高中化学 晶体结构与性质
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高中化学知识点:晶体结构与性质晶体结构与性质是高中化学中重要的知识点之一。
晶体是由原子、分子或离子等微观粒子沿着空间做周期性重复排列所形成的固体物质,具有规则的几何外形和固定的熔点。
晶体结构与其性质有着密切的关系,了解晶体结构可以帮助我们更好地理解晶体的性质和特征。
一、晶体结构晶体结构是指晶体中原子或离子的排列方式以及它们之间的相互作用。
根据晶体中微观粒子的种类和排列方式,可以将晶体分为离子晶体、分子晶体、原子晶体等不同类型。
其中,离子晶体是最常见的晶体之一,其基本结构单元是正负离子,这些离子通过离子键相互结合。
分子晶体则是由分子通过范德华力相互结合形成的,而原子晶体则是原子通过共价键相互结合形成的。
在晶体结构中,晶胞是最基本的结构单元,它是一个重复单位,可以代表整个晶体结构。
晶胞具有规则的几何外形,并且具有对称性。
晶胞中的原子或离子的排列方式以及它们之间的相互作用,决定了晶体的物理和化学性质。
二、晶体的性质1、晶体的导电性晶体的导电性是指晶体在电场的作用下能够导电的能力。
离子晶体具有较好的导电性,因为离子晶体中存在可以自由移动的离子。
而分子晶体和原子晶体由于分子或原子之间的相互作用比较强,其导电性相对较差。
2、晶体的热稳定性晶体的热稳定性是指晶体在温度变化时保持其结构的稳定性和物理性质的能力。
离子晶体具有较高的热稳定性,因为离子键的键能较大,而分子晶体和原子晶体由于分子或原子之间的相互作用比较弱,其热稳定性相对较差。
3、晶体的还原性晶体的还原性是指晶体在化学反应中失去电子的能力。
离子晶体具有较强的还原性,因为离子晶体中的离子容易失去电子。
而分子晶体和原子晶体由于分子或原子之间的相互作用比较强,其还原性相对较差。
此外,晶体的光学性质、磁性、机械性质等也是晶体性质的重要组成部分。
不同的晶体结构对应不同的物理和化学性质,理解和掌握晶体结构和性质之间的关系对于我们更好地认识化学世界具有重要的意义。
三、晶体结构与性质的关系晶体结构和性质之间存在着密切的关系。
晶体结构与性质知识总结晶体是由原子、离子或分子组成的固体,它们按照一定的规则排列而形成的,在空间上具有周期性的结构。
晶体的结构与性质密切相关,下面对晶体的结构和性质进行总结。
一、晶体的结构:1.晶体的基本单位:晶体的基本单位是晶胞,它是晶格的最小重复单位。
晶胞可以是点状(原子)、离子状(离子)或分子状(分子)。
2.晶格:晶格是一种理想的周期性无限延伸的结构,它由晶胞重复堆积而成。
晶格可以通过指标来描述,如立方晶系的简单立方晶格用(100)、(010)和(001)来表示。
3.晶系:晶体按照对称性的不同可以分为立方系、四方系、正交系、单斜系、菱面系、三斜系和六角系等七个晶系。
4.点阵:点阵是晶胞中原子、离子或分子的空间排列方式。
常用的点阵有简单立方点阵、体心立方点阵和面心立方点阵。
5.晶体的常见缺陷:晶体中常见的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷包括空位、间隙原子和杂质原子等;线缺陷包括晶体的位错和附加平面等;面缺陷包括晶体的晶界、孪晶和堆垛疏松等。
二、晶体的性质:1.晶体的光学性质:晶体对光有吸收、透射和反射等作用,这取决于晶格结构和晶胞的对称性。
晶体在光学显微镜下观察时,有明亮的晶体颗粒。
2.晶体的热学性质:晶体的热学性质主要包括热容、热传导和热膨胀等。
晶体的热传导性能与晶胞的结构和相互作用有关,不同晶体的热传导性能差异很大。
3.晶体的电学性质:晶体的导电能力与晶体的结构和化学成分密切相关。
一些晶体可以具有金属导电性,例如铜、银和金等;而其他晶体可以具有半导体或绝缘体导电性。
4.晶体的力学性质:晶体的力学性质涉及到晶体的刚性、弹性和塑性等。
晶体在受力作用下可能发生形变,这取决于晶格的结构和原子、离子或分子之间的相互作用力。
5.晶体的化学性质:晶体的化学性质取决于晶体的成分和结构。
晶体可能与其他物质发生化学反应,形成新的物质。
晶体的化学性质对其功能和应用具有重要影响。
综上所述,晶体的结构与性质密切相关。
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。
高中化学晶体的结构与性质知识点及相关例题讲解自然界中的固体可以分为两种存在形式:晶体和非晶体。
晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。
晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列,从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的,而且具有固定的熔点和规则的几何外形。
一、晶体固体可以分为两种存在形式:晶体和非晶体。
晶体的分布非常广泛,自然界的固体物质中,绝大多数是晶体。
气体、液体和非晶体在一定条件下也可转变为晶体。
晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。
晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列,从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的,而且具有固定的熔点和规则的几何外形。
二、晶体结构1.几种晶体的结构、性质比较2.几种典型的晶体结构:(1)NaCl晶体(如图1):每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+,离子个数比为1:1。
(2)CsCl晶体(如图2):每个Cl-周围有8个Cs+,每个Cs+周围有8个Cl-;距离Cs+最近的且距离相等的Cs+有6个,距离每个Cl-最近的且距离相等的Cl-也有6个,Cs+和Cl-的离子个数比为1:1。
(3)金刚石(如图3):每个碳原子都被相邻的四个碳原子包围,以共价键结合成为正四面体结构并向空间发展,键角都是109o28',最小的碳环上有六个碳原子。
(4)石墨(如图4、5):层状结构,每一层内,碳原子以正六边形排列成平面的网状结构,每个正六边形平均拥有两个碳原子。
片层间存在范德华力,是混合型晶体。
熔点比金刚石高。
(5)干冰(如图6):分子晶体,每个CO2分子周围紧邻其他12个CO2分子。
高二化学——晶体结构与性质一.晶体常识1.晶体与非晶体比较(1)概念:晶体:由原子、分子、离子等微粒在三维空间按一定的规律呈周期性有序排列而形成的固体。
非晶体:内部粒子在三维空间排列呈相对无序状态而形成的固体。
(2)晶体和非晶体在性质上的差异相关解释(1)自范性:晶体能自发的实现多面体外形的性质。
①实现自范性的条件:晶体生长的速率适当。
②晶体的自范性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现。
(2)做x射线衍射实验、出现峰值,而非晶体没有。
这是二者最可靠的区别手段。
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(1)概念:晶胞是描述晶体结构的基本单元。
(2)晶胞特点:①晶胞一般都是平行六面体。
②整块晶体由晶胞“无隙并置”而成③同种晶体晶胞中原子种类完全相同晶体结构的堆积方式:原理:组成晶体的原子、离子或分子在无其他因素(如共价键的方向性)影响时,在空间的排列大都服从紧密堆积原理。
这是因为分别借助没有方向性的金属键、离子键和分子间作用力形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中,都趋向于使原子或分子吸引尽可能多的原子或分子分布与周围,并以密堆积的方式降低体系的能量,使晶体变得比较稳定。
类型:①等径圆球密堆积:同种分子或原子,大小相同。
适用于分子晶体、金属晶体。
②非等径圆球密堆积:阴、阳离子,大小不同。
适用于离子晶体。
③原子晶体不遵循密堆积。
5.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。
若晶胞是六棱柱,则顶点上粒子占1/6,侧棱上粒子占1/3,上下面上棱占1/4。
6.晶胞密度公式M(摩尔质量)=【晶体配位数:配位数反映了晶体空间构型的紧密程度,配位数越大,排列程度越紧密。
晶体的结构与性质晶体是由原子、分子或离子结构规则地排列而成的物质。
晶体的结构与性质密切相关,本文将就这两方面进行探讨。
一、晶体的结构晶体的结构由周期性的、有序的结构单元构成。
晶格是指晶体中原子、分子或离子的空间排列方式。
晶格是重复的,且具有平移对称性。
晶体的结构构成有三个要素:结构单元、晶体晶格和晶体对称性。
1.结构单元结构单元是指晶体中以晶格为单位所重复出现的最小结构单元,通常由几个原子、离子或分子构成。
例如,金刚石晶体中的结构单元是一个碳原子与四个相邻的碳原子方向而成的四面体。
2.晶体晶格晶体晶格是指结构单元通过平移而得到的三维有序排列方式。
晶体中的晶格具有特殊的对称性,可以被描述为点阵、面阵或空间群。
点阵是晶体中已知单胞的基本单位,它在三维空间中重复排列构成晶体。
面阵是晶体中由重出现排列的单胞面所构成的排列,通常用于描述平面电声晶体。
空间群则是晶体中单胞的空间重复排列方式,具有丰富的对称性和分子结构信息。
3.晶体对称性晶体对称性包括点群对称性、平面群对称性和空间群对称性。
点群对称性是指晶体中一个晶格单元的一系列对称操作所具有的对称性。
平面群是指晶体中具有一定晶面对称性的平面所对应的对称操作,通常用于描述平面电声晶体。
空间群则是晶体中单胞的空间重复排列方式所具有的对称性。
二、晶体的性质晶体的性质受到晶体结构、原子、分子或离子的排列方式以及化学键的强度等因素的影响。
晶体的性质表现为热学性质、光学性质、电学性质、磁学性质等。
1.热学性质晶体的热学性质随温度变化而变化,包括热膨胀系数、热传导率、热导率、热容等。
晶体的热膨胀系数与晶体的结构紧密相关,晶体结构相对稳定的晶体热膨胀系数较低。
2.光学性质晶体的光学性质是晶体中分子或离子吸收、散射、透过或折射光线的方式和规律。
光学性质包括吸收谱、荧光谱、紫外线谱等。
每一种晶体的光学性质都有独特的特点,其差异体现在某些颜色或光谱信息上。
3.电学性质电学性质与晶体的结构、化学键的特点等密切相关。
高中化学知识点:晶体结构与性质晶体常识1.晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒在三维空间里呈周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性无各向异性区别方法熔点法有固定熔点无固定熔点X射线对固体进行X-射线衍射实验2.晶胞(1)概念:描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置。
①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙;②并置:所有晶胞平行排列、取向相同。
分子晶体和原子晶体1.分子晶体(1)结构特点①晶体中只含分子。
②分子间作用力为范德华力,也可能有氢键。
③分子密堆积:一个分子周围通常有12个紧邻的分子。
(2)典型的分子晶体①冰:水分子之间的主要作用力是氢键,也存在范德华力,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。
②干冰:CO2分子之间存在范德华力,每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子。
2.原子晶体(1)结构特点①晶体中只含原子。
②原子间以共价键结合。
③三维空间网状结构。
(2)典型的原子晶体——金刚石①碳原子取sp3杂化轨道形成共价键,碳碳键之间夹角为109°28′。
②每个碳原子与相邻的4个碳原子结合。
金属晶体1.“电子气理论”要点(1)该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而把所有金属原子维系在一起。
(2)金属晶体是由金属阳离子、自由电子通过金属键形成的一种“巨分子”。
(3)金属键的强度差异很大。
2.金属晶体的构成、通性及其解释金属晶体结构微粒作用力名称导电性导热性延展性金属阳离子、自由电子金属键自由电子在电场中定向移动形成电流电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子碰撞而导热当金属受到外力作用时,金属晶体中的各原子层就会相对滑动,但不会改变其体系的排列方式,而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3.金属晶体的常见堆积结构型式常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积A1Cu、Ag、Au 12体心立方堆积A2Na、K、Fe 8六方最密堆积A3Mg、Zn、Ti 12离子晶体1.离子晶体(1)概念①离子键:阴、阳离子间通过静电作用(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化学键。