《安徽省2012高三化学一轮 第3讲 晶体结构与性质课件 选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安徽省2012高三化学一轮 第3讲 晶体结构与性质课件 选修3（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲 晶体结构与性质,一、晶体的常识 1晶体与非晶体 (1)固体分为晶体和非晶体。晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质，它是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。 晶体呈自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。,(2)晶体与非晶体的本质差异 主要看是否有自范性，还看微观结构中原子是否有序排列。 (3)得到晶体的三条途径 熔融态物质凝固； 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)； 溶质从溶液中析出。,(4)晶体的特点 外形和内部质点排列的高度有序性； 各向异性； 晶体的熔点较固定。,2晶胞 (1)晶胞与晶体的关系 晶胞是描述晶体结构的基本单元。 数量巨大的晶胞“无隙并置”
2、构成晶体。 (2)晶胞中粒子数目的计算方法,某离子晶体晶胞的结构如右图所示。 X()位于立方体顶点，Y()位于立方体中心。试分析： (1)晶体中每个Y同时吸引着_个X，每个X同时吸引着_个Y，该晶体的化学式为_。,(2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有_个。 (3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角XYX是_。 (4)设该晶体的摩尔质量为M g/mol，晶体密度为 g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间距为_cm。,解析： (1)同时吸引的原子个数指在某原子周围距离最近的其他种类的原子个数，观察图可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，每个
3、Y同时吸引着4个X，而每个X同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X同时吸引着8个Y，晶体的化学式应为阴、阳离子的个数比，X、Y的个数比为48，所以化学式为XY2或Y2X。,【名师提醒】 (1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃； (2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”； (3)在计算晶胞中微粒个数的过程中，不要形成思维定势，任何形状的晶胞均可使用均摊法。,如右图所示的正三棱柱形晶胞为例，要12个正三棱柱才能将一个顶点完全盖住，所以顶点为12个晶胞所共有，相应地，其侧棱被6个晶胞所共有。其实只要你细心，就会发现，要想把一
4、个顶点盖住，你要看这个晶胞的面的夹角是多少。,立方晶胞的面的夹角是90，只要4个晶胞就可以将它们共有的顶点围成一圈360，该点被8个晶胞共有；正三棱柱晶胞的面的夹角是60，要用6个晶胞才可以将它们共有的顶点围成一圈360，该点被12个晶胞共有。,二、四种晶体的比较 1晶体的比较,2.晶体熔、沸点的比较 (1)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，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。 (2)原子晶体：原子半径越小、键长越短、键能越大、晶体的熔、沸点越高，如熔点：金刚石碳化硅晶体硅。,(3)分子晶体：分子间作用力越大，物质
5、的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。 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，如SnH4GeH4SiH4CH4。,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，如CON2，CH3OHCH3CH3。 同分异构体，支链越多，对称性强，熔、沸点 越低。 如,(4)金属晶体：一般来说，金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na离子晶体分子晶体。,(山东高考题改造)C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。 (1)写出Si的基态原子核外电子排布式_。 从电负性角
6、度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为_。 (2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为_，微粒间存在的作用力是_，SiC和晶体Si的熔沸点高低顺序是_。,(3)氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为_(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是 _。 Na、M、Ca三种晶体共同的物理性质是_(填序号)。 有金属光泽 导电性 导热性 延展性,(4)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成键和键，SiO2中Si与O原子间不形成上述键。从原
7、子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成上述键，而Si、O原子间不能形成上述键：_ _， SiO2属于_晶体，CO2属于_晶体，所以熔点CO2_SiO2(填“”)。,(5)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MO、CO2、M六种晶体的组成微粒分别是_， 熔化时克服的微粒间的作用力是_。,解析： (1)C、Si和O的电负性大小顺序为： OCSi。 (2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以杂化方式是sp3，因为SiC的键长小于SiSi，所以熔点碳化硅晶体硅。 (3)SiC电子总数是20个，则该氧化物为MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离
8、子电荷数相同，Mg2半径比Ca2小，MgO晶格能大，熔点高。Na、Mg、Ca三种晶体均为金属晶体，金属晶体都有金属光泽，都能导电、导热，都具有一定的延展性。,(4)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，所以熔点SiO2CO2。 (5)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，组成微粒为原子，熔化时破坏共价键；Mg为金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，熔化时克服金属键，CO2为分子晶体，由分子构成，CO2分子间以分子间作用力结合；MgO为离子晶体，由Mg2和O2构成，熔化时破坏离子键。,答案： (1)1s
9、22s22p63s23p2 OCSi (2)sp3 共价键 SiCSi (3)Mg Mg2半径比Ca2小，MgO晶格能大 (4)Si 的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，pp轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键 原子 分子 (5)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键,【名师提醒】 在具体比较晶体的熔、沸点高低时，应先弄清晶体的类型，然后根据不同类型晶体进行判断，但应注意具体问题具体分析。如MgO为离子晶体，因为离子半径小且离子电荷多，离子键较强，其熔点(2 852 )要高于部分原子晶体，如SiO2(1 710 )
10、。,三、几种典型晶体模型 1四种典型晶体模型,2.三种金属晶体的堆积模型,(2010高考题改编) (1)(2010山东高考题节选)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4处于立方晶胞顶点，Ba2处于晶胞中心，O2处于晶胞棱边中心。 该化合物化学式为_。 每个Ba2与_个O2配位。,(2)(2010全国)下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是( ) A最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 B最小的环上，Si和O原子数之比为12 C最小的环上，有6个Si原子和6个O原子 D存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角,(2)SiO2的晶体结构与金刚石的晶体结构相似，相当于把金刚石中的碳原子，换成硅原子，然后在两个硅原子中间插入一个氧原子，金刚石的晶体结构中每个最小的环上是6个碳原子，所以SiO2晶体中最小的环上应有6个硅原子和6个氧原子。 答案： (1)BaPbO3 12 (2)C,【名师提醒】 由于Ba为A族金属元素，该族元素不能形成含氧酸根离子，而Pb为A族元素，该族元素可以形成含氧酸根离子，所以例3(1)中的化学式写为BaPbO3是正确的，而若写为PbBaO3是错误的！,练规范、练技能、练速度,
