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）.ppt

第三章 晶体结构与性质,1、结构特征：晶体结构微粒在微观空间里呈周期性有序排列 非晶体结构微粒无序排列,一、晶体和非晶体,2 晶体与非晶体的性质特征,说明：晶体自范性的本质：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。晶体自范性的条件之一：生长速率适当。,晶体的特性,.有固定的熔沸点（非晶体有固定的熔沸点）（常用于区分晶体和非晶体）.各向异性（强度、导热性、光学性质等）（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。）.当一波长的射线通过晶体时，会在记录仪上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。,玛瑙,水晶,1.晶胞的定义：晶体结构的最小重复(或基本单元)单元,2.晶胞的特征：,通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个最小单元（即晶胞）完全重合,二:晶胞:,3.晶体和晶胞的关系：晶体可以看作是完全等同数量巨大的晶胞“无隙并置”而成.(蜂巢和蜂室的关系教材66页图3-7),“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,“无隙”指相邻的晶胞之间没有任何间隙；一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面,请理解：,“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,体心：1,面心：1/2,顶点：1/8,棱边：1/4,4.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,请看:,体心：1,面心：1/2,顶点：1/8,棱边：1/4,5、三种典型立方晶体结构,体心立方,简单立方,面心立方,常见晶胞中微粒数的计算:,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,（1）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。微粒数为：81/8+61/2=4,(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：81/8+1=2,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。微粒数为：121/6+21/2+3=6,(3)六方晶胞,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；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为_；丁晶体的化学式为_。,11,C2D,EF,XY3Z,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?,Na,Zn,I2,金刚石,8.NiO晶体结构如图，Ni2与邻近的O2-核间距为a10-8，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7gmol-1),练习:241页第三题3,分子晶体,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),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。,碘晶体结构,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S8,2、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 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: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)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,（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（如：HF、冰、NH3）,晶体分子结构特征,（）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）,分子的密堆积,（与每个分子距离最近的相同分子共有12个）,氧（O2）的晶体结构,碳60的晶胞,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 个,干冰的晶体结构图,12,冰中个水分子周围有个水分子,冰的结构,氢键具有方向性,分子的非密堆积,氢键具有饱和性,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：1mol 冰中有 mol氢键？H2O的熔沸点比H2S高还是低？为什么？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,2,氢键,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,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。在下列三种晶体金刚石、晶体硅、碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（）A、B、C、D、,A,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,原因：在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构,4、典型的原子晶体,（1）金刚石,键能：347.7kj/mol,熔点：大于35500C,硬度：很大,