体心立方和面心立方。
2. 立方晶胞的参数立方晶胞有三个晶格常数a,其中晶格参数为a = b = c。
3. 立方晶体系立方晶体系包括立方晶系、正交晶系、四方晶系、菱面体晶系和六方晶系。
其中立方晶系的晶体结构具有最高的对称性。
4. 立方晶体的性质立方晶体具有高度的对称性和周期性,因此具有一些特殊的物理性质,例如电特性、光学性质等。
三、晶体缺陷1. 晶体缺陷的定义晶体缺陷是指晶体结构中存在的不完整部分,包括点缺陷、线缺陷、面缺陷等。
2. 点缺陷点缺陷是指晶体中存在的单个原子、空位、间隙等缺陷。
点缺陷可以分为固溶体、间隙固溶体、替换固溶体等。
3. 线缺陷线缺陷是指晶体中存在的一维缺陷,包括脱排、重排、错层等。
4. 面缺陷面缺陷是指晶体中存在的二维缺陷,包括晶界、位错等。
5. 晶体缺陷的影响晶体缺陷会影响晶体的物理和化学性质,例如导电性、机械性能、热导率等。
四、晶体生长和形貌1. 晶体生长晶体生长是指晶体从溶液或气相中吸收物质并逐渐生长的过程。
晶体生长可以分为溶液晶体生长、气相晶体生长等。
厦门市高中化学选修二第三章《晶体结构与性质》知识点总结(含答案解析)
一、选择题1.我国的超级钢研究居于世界领先地位。
某种超级钢中除Fe外,还含Mn10%、C0.47%、Al2%、V0.7%。
下列说法中错误的是A.上述五种元素中,有两种位于周期表的p区B.超级钢的晶体是金属晶体C.X-射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构D.超级钢中存在金属键和离子键答案:D解析:A.上述五种元素中,C、Al的最外层电子都分布在p轨道,所以它们位于周期表的p区,A正确;B.超级钢属于合金,它的晶体中只存在金属键,所以属于金属晶体,B正确;C.X-射线衍射实验,可以对物质内部原子在空间分布状况进行分析,从而确定超级钢的晶体结构,C正确;D.超级钢是金属晶体,因此只存在金属键,不存在离子键,D不正确;故选D。
2.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是A.键能 C-C>Si-Si、C-H>Si-H ,因此C2H6稳定性大于Si2H6B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度和熔点C.常温下C、Si的最高价氧化物晶体类型相同,性质相同。
—键D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p pπ答案:C解析:A.原子半径越小、共价键键能越大,物质越稳定,原子半径Si>C,所以键能C-C >Si-Si、C-H>Si-H,C2H6稳定性大于Si2H6,故A正确;B.由于立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,由于SiC是共价晶体,所以立方型SiC具有很高的硬度和熔点,故B正确;C.C、Si所形成的最高价氧化物分别为CO2和SiO2,CO2空间构型是直线型,属于分子晶体,SiO2空间构型是空间网状结构,属于共价晶体,二者晶体类型不同,故C错误;D.Si的原子半径较大,原子间形成的σ键较长,p-p轨道重叠程度很小,难以形成π键,所以Si原子间难形成双键而C原子间可以,故D正确;答案为C。
3.BN(氮化硼)和CO2中的化学键均为共价键,BN的晶体熔点高且硬度大,而CO2的晶体(干冰)却松软而且极易升华,由此判断,BN的晶体类型是A.分子晶体B.原子晶体C.离子晶体D.金属晶体答案:B解析:干冰松软而且极易升华、则晶体内二氧化碳分子间作用力小,干冰是分子晶体,氮化硼晶体熔点高且硬度大,则晶体内粒子间作用力强,因为化学键是共价键,因此判断为原子晶体,B正确;答案选B。
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3晶体结构与性质知识点(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除 第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体的常识 【知识点梳理】 一、晶体与非晶体 1、晶体与非晶体 ① 晶体:是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。 ② 非晶体:是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。 2、晶体的特征 (1)晶体的基本性质 晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。 ① 自范性: a.晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。 b.“自发”过程的实现,需要一定的条件。晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。 ② 均一性:指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。 ③ 各向异性:同一晶体构造中,在不同方向上质点排列一般是不一样的,因此,晶体的性质也随方向的不同而有所差异。 ④ 对称性:晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。在外形上,常有相等的对称性。这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复,这就是对称性。晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。 ⑤ 最小内能:在相同的热力学条件下,晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比较,其内能最小。 ⑥ 稳定性:晶体由于有最小内能,因而结晶状态是一个相对稳定的状态。 ⑦ 有确定的熔点:给晶体加热,当温度升高到某温度便立即熔化。 ⑧ 能使X射线产生衍射:当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时,能产生光的衍射现象。X射线的波长与晶体结构的周期大小相近,所以晶体是个理想的光栅,它能使X射线产生衍射。利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要试验方法。非晶体物质没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。 (2)晶体SiO2与非晶体SiO2的区别 ① 晶体SiO2有规则的几何外形,而非晶体SiO2无规则的几何外形。 ② 晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序,而非晶体SiO2内部质点排列无序。 ③ 晶体SiO2具有固定的熔沸点,而非晶体SiO2无固定的熔沸点。 ④ 晶体SiO2能使X射线产生衍射,而非晶体SiO2没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。 3、区分晶体与非晶体的方法 (1)考查固体的某些性质 晶体的熔点较固定,而非晶体无固定的熔点。考察固体的熔点,可间接地确定某一固体是否为晶体。晶体的许多物理性质表现出各向异性,而非晶体则表现出各向同性。 (2)对固体进行X—射线衍射实验。这是区分晶体与非晶体最可靠的科学方法。 二、晶胞 1、定义:晶体结构的基本单元叫晶胞。 2、晶胞与晶体的关系 一般来说,晶胞都是平行六面体。晶体是由数量巨大的完全等同的晶胞“无隙并置”而成的。“完全等同”是指化学上等同和几何上等同,化学上等同就是指晶胞里原子数目和种类完全等同;几何上等同是指不仅晶体中所有的晶胞的形状、取向和大小等同,而且晶胞里的原子排列和空间取向完全等同。“无隙并置”是指一个晶胞与它相邻的晶胞完全共顶角、共面、共棱的,取向一致,无间隙,从一个晶胞到另一个晶胞只需平移,不需转动,进行或不进行平移操作,整个集体的微观结构无区别。 3、均摊法:是指每个图形平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个图形(晶胞)所共有,则该粒子有1/n属于一个图形(晶胞)。 ①长方形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。体内:1;面中:1/2;棱上:1/4顶点:1/8; ②非长方体晶胞中粒子对晶胞的贡献视情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个C原子)对六边形的贡献为1/3。 三、物质熔沸点高低比较规律 1、不同晶体类型的物质的熔沸点高低顺序一般是:原子晶体>离子晶体>分子晶体。同一晶体类型的物质,则晶体内部结构粒子间的作用越强,熔沸点越高。 2、原子晶体要比较共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形成的共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔沸点越高。如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅。 3、离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用就越强,其离子晶体的熔沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。 4、分子晶体:组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高,如:熔沸点:O2>N2,HI>HBr>HCl。组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔沸点就越高,如熔沸点CO>N2。在同分异构体中,一般地说,支链数越多,熔沸点越低,如沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷;同分异构体的芳香烃及其衍生物,其熔沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。 5、金属晶体中金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔沸点就越高。 6、元素周期表中第ⅦA族卤素的单质(分子晶体)的熔沸点随原子序数递增而升高;第ⅠA族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔沸点随原子序数的递增而降低。 四、晶胞的计算公式:
ANNMV
式中ρ—晶体密度,V—晶体所占体积,N—一个晶胞所含微粒个数,M—粒子的摩尔质量,NA—阿伏加德罗常数。
第二节 分子晶体和原子晶体 【知识点梳理】 1、分子晶体 (1)概念:分子间以分子间作用力结合的晶体叫做分子晶体。 (2)构成微粒:分子。特例:稀有气体为单原子分子。 (3)微粒间的作用: ① 分子间作用力,部分晶体中存在氢键。 ② 分子间作用力的大小决定了晶体的物理性质;分子的相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的溶、沸点越高,硬度越大。 ③ 分子内存在化学键:在晶体状态改变时不被破坏。 ④ 分子晶体采用密堆积。 注意:分子密堆集的概念:如果分子间的作用力只有范德华力,分子晶体常形成面心结构的晶胞,如CO2的晶胞,如图所示。若以一个分子为中心,其周围通常可以有12个紧邻的分子,这一特征称为分子密堆积。 (4)分子晶体的性质: ① 一般而言,硬度较小,易挥发。 ② 具有较低的熔沸点。 ③ 固体和熔融状态下都不导电。 ④ “相似相溶原理”:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂;极性溶质一般能溶于极性溶剂。 (5)“CO2”分子晶体的结构模型(上图): 在CO2晶体中,每个CO2分子与12个CO2分子等距离相邻(三个互相垂直的平面上各4个)。注:大多数分子晶体具有这种结构特征。 (6)常见的分子晶体: ① 所有非金属氢化物,如:水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等。 ② 部分非金属单质,如:卤素X2、氧气、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。 ③ 部分非金属氧化物,如:CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。 ④ 几乎所有的酸,如:H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 ⑤ 绝大多数有机物,如:苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。 (7)氢键型晶体: 水形成的晶体的特征:所有水分子以氢键的结合在一起形成链状或层状等结构。在冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子(如图),每个水分子可形成4个氢键。
水形成冰晶体时体积膨胀,密度减小。 2、原子晶体 (1)概念:相邻原子间以共价键结合而形成空间网状结构的晶体,叫做原子晶体。 (2)构成微粒:原子。 (3)微粒间作用:共价键。决定了晶体的物理性质。 (4)原子晶体结构特征: ① 晶体中只存在共价键,原子间全部通过共价键相结合。晶体中原子不遵循紧密堆积原则。 ② 晶体为立体空间网状结构。 ③ 原子晶体中不存在单个分子。如SiO2代表硅原子和氧原子个数比为1:2,并不代表分子。 (5)金刚石、SiO2的晶体结构模型: ① 金刚石:
金刚石的晶体结构模型 在金刚石晶体里,每个碳原子都被相邻的4个碳原子包围,以共价键跟这4个碳原子结合,形成正四面体,被包围的碳原子处于正四面体的中心。这些正四面体结构向空间发展,构成一个坚实的、彼此联接的空间网状晶体(如上图)。最小的碳环上有6个碳原子。 ② SiO2晶体在SiO2晶体中,1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,每个Si原子周围结合4个O原子;同时,每个O原子跟2个Si原子相结合(硅为四价,氧为二价)。实际上,SiO2晶体由Si原子和O原子按1 : 2的比例所组成的立体网状的晶体(如下图)。最小的环上有12个原子。
二氧化硅的晶体结构模型 (6)物理性质 ① 一般具很高的熔点和沸点:原子晶体中原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体熔沸点就越高。 ② 难溶于水。 ③ 硬度大:共价键作用强。 (7)常见原子晶体: ① 某些非金属单质;如:晶体硼、晶体Si和晶体Ge、金刚石等。 ② 某些非金属化合物;如金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等。 ③ 某些氧化物,如氧化铝(Al2O3)等。 3、石墨晶体 (1)石墨晶体是层状结构,在每一层内,碳原子排列成六边形,一个个六边形排列成平面的网状结构,每一个碳原子都跟其他三个碳原子相结合,层与层之间以分子间作用力相结合。 (2)石墨晶体不是原子晶体,而是原子晶体与分子晶体之间的一种过渡型晶体。 (3)石墨的物理性质 由于石墨结构的特殊性,它的物理性质为熔点很高,有良好的导电性,还可作润滑剂。
第三节 金属晶体 【知识点梳理】 1、金属晶体的形成 由于金属原子的价电子比较少,容易失去价电子成为金属离子(带电荷的金属原子)。这些释出来的价电子称为自由电子。自由电子不专属于某个特定的金属离子,而为整个金属晶体所共有,它们在整个晶体里自由地运动着,形成了自由电子的“海洋”。释出价电子后的金属离子就沉浸在这种“海洋”中(抵消了金属离子之间的斥力)。这种自由电子跟金属离子之间较强烈的相互作用称为金属键,金属键使许多金属离子按一定规律排列形成金属晶体.金属晶体中存在金属离子和自由电子,不存在分子。 2、“电子气理论”与金属的物理通性 “电子气理论”是描述金属键本质的最简单理论。其内涵是:金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所公用,金属键就是将所有原子维系在一起的这种金属脱落价电子后形成的离子与“价电子气”之间的强烈相互作用。 用“电子气理论”可以解释金属的延展性、导电导热性等物理性质。 (1)延展性:当金属受到外力作用时,晶体中各原子层就会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,而且弥漫在金属原子间的“电子气”可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用,因而金属都有良好的延展性。 (2)导电性:金属内部的原子之间的“电子气”的流动是无方向性的,在外加电场的作用下,“电子气”在电场中定向移动形成电流。 (3)导热性:金属热导率随温度的升高而降低,是由于“电子气”中的自由电子在受热的作用下与金属原子频繁碰撞的缘故。 3、金属的拓展知识 (1)超导体——一类急待开发的材料 一般说来,金属是电的良好导体(汞的很差)。1911年荷兰物理学家H·昂内斯在研究低温条件下汞的导电性能时,发现当温度降到约4 K(即–269℃)时汞的电阻“奇异”般地降为零,表现出超导电性。后又发现还有几种金属也有这种性质,人们将具有超导性的物质叫做超导体。 (2)合金 两种和两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,叫做合金,合金属于混合物,对应的固体为金属晶体。合金的特点: ① 仍保留金属的化学性质,但物理性质改变很大; ② 熔点比各成份金属的都低;