晶体结构与性质知识总结
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高考物理晶体知识点总结在高中物理学习中,物理学家对于物质的研究起到了举足轻重的作用。
在材料研究中,晶体是一个重要的概念。
晶体是一种由具有高度有序排列的原子、离子或分子组成的物质。
在高考物理考试中,晶体也是一个常见的命题内容。
本文将对高考物理晶体知识点进行总结。
1. 晶体结构晶体结构是晶体的内部结构排列方式。
常见的晶体结构有立方晶系、正交晶系、四方晶系、六方晶系、三斜晶系等。
其中最常见的是立方晶系,也是最简单的晶体结构。
其特点是晶体的边长相等,角度相等。
通过了解晶体结构,我们可以进一步了解晶体的性质。
2. 晶体的性质晶体的性质是由晶体结构和组成元素决定的。
晶体的性质包括晶体的硬度、熔点、导电性等。
晶体的硬度与结构紧密相关,一般来说,晶体结构越紧密,晶体的硬度越大。
而晶体的熔点则与晶体间的相互作用有关,一般来说,相互作用越强,晶体的熔点越高。
晶体的导电性则由晶体中的自由电子或离子决定,含有自由电子或离子的晶体具有较好的导电性。
3. 晶体的缺陷在晶体中,由于各种因素的影响,会产生一些结构上的缺陷。
常见的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是指晶体中某个位置的原子或离子发生缺陷,例如缺失、取代等。
线缺陷是指某些晶胞中出现原子排列的错位,例如位错。
面缺陷是指晶体中某些平面的原子排列出现缺陷,例如晶界。
晶体的缺陷会影响晶体的性质和稳定性。
4. 晶体的衍射晶体的衍射是一个重要的物理现象。
晶体的衍射是指入射的光束在晶体结构内部发生折射、反射和干涉等现象,从而形成特定的衍射图样。
通过晶体的衍射图样,我们可以了解晶体的结构和晶胞参数等信息。
晶体衍射在X射线衍射和电子衍射等领域有着广泛的应用。
5. 晶体的应用晶体在生活中有着广泛的应用。
晶体的高硬度和透明度使其成为制造光学器件的理想材料,例如晶体振荡器、晶体管等。
晶体的独特的电学性质使其成为电子器件的核心材料,例如二极管、半导体等。
此外,晶体还广泛应用于化学、能源等领域。
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。
晶体结构与性质晶体结构与性质知识点第34讲晶体结构与性质(一)(考纲要求)1、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。
2、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。
3、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。
4、了解化学键和分子间作用力的区别。
5、了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含有氢键的物质。
6、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。
7、了解简单配合物的成键情况。
(课前预习区)一、认识晶体1、晶体的定义:微观粒子在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质2、晶体的特性:(1)有规则的几何外形(自范性:在适宜的条件下,晶体能够自发的呈现封闭的、规则的多面体外形。
)(2)有确定的熔点(3)各向异性:在不同的方向上表现不同的性质(4)具有特定的对称性3、晶体是由晶胞堆积得到的,故晶胞就能反映整个晶体的组成。
利用晶胞可以求化学式——均摊法。
均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。
若某个粒子为N 个晶胞所共有,则该粒子有1/N属于此晶胞。
以正方体晶胞为例,晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献为:顶点原子_______属于此晶胞棱上原子_______属于此晶胞面上原子_______属于此晶胞体内原子完全属于此晶胞若晶胞为六棱柱,则顶点原子有________属于此晶胞,棱上有________属于此晶胞。
练习、硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。
该化合物晶体结构中的重复结构单元如图所示。
十二个镁原子间形成正六棱柱,两个镁原子分别在棱柱上底、下底的中心;六个硼原子位于棱柱内。
则该化合物的化学式可表示为A 、Mg 14B 6 B 、MgB 2 ()● ○ Mg BC 、Mg 5B 12D 、Mg 3B 2二、晶体结构1、金属晶体(1)金属键:_____________________________________________________________成键微粒:________________________特征:影响金属键强弱因素及对金属性质的影响:(2)金属晶体:(3)金属晶体物理性质的解释2、离子晶体(1)离子键:____________________________________________________________成键微粒:_________________ 特征:____________________________影响离子键强弱因素:(2)离子晶体定义:(3)晶格能:①影响因素②与离子晶体性质的关系:晶格能越大,形成的离子晶体越,且熔点越,硬度越。
第三章晶体结构与性质一、晶体与非晶体第一节晶体的常识1.晶体的特征常见的物质聚集态有三种:固态、液态和气态。
固态物质(即固体)有晶体与非晶体之分。
晶体主要有以下四个特征:(1)晶体的构成粒子在三维空间呈周期性有序排列,因而外观上表现出规则的几何外形。
而非晶体却无规则的外形。
(2)自范性:晶体能自发呈现多面体外形,即熔融态物质在冷却凝固时,速率适当,能自法形成晶体。
这是晶体的本质特征,直接决定了其他性质。
(3)晶体有固定的熔,加热晶体.到达熔点时即开始熔化,在未完全熔化前,持续加热,温度不上升,此时供给的热都用来使晶体熔化,直到完全熔化,温度才开始上升。
(4)各向异性:同一晶格中在不同方向上质点排列一般不同,因此晶体的性质也随着方向的不同而有所差异.如强度、导热性、导电性、光学性质等。
此外在分析和实验过程中.我们还发现晶体的某些特点,如均一性:指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都相同对称性:晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
最小内能:在相同的热力学条件下,晶体与同种物质的非晶体固体、液体、气体相比较内能最小。
稳定性:晶体由于有最小内能,因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
能使X射线产生衍射:当入射光的波长与光栅缝隙大小相当时.能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体结构的周期大小相近,所以晶体是个理想的光栅。
它能使X射线产生t衍射。
利用这种性质,人们建立了测定晶体结构的主要实验方法。
非晶态物质没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。
生活中常用上述性质上差异的可行方面,来间接地区分晶体与非晶体,但最可靠的科学方法是对固体X射线衍射实验,常朋X射线衍射仪。
单一波长的X射线通过晶体时,会在记录仪上看到分离的斑点或谱线而在同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分离的斑点或明显的谱线。
3.得到晶体的三条途径(1)熔融态物质凝固。
(2)气态物质凝华。
(3)溶质从溶液中析出。
二、晶胞1.晶胞是从晶体中“截取"出来具有代表性的最小结构单元从微观上讲,晶体是由构成粒子(分子、原子、离子)按一定几何规则构成的基本结构单元(晶胞),无间隙,并在立体空间里重复排列而成,正是这种排列的有序性和规则性决定了方向不同,排列不同,从而表现出各向异性。
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。
晶体相关知识点总结一、基本概念1. 晶体的定义晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而形成的固体结构。
晶体具有高度有序性,具有一定的周期性和对称性。
晶体是凝聚态物质的一种主要形式,占据了固态物质的绝大部分。
2. 晶体的种类根据晶体结构的不同,晶体可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等几种基本类型。
不同类型的晶体具有不同的物理性质和化学性质。
3. 晶体的分类根据晶体的外部形态,晶体可以分为单斜晶、正交晶、菱形晶、六方晶、四方晶、立方晶等几种基本类型。
不同类型的晶体具有不同的外部形态和对称性。
二、晶体结构1. 晶体的晶体结构晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式和规律。
晶体结构可以分为周期性结构和非周期性结构两种形式。
周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列具有一定的周期性,具有明显的晶格和对称性。
非周期性结构是指晶体中原子、离子或分子的排列没有明显的周期性,没有规则的晶格和对称性。
2. 晶体的晶格晶体的晶格是指晶体中原子、离子或分子所构成的三维空间排列的规则结构。
晶格可以分为周期性晶格和非周期性晶格两种类型。
周期性晶格是指晶格具有明显的周期性,有规则的排列和对称性。
非周期性晶格是指晶格没有明显的周期性,没有规则的排列和对称性。
3. 晶体的晶胞晶胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位。
晶胞可以分为原胞和扩展晶胞两种类型。
原胞是指晶体中最小的具有完整晶体结构的基本单位,包含了一个或多个原子、离子或分子。
扩展晶胞是指原胞在晶体结构中的重复排列,是构成晶体的基本单位。
三、晶体的生长1. 晶体生长的基本过程晶体生长是指在溶液、熔体或气相中,原子、离子或分子从溶液中萃取并在已生成的晶体上沉积,形成新晶体的过程。
晶体生长的基本过程包括成核、生长和成形几个阶段,成核是指溶液中原子、离子或分子聚集形成晶体的核心;生长是指晶体核心上原子、离子或分子的进一步沉积和排列生长;成形是指晶体的表面形态和结晶过程。
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。
第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体①晶体:是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。
②非晶体:是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。
2、晶体的特征(1)晶体的基本性质晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。
①自范性:a.晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。
b.“自发”过程的实现,需要一定的条件。
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。
②均一性:指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。
③各向异性:同一晶体构造中,在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。
④对称性:晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
在外形上,常有相等的对称性。
这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复,这就是对称性。
晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。
⑤最小内能:在相同的热力学条件下,晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比较,其内能最小。
⑥稳定性:晶体由于有最小内能,因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
⑦有确定的熔点:给晶体加热,当温度升高到某温度便立即熔化。
⑧能使X射线产生衍射:当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时,能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体结构的周期大小相近,所以晶体是个理想的光栅,它能使X射线产生衍射。
利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要试验方法。
非晶体物质没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。
(2)晶体SiO2与非晶体SiO2的区别①晶体SiO2有规则的几何外形,而非晶体SiO2无规则的几何外形。
②晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序,而非晶体SiO2内部质点排列无序。
③晶体SiO2具有固定的熔沸点,而非晶体SiO2无固定的熔沸点。
④晶体SiO2能使X射线产生衍射,而非晶体SiO2没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。
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
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。
3-1、晶体的常识一、晶体和非晶体1、概述——自然界中绝大多数物质是固体,固体分为和两大类。
* 自范性——晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
本质上,晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。
* 晶体不因颗粒大小而改变,许多固体粉末用肉眼看不到规则的晶体外形,但在显微镜下仍可看到。
* 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当,熔融态物质凝固速率过快常得到粉末或没有规则外形的块状物。
* 各向异性——晶体的许多物理性质如强度、热导性和光导性等存在各向异性即在各个方向上的性质是不同的二、晶胞1、定义——描述晶体结构的基本单元。
2、特征——(1)习惯采用的晶胞都是体,同种晶体所有的晶胞大小形状及内部的原子种类、个数和几何排列完全相同。
(2)整个晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
<1> 所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙;<2> 所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
3、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式——均摊法分析晶胞与粒子数值的关系(1)处于内部的粒子,属于晶胞,有几个算几个均属于某一晶胞。
(2)处于面上的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。
(3)处于90度棱上的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。
(4)处于90度顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞;处于60度垂面顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞;处于120度垂面顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。
4、例举三、分类晶体根据组成粒子和粒子之间的作用分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。
3-2、分子晶体和原子晶体一、分子晶体1、定义——只含分子的晶体。
2、组成粒子——。
3、存在作用——组成粒子间的作用为(),多原子分子内部原子间的作用为。
* 分子晶体中定含有分子间作用力,定含有共价键。
* 分子间作用力于化学键。
4、物理性质(1)熔沸点与硬度——融化和变形只需要克服,所以熔沸点、硬度,部分分子晶体还可以升华。
熔融一定破坏分子间的和可能存在的键,绝不会破坏分子内部的。
同为分子晶体的不同物质,一般来说尤其对于结构组成相似的分子,相对分子质量越大,熔沸点越;相对分子质量相差不大的分子,极性越大熔沸点越;含氢键的熔沸点会特殊的些。
例如:(2)溶解性——遵循同性互溶原理(或说相似相溶原理):即极性分子易溶于性溶剂(多为),如卤化氢(HX)、低级醇和低级羧酸易溶于极性溶剂水;非极性分子易溶于非极性(有机)溶剂,如硫、磷和卤素单质(X2)不易溶于极性溶剂水而易溶于非极性溶剂CS2、苯等。
同含氢键的溶解性会更,如乙醇、氨气与水。
5、类别范畴(1)除C、Si、B外的非金属单质,如卤素、氧气和臭氧、硫(S8)、白磷(P4)、足球烯(C60)、稀有气体等。
(2)除铵盐、SiO2、SiC、Si3N4、BN等外的非金属互化物,包括非金属氢化物和氧化物,如氨(NH3)、冰(H2O)、干冰(CO2)、三氧化硫(SO3)等。
(3)所有的酸分子(纯酸而非溶液)。
(4)大多有机物。
(5)除汞外常温下为液态和气态的物质。
(6)能升华的物质。
如干冰、碘、等。
6、结构例析如果分子间作用力只有范德华力,其分子占晶胞六面体的个顶角和个面心,若以一个分子为中心,其周围通常有个紧邻分子,这一特征称为分子密堆积,如O2、C60、CO2、I2等。
(1)干冰固态的,色透明晶体,外形像冰,分子间作用力只有,熔点较,常压能升华,常作制冷剂或人工降雨。
二氧化碳分子占据立方体晶胞的个面心和个顶角,与每个二氧化碳分子距离最近且相等的二氧化碳分子有个,若正方体棱长为a,则这两个相邻的CO2的距离为。
(2)冰固态的,色透明晶体,水分子间作用力除外,还有,氢键虽远小于共价键,但明显大于范德华力,所以冰的硬度较,熔点相对较。
每个水分子与周围距离最近且相等的水分子有个,这几个水分子形成一个的空间构型,晶体中水分子与氢键的个数之比为。
这一排列使冰中水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以冰的密度于液体水(4C的水密度最大,通常认为是1)。
(3)天然气水合物——可燃冰·海底储存的潜在能源,甲烷分子处于水分子形成笼子里,形式多样。
二、原子晶体1、定义——相邻间以键结合而成空间网状的晶体。
整块晶体是一个三维的共价键网状结构的“大分子”,又称共价晶体。
2、组成粒子——。
3、存在作用——。
4、物理性质(1)熔沸点与硬度——熔点、硬度,是原子晶体的特征。
具体综合考虑构型和键能。
同为原子晶体的物质,空间构型相似时,共价键键长越短,键能就越,熔沸点就越。
(2)溶解性——溶于极性溶剂,溶于非极性(有机)溶剂。
5、类别范畴(1)Si、B、Ge和C(金刚石)等非金属单质。
(2)SiO2、SiC、Si3N4、BN等。
6、结构例析(1)金刚石色晶体,天然硬度最,于导电和导热,溶于水和有机溶解。
能燃烧生成。
属于晶体,这种晶体的特点是;金刚石中与某个C原子紧邻即距离最近且相等C原子有(杂化),它们形成原子的构型,键角;由共价键构成最小环上有个 C原子(平均每个最小环上有1/2个碳原子和1个碳碳单键),晶体中C原子个数与C-C键数之比为。
金刚石晶胞可以看为8个小立方体形成的大立方体,碳原子占大立方体的个顶角、个面心(或说占大立方体的个一个中心、个棱心)以及其中间隔的个小立方体的中心(或说碳原子占每个小立方体间隔的个顶角和中心),平均每个晶胞含有个碳原子。
晶体硅(单晶硅)、碳化硅(金刚砂)结构和性质均与之相似。
(2)二氧化硅色晶体,硬度、熔点,于导电和导热,溶于水和有机溶剂。
只与酸和强碱反应。
用于制造水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维等。
相当于在晶体硅的每个硅硅键之间个插入了一个氧原子,每个Si与个O原子形成个共价键,这几个氧原子形成的空间构型为,每个O与个Si原子形成共价键。
在二氧化硅晶体中Si与O原子个数比为,平均每mol SiO2晶体中含有Si-O键最接近______mol。
* 石墨——色非金属单质,溶于水,质地软,熔点,可做铅笔芯和固体润滑剂,电和热的体,能做高温下的电极。
属于晶体,是状结构:层内碳原子间以相结合,C原子呈杂化,即每一个碳原子与紧邻的个碳原子形成个共价键(碳原子数与碳碳单键数之比为),这几个碳原子形成的空间构型为;层间存在的作用力为。
石墨中最小的碳环为元环,每个C原子被个六边形共用,平均每个环占有个碳原子,即碳原子数与碳环数之比为。
3-3、金属晶体一、金属键1、定义——2、特征——描述金属键最简单的理论是“电子气理论”3、强弱——F=K·Q1Q2/r2金属晶体导电性、导热性、延展性等共性以及熔沸点和硬度差异性解释。
二、金属晶体的原子堆积模型1、二维空间放置(1)非密置层——纵横成行,配位数为;(2)密置层——成行交错,配位数为。
2、三维堆积I、非密置层在三维空间的两种堆积方式:(1)简单立方堆积——三维成行堆积,晶胞为个原子形成的立方体,平均每个晶胞含有个原子。
配位数为,它们形成一个空间构型,空间利用率太低,为52%,只有金属钋(Po)采取这种堆积方式。
(2)体心立方堆积——晶胞为个原子形成的立方体(八顶角一中心),平均每个晶胞含有个原子。
配位数为,它们形成一个空间构型,空间利用率稍高,为68%,许多金属如IA族金属Na、K、Fe等采取这种堆积方式。
II、密置层在三维空间按体心立方堆积的两种堆积方式(3)六方最密堆积——按ABABABAB······的方式堆积,Mg、Zn、Ti等;(4)面心立方堆积——按ABCABCABC······的方式堆积,Cu、Ag、Au等。
~~均为金属晶体的最密堆积,配位数均为,空间利用率均为74%。
3-4、离子晶体一、离子晶体1、定义——由和通过键结合而成的晶体。
2、构成粒子——。
3、存在作用——构成粒子间一定存在,构成粒子内可能存在。
4、物理性质(1)熔沸点较,硬而脆;综合考虑离子晶格和键能,融化一定破坏键,不会破坏其中可能的存在的键。
F=K·Q1Q2/r2,即空间构型相似的离子晶体,离子电荷越、成键离子半径和越,熔沸点越高。
(2)大多溶于水,一定破坏键,可能破坏可能存在的部分或全部的键。
(3)固体导电,液态导电,水溶液导电。
一定为离子化合物,一定为电解质。
5、类别范畴——离子化合物(1)IA、IIA族等的活泼金属和VIA、VIIA族等的活泼非金属形成的化合物;(2)强碱和大多数盐;(3)熔融能导电的化合物。
6、结构例析离子晶体中的配位数(缩写为.)是指一个离子周围最邻近的异性离子的数目。
NaCl和CsCl的阴阳离子之比均为1:1,同属AB型离子晶体,但配位数不同。
晶体中正负离子的半径比是决定离子晶体的重要因素,简称几何因素;正负离子的电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素,简称电荷因素;离子的纯粹程度是决定离子晶体结构的又一因素,简称键性因素。
(1)氯化钠阴、阳离子的配位数为,即每个Na+紧邻个Cl—,这些Cl—构成的几何图形是;每个Na+与个Na+等距离相邻。
晶胞为八个小立方体并集形成的一个大的立方体,若钠离子占其个顶角和个面心的话,氯离子则占其个中心和个棱心,分别平均每个氯化钠晶胞含有个Na+和个Cl—。
若晶胞棱长为a,则相邻同性离子的核间距离为,相邻异性离子的核间距离为。
(2)氯化钾每个Cl—(或Cs+)周围与之最接近且距离相等的Cs+(或Cl—)共有个,这几个Cs+(或Cl—)在空间构成的几何构型为;在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有个,这几个Cs+(或Cl—)在空间构成的几何构型为;氯化铯晶胞为一个体心立方体即若铯离子占其个中心的话,氯离子则占其个顶角,平均一个氯化铯晶胞含有个Cs+和个Cl—。
若晶胞棱长为a,则相邻同性离子的核间距离为,相邻异性离子的核间距离为。
(3)氟化钙钙离子的配位数为,形成的空间构型为,氟离子的配位数为,形成的空间构型为,即钙离子与氟离子的个数比为;其晶胞立方体中:钙离子占其个顶角和个面心,氟离子占其八分小立方体的个中心(或说正套小立方体的个顶角);平均一个氟化钙晶胞含有个钙离子和个氟离子。
若晶胞棱长为a,则钙离子与钙离子的最近距离为,氟离子与氟离子的最近距离为,钙离子与氟离子的最近距离为。
二、晶格能1、定义——态离子形成摩尔离子晶体所的能量。
2、意义——是最能反映离子晶体稳定性的数据。
* 晶体类型列表分析* 物质熔沸点高低的比较(1)一般说来,原子晶体 > 离子晶体 > 金属晶体 > 分子晶体(2)如果同为原子晶体——比较共价键强弱:共价键成键原子半径之和越小,键长越,键能越,熔沸点就越。