物质结构与性质第三章复习课件

晶体的结构差异和性质差异； 会用均摊法计算晶胞的粒子数。 ２、掌握四类晶体（分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体） 的概念和区别； 会根据物质类别判断晶体类型。 3、掌握各种典型晶体的结构（干冰、水；金刚石、碳化硅、二 氧化硅、石墨；金属晶体的原子堆积模型；氯化钠、氯化铯、 氟化钙）。 4、理解晶体结构对晶体物理性质（熔沸点、溶解性）的影响； 会比较各类晶体的物理性质（不同晶体类型间、同种晶体类型 间）
共价键，键长很短， 键能很大
碳：SP3杂化
五、各类晶体的结构特征
⑵二氧化硅
基本结构单元为正四面体，最小的环为十二元环。 硅原子数与Si-O键数之比为1:4
Si O
180º
109º 28´
共价键
五、各类晶体的结构特征
（3）碳化硅
一个碳原子周围结合4个硅原子，一个硅原子周围结 合4个碳原子，基本结构单元为正四面体，最小的环 为六元环，最小环上有3个硅原子、3个碳原子。
五、各类晶体的结构特征
4、金属晶体的原子堆积模型 原子在二维平面上的两种放置方式
非密置层
配位数为４
密置层
配位数为６
二、金属晶体的原子堆积模型
三维堆积－四种方式
简单立 方堆积 钋型
体心立 方堆积 钾型
由 非 密 置 层 一 层 一 层 堆 积 而 成
二、金属晶体的原子堆积模型
Ａ
Ｃ Ｂ
Ｂ
Ａ
Ａ
六方最密堆积（镁型）
6 ，
。
(3)CaF2
8 ①Ca2+的配位数： 4 ②F-的配位数：
③一个CaF2晶胞中含 4 个Ca2+和 8 个F-
1.离子晶体中离子的配位数的决定因素 (1)几何因素----正负离子的半径比(r+/r- )
r+/r配位数 0.225－0.414 0.414－0.732 ４ ６ 0.732－1.00 ８
⑵同种晶体类型物质的熔沸点比较 ①离子晶体：
阴、阳离子电荷数越大，半径越小→晶格能越大 原子半径越小→键长越短→键能越大 熔沸点越高
②原子晶体：
熔沸点越高
③分子晶体：
.有分子间氢键的熔沸点较高（水、HF、NH3） .组成和结构相似的分子晶体: 相对分子质量越大，分子的极性越大 熔沸点越高
④金属晶体：
2.晶体形成的途径
• 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.
3.晶体的特性
• 有规则的几何外形 • 有固定的熔沸点 • 物理性质(强度、导热性、光学性质等）各向异性 区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行 X-射 线衍射实验。
二.晶胞
1.定义:描述晶体结构的基本单元
金属阳离子电荷数越高，半径越小 熔沸点越高
五、各类晶体的结构特征 1、分子晶体的结构特征
（1）只有范德华力，无分子间氢键 ——分子密堆积 每个分子周围有12个紧邻的分子， 如：C60、干冰 、I2、O2 （2）有分子间氢键——不具有分子密堆积特征 如：HF 、冰、NH3
五、各类晶体的结构特征
分子的密堆积
五、各类晶体的结构特征
3、离子晶体的结构特征 （1）氯化钠
4 个，氯离子 4
每个晶胞含钠离子
个
离子的配位数（C.N.）指一个离子周围最邻近的异 电性离子的数目。氯化钠晶体中钠离子的配位数 为 6 ，氯离子的配位数为 6 。 与Na+等距离且最近的Na+ 有 12 ， 与Cl-等距离且最近的Cl-有 12 。
(2)电荷因素----正负离子的电荷比
CaF2 晶体中正离子配位数8,负离子配位数为 4 。
TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数为
多少？
(3)键性因素----离子键的纯粹程度
2.晶格能
• 1.晶格能:在标准状况下,气态正离子和气态负 离子形成1mol离子晶体所释放的能量. • • • • • 2.影响晶格能的因素: (1)与正负离子电荷成正比 (2)与核间距成反比(与半径成反比) 3.晶格能与离子晶体的物理性质: 晶格能越大,离子晶体越稳定,熔沸点越高、硬 度越大.
面心立方最密堆积（铜型）
金属晶体的两种最密堆积方式
金 属 晶 体 的 四 种 堆 积 方 式
堆积 采纳这种堆积 空间利 模型 的典型代表 用率
简单 立方 钾型 (bcp) Po (钋) K、Na、Fe 52% 68% 74% 74%
配位数
6 8 12 12
晶胞
镁型 Mg、Zn、Ti (hcp) 铜型 Cu, Ag, Au (ccp)
一、晶体与非晶体
1、晶体与非晶体的区别
固体 外观
具有规则 的几何外 形 不具有规 则的几何 外形
微观结构
自范性
各向异 性
有
熔点
晶体 非晶体
粒子在三维 有（能自 空间周期性 发呈现多 面体外形) 有序排列
固定 不固 定
粒子排列相 无(不能自 发呈现多面 对无序 体外形)
无
本质区 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列 别
2、三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
面心立方
3.晶胞中粒子个数的计算
均摊法：晶胞任意位置上的一个粒子如果是 被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个 粒子分得的份额就是1/x
体心：1
面心：1/2
棱边：1/4
顶点：1/8
三、四种晶体结构与性质的比较
晶体类型 离子晶体 晶体粒子 粒子间作 用力 熔沸点 硬度 溶解性 阴、阳离子 离子键 较高 硬度较大 原子晶体 原子 共价键 很高 很硬 难溶解 分子晶体 分子 分子间作用 力 很低 一般较软 相似相溶 金属晶体 金属阳离子和 自由电子 金属键 差别很大
NaCl晶体中阴、阳离子配位数
（2）CsCl晶胞
①铯离子和氯离子的位置： 铯离子：体心 氯离子：顶点；或者反之。 ②每个晶胞含铯离子、氯离子的个数 铯离子：1个 ；氯离子：1个 ③氯化铯晶体中铯离子的配位数为 8 的配位数为 8 。 与Cs+等距离且最近的Cs+ 有 与Cl-等距离且最近的Cl-有 6 ，氯离子
（与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 ）
干冰的晶体结构图
五、各类晶体的结构特征
分子的非密堆积
氢键具有方向性
冰的结构
冰中１个水分子周围有 ４个水分子
五、各类晶体的结构特征
2、原子晶体的结构特征 （1）金刚石
基本结构单元为正四面体，最小的 环为六元环。碳原子数与碳碳键数 之比为1:2
109º 28´
导电情况 固体不导电， 熔化或溶于水 后导电 实例
不导电 一般不导电； （除硅、 有些溶于水导 良导体 锗） 电
强碱、大多数盐、 金刚石、二氧 大多数全部由 活泼金属氧化物 化硅、晶体硅、 非金属元素组 金属单质、合金 碳化硅 成的物质
四、晶体熔沸点高低的判断
⑴不同晶体类型的熔沸点比较
.一般：原子晶体>离子晶体>分子晶体（有例外） .常温常压下不同状态的物质：固体＞液体 ＞气体