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1、华蓥中学：杨旭华蓥中学：杨旭晶体结构与性质复习课件晶体结构与性质复习课件二、二、各类晶体中的最小微粒各类晶体中的最小微粒三、三、各类晶体微粒间的相互作用各类晶体微粒间的相互作用四、四、各类晶体的共性各类晶体的共性五、五、各类晶体的判定方法各类晶体的判定方法六、六、晶体熔沸点及硬度大小的判定方法晶体熔沸点及硬度大小的判定方法七、七、各类晶体的空间构型各类晶体的空间构型晶晶体体结结构构与与性性质质夯实基础：夯实基础：一、一、晶体常识晶体常识1.晶体的特性晶体的特性.有固定的熔沸点有固定的熔沸点.各向异性各向异性（强度、导热性、光学性质等）（强度、导热性、光学性质等）.当特定波长的当特定波长的射线射
2、线通过晶体时，会在通过晶体时，会在记录仪上看到记录仪上看到分立的斑点或者明锐谱线分立的斑点或者明锐谱线.有规则的几何外形有规则的几何外形一、晶体常识一、晶体常识 晶体内部质点和外部质点排列的高晶体内部质点和外部质点排列的高度有序性。度有序性。2.2.晶体形成的途径晶体形成的途径.熔融态物质熔融态物质凝固凝固。.气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华凝华)。.溶质从溶液中析出溶质从溶液中析出(结晶结晶)。. .最科学的方法是对固体进行最科学的方法是对固体进行X-X-射线衍射射线衍射实实验。验。3.3.鉴别晶体和非晶体鉴别晶体和非晶体.物理性质差异物理性质差异如：如：外形、
3、硬度、外形、硬度、熔点熔点、折光率折光率等。等。小结：晶体和非晶体的差异小结：晶体和非晶体的差异固体固体外观外观微观结构微观结构自范性自范性各向各向异性异性熔点熔点晶晶体体非非晶晶体体本质本质区别区别具有规则的具有规则的几何外形几何外形有有粒子在三维粒子在三维空间周期性空间周期性有序排列有序排列各向各向异性异性固固定定不具有规则不具有规则的几何外形的几何外形没没有有粒子排列粒子排列相对无序相对无序各向各向同性同性微观粒子在三维空间是微观粒子在三维空间是否呈现否呈现周期性有序周期性有序排列排列不不固固定定返回返回1.分子晶体分子晶体2.原子晶体原子晶体3.离子晶体离子晶体4.金属晶体金属晶体分子
4、分子原子原子阴阳离子阴阳离子金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子返回返回二、各类晶体中的最小微粒二、各类晶体中的最小微粒: :1.分子晶体分子晶体2.原子晶体原子晶体3.离子晶体离子晶体4.金属晶体金属晶体分子间作用力分子间作用力共价键共价键离子键离子键金属键金属键三、各类晶体微粒间的相互作用三、各类晶体微粒间的相互作用返回返回1.分子晶体的共性分子晶体的共性硬度小、熔沸点低（一般硬度小、熔沸点低（一般300以下以下），易挥发，），易挥发，固态或熔融状态下都不导电，固态或熔融状态下都不导电，溶解性一般遵循溶解性一般遵循“相似相溶相似相溶”原理。原理。2.原子晶体的共性原子晶体的共性硬度大硬
5、度大(耐磨性好耐磨性好)，熔沸点高（一般，熔沸点高（一般2000以上），难挥发，难溶，导电性差。以上），难挥发，难溶，导电性差。四、各类晶体的共性四、各类晶体的共性3.离子晶体的共性离子晶体的共性离子晶体具有较高的熔沸点，硬度离子晶体具有较高的熔沸点，硬度较大，较大，难挥发，离子晶体在固态时不导电，难挥发，离子晶体在固态时不导电，而在熔融状态和水溶液中都能导电。而在熔融状态和水溶液中都能导电。4.金属晶体的共性金属晶体的共性容易导电、导热、有延展性、有金容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。属光泽等。返回返回2.最小微粒最小微粒3.物质的熔沸点物质的熔沸点4.物质的硬度物质的硬度5.物质的类
6、别物质的类别6.物质的导电性物质的导电性五、各类晶体的判定方法五、各类晶体的判定方法1.各类晶体的共性各类晶体的共性分子晶体判定方法：分子晶体判定方法：1.最小微粒最小微粒 2.物质类别物质类别(1).所有所有非金属氢化物非金属氢化物(2).常见的除：金刚石、石墨、晶体常见的除：金刚石、石墨、晶体硅、锗、硼等外部分硅、锗、硼等外部分非金属单质非金属单质(3).常见的常见的除除SiO2外外的部分的部分非金属非金属 氧化物氧化物(4).几乎所有的酸几乎所有的酸(5).除有机盐外的绝大多数有机物晶除有机盐外的绝大多数有机物晶体体3.物质熔点物质熔点 分子分子一般一般300以下以下4.分子晶体的共性分
7、子晶体的共性原子晶体判定方法：原子晶体判定方法：金刚石，晶体硅、锗，金刚石，晶体硅、锗，SiO2晶体、晶体、SiC及及Si3N4等等(3).物质熔点物质熔点 原子原子一般在一般在2000以上以上(1).最小微粒最小微粒(2).典型物质典型物质原子晶体原子晶体(4).原子晶体的共性原子晶体的共性金属晶体判定方法：金属晶体判定方法：(3).金属晶体的共性金属晶体的共性 金属阳离子和自由电子金属阳离子和自由电子(1).最小微粒最小微粒(2).物质类别物质类别金属晶体金属晶体固态金属单质及其合金固态金属单质及其合金返回返回离子晶体的判定离子晶体的判定最小微粒：最小微粒：阴阳离子阴阳离子典型物质：典型物
8、质：3.活泼金属氧化物、氢化物活泼金属氧化物、氢化物过氧化物、碳化物（过氧化物、碳化物（CaC2）及氮化物（及氮化物（Mg3N2）等）等一般一般3001000之间之间熔点：熔点：导电性：导电性：固态时不导电，而在熔融状态固态时不导电，而在熔融状态和水溶液中都能导电。和水溶液中都能导电。 1.强碱强碱2.绝大多数盐（常见的除绝大多数盐（常见的除AlCl3、HgCl2外）外）离子晶体离子晶体离子晶体的共性：离子晶体的共性：1.分子晶体分子晶体融化和沸腾时破坏的作用：融化和沸腾时破坏的作用：分子间作用力或分子间作用力和氢键。分子间作用力或分子间作用力和氢键。六、晶体熔沸点及硬度大小的判定方法六、晶体
9、熔沸点及硬度大小的判定方法分子间作用力越大，氢键作用力越强分子间作用力越大，氢键作用力越强,物物质的熔沸点越高，硬度越大。质的熔沸点越高，硬度越大。分子晶体熔沸点高低判定：分子晶体熔沸点高低判定：.组成和结构相似的分子晶体组成和结构相似的分子晶体,一般相对分一般相对分子质量越大子质量越大,熔熔沸点越高。沸点越高。.组成和结构不相似的分子晶体，分子极性越大，熔沸点组成和结构不相似的分子晶体，分子极性越大，熔沸点越高越高.例如：例如：CON2.同分异构体之间，一般支链越多，熔沸点越低同分异构体之间，一般支链越多，熔沸点越低.根据物质在相同条件下的状态判定根据物质在相同条件下的状态判定:S l g2
10、.原子晶体原子晶体融化和沸腾时破坏的作用：融化和沸腾时破坏的作用：共价键共价键共价键越强，物质的熔沸点越高，硬度越大。共价键越强，物质的熔沸点越高，硬度越大。键能越大，键长越短，共价键越强键能越大，键长越短，共价键越强3.离子晶体离子晶体离子键离子键融化和沸腾时破坏的作用：融化和沸腾时破坏的作用：离子键越强，熔沸点越高！离子键越强，熔沸点越高！离子半径越小，离子所带电荷越离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强。多，离子键越强。4.金属晶体金属晶体融化和沸腾时破坏的作用：融化和沸腾时破坏的作用：金属键金属键金属阳离子半径越小，所带电荷越多，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，金属键越强。金属键
11、越强。金属键越强，熔沸点越高，硬度越大。金属键越强，熔沸点越高，硬度越大。硬度：硬度：NaMgAl熔点：熔点：NaMgAl沸点：沸点：NaMgAl返回返回 只有范德华力，无分子间氢键只有范德华力，无分子间氢键 分子密分子密堆积（堆积（每个分子周围有每个分子周围有1212个紧邻的分子个紧邻的分子，如：，如：C C6060、干冰干冰 、I I2 2、O O2 2）(1).密堆积密堆积1.分子晶体分子晶体干冰晶体结构干冰晶体结构七、各类晶体的空间构型七、各类晶体的空间构型有分子间氢键有分子间氢键氢键具有方向性氢键具有方向性,使使晶体中的空间利率不高晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙留有相当大的空
12、隙.这种晶体不具有分子密堆积特征（如这种晶体不具有分子密堆积特征（如：HF、冰、冰、NH3）(2).非密堆积非密堆积冰的结构冰的结构10928共价键共价键2.原子晶体原子晶体18018010928SiO共价键-Cl- Na+NaCl 的晶体结构模型的晶体结构模型3.离子晶体离子晶体ABAB型化合物型化合物-Cs+-Cl-CsCl 的晶体结构模型的晶体结构模型ABAB2 2型化合物型化合物CaFCaF2 2晶胞晶胞1 1、CaCa2+2+的配位数：的配位数：2 2、F F- -的配位数：的配位数：84.金属晶体的原子在二维平面堆积模型金属晶体的原子在二维平面堆积模型有有两种排布两种排布方式：方式
13、：（a a）非密置层）非密置层空间利用率较小空间利用率较小（b）密置层）密置层空间利用率较大空间利用率较大.空间利用率：空间利用率： 晶体的空间被微粒占满的体积百分数晶体的空间被微粒占满的体积百分数，用，用它来表示紧密堆积的程度。它来表示紧密堆积的程度。4、金属晶体、金属晶体金属晶体的原子在三维空间堆积方式金属晶体的原子在三维空间堆积方式1、金属原子在三维空间、金属原子在三维空间非密置层非密置层堆积方式堆积方式2、金属原子在三维空间、金属原子在三维空间密置层密置层堆积方式堆积方式a.简单立方堆积简单立方堆积b.体心立方堆积体心立方堆积a.六方最密堆积六方最密堆积b.面心立方最密堆积面心立方最密
14、堆积方式方式第二层小球的球心第二层小球的球心正对着正对着第一层小球的球心第一层小球的球心1、金属原子在三维空间、金属原子在三维空间非密置层非密置层堆积方式堆积方式方式方式第二层小球的球心第二层小球的球心正对着正对着第一层小球的空隙第一层小球的空隙a.简单立方堆积简单立方堆积b.体心立方堆积体心立方堆积“心对心心对心”“心对空心对空”a.简单立方堆积简单立方堆积PoPo “ “心对心心对心” ” 配位数配位数:6 :6 空间利用率空间利用率:52% :52% (钾型）碱金属、铁钾型）碱金属、铁 “ “心对空心对空” ” b.体心立方堆积体心立方堆积配位数：配位数：8空间利用率空间利用率: 68%
15、镁型镁型铜型铜型2、金属原子在三维空间、金属原子在三维空间密置层密置层堆积方式堆积方式123456A AB BA AB BA A第三层与第一层第三层与第一层“ “心心对心对心” ”，以，以两层两层为一为一周期周期 123456a.六方最密堆积六方最密堆积此种立方紧密堆积的此种立方紧密堆积的前视图前视图镁型镁型(Zn、Ti、Mg)六方最密堆积六方最密堆积: :配位数：配位数：12（同层（同层6个，个，上下层各上下层各3个）个）空间利用率：空间利用率：74% 第三层的第三层的另一种另一种排列方式，排列方式，是将球对准第一层的是将球对准第一层的 2，4，6 位，位，不同于不同于 AB 两层的位置，这
16、是两层的位置，这是 C 层。层。123456123456123456b.面心立方最密堆积面心立方最密堆积铜型铜型(Cu、Ag、Au）123456此种立方紧密堆积的此种立方紧密堆积的前视图前视图ABCAABC 第四层再排第四层再排 A，于是形，于是形成成 ABC ABC 三层一个周三层一个周期。期。 得到面心立方堆积得到面心立方堆积。 配位数配位数_。( 同层同层_， 上下层各上下层各 _ ) 1236面心立方最密堆积面心立方最密堆积: : 配位数配位数 12 ，空间利用率为空间利用率为74%堆积模型堆积模型采纳这种堆采纳这种堆积的典型代积的典型代表表空间空间利用利用率率配位数配位数晶胞晶胞简单
17、立方简单立方体心立方体心立方六方最密六方最密堆积堆积面心立方面心立方最密堆积最密堆积金属晶体金属晶体知识要点总结知识要点总结: :Po(钋钋)52%6K、Na、Fe68%8Mg、Zn、Ti74%12Cu,Ag,Au74%12四种晶体的结构和性质的比较四种晶体的结构和性质的比较 类型型 项目目离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体构成晶体的粒子构成晶体的粒子粒子间的作用粒子间的作用作用力强弱作用力强弱确定作用力强弱确定作用力强弱的一般判断方法的一般判断方法熔、沸点熔、沸点硬度硬度导热和导电性导热和导电性溶解性溶解性延展性延展性阴、阳离子阴、阳离子原子原子分子分子金属阳离
18、子金属阳离子和自由电子和自由电子离子键离子键共价键共价键分子间作用力分子间作用力(有的有氢键有的有氢键)金属键金属键较强较强很强很强弱弱较强较强离子电荷及半径离子电荷及半径 键长键长(原子半径原子半径)组成结构相似时比组成结构相似时比较相对分子质量较相对分子质量金属阳离子半金属阳离子半径及电荷数径及电荷数较高较高高高低低差别较大差别较大不良导体不良导体(熔化熔化后或溶于水导电后或溶于水导电)不良导体不良导体不良导体不良导体(部分溶于部分溶于水发生电离后导电水发生电离后导电)良导体良导体略硬而脆略硬而脆大大较小较小差别较大差别较大多数易溶多数易溶一般不溶一般不溶相似相溶相似相溶一般不溶于水一般不
19、溶于水少数与水反应少数与水反应差差差差差差优良优良返回返回1.在下列四种有关性质的叙述中，可能属于在下列四种有关性质的叙述中，可能属于金属晶体的是金属晶体的是()A.由分子间作用力结合而成，熔点低由分子间作用力结合而成，熔点低B.固体或熔融后易导电，熔点在固体或熔融后易导电，熔点在1000左右左右C.由共价键结合成网状结构，熔点高由共价键结合成网状结构，熔点高D.固体不导电，但溶于水或熔融后能导电固体不导电，但溶于水或熔融后能导电B例题评讲：例题评讲：2.钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛型变压器、话筒和扩音器中都有应用
20、。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是的化学式是()A.BaTi8O12B.BaTi4O6C.BaTi2O4D.BaTiO3D3.现有四种晶体的晶胞，其离子排列现有四种晶体的晶胞，其离子排列方式如图所示，其中化学式不属方式如图所示，其中化学式不属AB型的是型的是() B4.科学家最近发现一种由钛原子和碳原子构科学家最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气成的气态团簇分子态团簇分子，如图所示：图中顶点和，如图所示：图中顶点和面心的原子都是钛原子，棱的中心和体心的面心的原子都是钛原子，棱的中心和体心的原子都是碳原子，该分子的化学式是原子都是碳原子，该分子
21、的化学式是()A.Ti13C14B.Ti14C13C.Ti4C5D.TiCB5.下面的排序不正确的是下面的排序不正确的是()A.晶体熔点的高低：晶体熔点的高低：B.硬度由大到小：金刚石硬度由大到小：金刚石碳化硅碳化硅晶体硅晶体硅C.熔点由高到低：熔点由高到低：NaMgAlD.晶格能由大到小：晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaIC6.下列关于离子晶体性质的叙述中不正下列关于离子晶体性质的叙述中不正确的是确的是()A.离子晶体具有较高的熔沸点离子晶体具有较高的熔沸点B.离子晶体具有较大的硬度离子晶体具有较大的硬度C.离子晶体在熔融状态时都能导电离子晶体在熔融状态时都能导电D.离子晶体中阴、
22、阳离子个数比为离子晶体中阴、阳离子个数比为1 1D7.能说明某晶体属于离子晶体的是能说明某晶体属于离子晶体的是()A.一定溶于水一定溶于水B.固态不导电，水溶液能导电固态不导电，水溶液能导电C.有较高的熔点有较高的熔点D.固态不导电，熔融时能导电固态不导电，熔融时能导电D8.下列叙述肯定正确的是下列叙述肯定正确的是()A.在离子晶体中不可能存在非极性键在离子晶体中不可能存在非极性键B.在共价化合物的分子晶体中不可能存在共价化合物的分子晶体中不可能存在离子键在离子键C.在极性分子中不可能存在非极性键在极性分子中不可能存在非极性键D.在原子晶体中不可能存在极性共价键在原子晶体中不可能存在极性共价键
23、B9.下列数据是下列数据是对应物物质的熔点，据此做出的的熔点，据此做出的下列判断中下列判断中错误的是的是()Na2ONaClAlF3AlCl39208011 291190BCl3Al2O3CO2SiO21072 073571 723BA.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B.表中只有表中只有BCl3和干冰是分子晶体和干冰是分子晶体C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体10.下列各项所述的数字不是下列各项所述的数字不是6的是的是()A.在在NaCl晶
24、体中，与一个晶体中，与一个Na最近的且距离相等最近的且距离相等的的Cl的个数的个数B.在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数C.在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数D.在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳原子在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳原子个数个数C11.(2008四川理综，四川理综，10)下列说法中正下列说法中正确的是确的是()A.A.离子晶体中每个离子的周围均吸引着离子晶体中每个离子的周围均吸引着6 6个带相反个带相反电荷的离子电荷的离子B.B.金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动自由电子，电子定向运动C.C.分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态D.D.原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合D12.下列各组物质的晶体中，化学键类型相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同、晶体类型也相同的是()A.SO2、SiO2B.CO2、H2OC.NaCl、HClD.CCl4、KClB返回返回
