晶体结构与性质演示课件PPT人教版

金属晶体的原子空间堆积模型1
• 简单立方堆积（ Po） 晶胞的形状是什么？
含几个原子？
1、简单立方堆积
钋型
金属晶体的原子空间堆积模型2
• 体心立方堆积（ IA，VB，VIB）
金属晶体的堆积方式──钾型
2、体心立方堆积 钾型
配位数：8 空间占有率： 68.02%
思考：密置层的堆积方式有哪些？
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【讨论1】 金属为什么易导电？ 在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由 电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件 下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以 金属容易导电。
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
晶体类型 导电时的状态 导电粒子 离子晶体 金属晶体
修高 3二 ）化 第学 三（ 章选
第四节
金属晶体
Ti
固原二中 高二年级组
zhf 09· 03· 04
金属样品
Ti
一、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
金属为什么具有这些共同性质呢?
二、金属的结构
金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体 组成粒子：金属阳离子和自由电子 作用力：金属离子和自由电子之间的较强作 用—— 金属键（电子气理论） 金属键强弱判断: 阳离子所带电荷多、 半径小－金属键强， 熔沸点高。
两种排列方式的配位数分 金属晶体的原子堆积模型
别是多少？哪种排列方式 金属原子在平面上有几种排列方式？ 使一定体积内含有的原子 数目最多？
（a）非密置层 （b）密置层
思考：金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？ 活动·探究：
将乒乓球在三维空间堆积起来，有几种不同的堆积方式？ 比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利 用率、晶胞的区别。

[特别提醒] (1)原子晶体中只含有共价键，分 子晶体中以共价键结合成分子，而分子之间以 范德华力相结合。 (2)石墨属于混合型晶体，虽然质地很软，但 其熔点比金刚石还高，其结构中的碳碳键比金 刚石中的碳碳键还强。
[固本自测] 2. 下列说法正确的是 ( ) A. 分子晶体中一定存在分子间作用力，不一 定存在共价键 B. 存在共价键的晶体一定是分子晶体 C. 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 D. 元素的非金属性越强，其单质的活泼性一 定越强 答案：A
[特别提醒] (1)具有规则几何外形的固体不一 定是晶体，如玻璃； (2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性 的最小部分，而不一定是最小的“平行六面 体”。

[固本自测] 1. 下列关于晶体与晶胞的说法正确的是( ) A. 晶体有自范性但排列无序 B. 不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C. 晶胞是晶体中的最小的结构重复单元 D. 固体SiO2一定是晶体 答案：C 解析：晶体组成微粒排列有序，A错，不同的 晶体有不同的晶胞，B错，存在无定形SiO2即 非晶体，D错。
分子间作用力 2. 分子间通过 结合形成的晶 体称为分子晶体。 、 、二氧 气态氢化物 非金属单质 化碳等气体以及多数 形成的晶 有机化合物 体大都属于分子晶体。分子晶体的组成微粒 分子 是 ，组成微粒间的相互作用是微弱的 范德华力 ，破坏它只需外界提供较少的能量， 较低 较小 ，硬度 挥发性 故分子晶体的熔点通常 ，有较强 氢键 的 。对组成和结构相似的晶体中又 不含 的物质来说，随着 的增 分子间作用力 相对分子质量 熔、沸点 大， 增强， 四卤化碳 升高。符合 卤素单质 此规律的物质有 、 、碳族元 稀有气体 素的气态氢化物、 等。

成离子键
能形成自由电子
离子电荷数越大，
键的强
原子半径越小，共用电
离子半径越小，
弱判断
子对数越多，键能越大
键能越大
金属阳离子半径越小， 离子所带电荷数越多， 金属键越强
影响 离子化合物的熔 分子的稳定性，原子晶 金属单质的熔沸点等
性质 沸点、硬度等 体的熔沸点、硬度等
存在 离子化合物，如 非金属单质，如H2；共 价化合物，如HCl；离
(5)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。 (6)构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，在这些原子 的分子中不存在化学键。 (7)非金属元素的原子之间也可以形成离子键，如NH4Cl等。 (8)金属键只存在于金属单质或合金中。
3.离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系
化学键的种类
解析答案
2.化学键与物质类别的关系 (1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如金刚石、 晶体硅、氮气等。 (2) 只 含 极 性 共 价 键 的 物 质 ： 一 般 是 不 同 非 金 属 元 素 构 成 的 化 合 物 ， 如 HCl、NH3等。 (3)既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、C2H6等。 (4)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。如MgO、NaCl中只含 有离子键，NaOH、Na2O2、NH4Cl中既含有离子键，又含有共价键。
(2)晶体中碳碳键之间的夹角为__1_0_9_°2_8_′ _，碳原子采取了 ____s_p_3 __杂化。
(3)最小环上有___6_____个碳原子。
如二氧化硅的结构为
①每个硅原子都采取 sp3 杂化，以 4 个共价单键与 4 个氧原子结合，每个
氧原子与 2 个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原

(3)观察下列三个图片，说明了什么？
答案 晶体在不同方向上导电性、导热性不同；而非晶①晶体具有自范性。 它是指在适当条件下可以自发地呈现多面体外形的性质。它是晶体中结 构微粒在微观空间呈现 周期性的有序排列 的宏观表象。 ②晶体具有固定的熔点。 ③晶体具有各向异性。 它是指在 不同的方向上表现出不同 的物理性质，如强度、导热性、光学 性质等。例如：蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度是不同 的。 3.“盐成卤水，暴晒日中，即成方印，洁白可爱”，说明 结晶 可获得晶 体，除此之外，熔融态物质 凝固 ，气态物质的 凝华 均可得到晶体。
12
2.非晶硅光电薄膜产业的研发成长，在转换效率上，已逐渐接近于多晶硅 太阳能电池，发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业 的增长速率，将比多晶硅太阳能产业更为快速，非晶硅薄膜技术将成为今 后太阳能电池的市场主流。 试探究下列问题： (1)下图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅？
a：__非__晶__硅___；b：__晶__体__硅__。 解析 从粒子在微观空间里是否有有序性 和自范性角度观察。
12
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是__A__C_D___。 A.玻璃是非晶体 B.固体粉末都是非晶体 C.晶体内部质点具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性 D.区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X-射线衍射实验 解析 A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体； B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或 电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。
归纳总结
1.晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶 胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置，就可以认识整个晶 体的结构。 2.晶胞中微粒个数的计算，其关键是正确分析晶胞中任意位置上的 一个微粒被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞，情况不同。

受热熔化后化学键不发生变化的只有分子晶体、克服的是氢键或分子间作用力、分子晶体熔点低。 【答案】A【解析】由于r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷数依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依
荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离的平方成反比， 次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高，A不正确。
次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高，A不正确。r(F－)＜ r(Cl－)＜r(Br－)，故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小，B正确。
在CsCl、NaCl、CaF2晶体中，阴离子的配位数分别为8、6、4，C正
确。r(Mg2＋)＜r(Ca2＋)＜r(Ba2＋)，故MgO、CaO、BaO中离子键依次
③对于相同类型的离子晶体，晶格能越大，离子键越强，
熔沸点越高，硬度越大。几种离子晶体的晶格能和熔点、
硬度数据如下表。
AB型离 离子电 子晶体 荷数
晶格能 /(kJ·mol－1)
熔点/℃
NaF
1
923
993
摩氏硬度 3.2
NaCl 1
786
801
2.5
NaBr 1
NaI
1
MgO
2
CaO
2
747 704 3 791 3 401
晶格能。
对没志气的人，路程显得远;对没有银钱的人，城镇显得远。
【讨论交流1】（1）影响晶格能大小的因素有哪些？ 【问题探究】离子晶体溴化钠、氯化钠和氧化镁的核间距和晶格能(部分)如下表所示。
晶格能/(kJ·m晶体性质的关系
因Q、P中阳离子均为Na+,阴离子所带电荷数相同,故晶格能的差异是由成键离子核间距决定的，晶格能越大,表明核间距越小,C项正确。

答案:(1)YBa2Cu3O7 (2)2∶1
。
。


解析:(1)由题图可知,该晶胞中 N(Cu)=8×+8×=3,N(Ba)=2,


N(Y)=1,N(O)=12× +8× =7,


则钇钡铜氧的化学式为 YBa2Cu3O7。
(2)根据题中各元素的化合价,以及化合物中各元素的正负化
合价的代数和为零可知,+2价铜与+3价铜的化合价之和为7,
于体心,数目为 1,化学式为 XY3Z,D 项正确。
2.最近发现一种由R、Q、T三种原子构成的气态团簇分子,
其分子模型如图所示,则该分子的化学式为(
)。
A.RQT
C.RQ3T
答案:D
B.RQ2T
D.R8Q6T
二、晶体结构的测定
1.测定晶体结构最常用的仪器是 X射线衍射仪 。当单
一波长X射线通过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用,会

确;B 项中,晶胞中含有 X、Y 的个数比为 1∶(8×)=1∶1,化学式


为 XY,B 项错误;C 项中,晶胞中含有 X 的数目为 4×+1=,晶胞

中含有 Y 的数目为 4× = ,化学式为 X3Y,C 项正确;D 项中,晶



胞中含有 X 的数目为 8×=1,晶胞中含有 Y 的数目为 6×=3,Z 位
(1)晶胞是晶体的最小重复单元。( √ )
(2)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。( × )
(3)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。( × )
微训练 1.下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单
元的排列方式,图中:○—X,·—Y,⊗—Z。其中对应的化学式

第十二章 物质结构与性质（选修3）
第十二章 物质结构与性质（选修3）
第十二章 物质结构与性质（选修3）
第十二章 物质结构与性质（选修3）
第十二章 物质结构与性质（选修3）
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第十二章 物质结构与性质（选修3）
第十二章 物质结构与性质（选修3）
• 高三化学组
考纲要求★靶向明确
第十二章 物质结构与性质（选修3）
第十二章 物质结构与性质（选修3）
第十二章 物质结构与性质（选修3）
第十二章 物质结构与性质（选修3） 第十二章 物质结构与性质（选修3） 第十二章 物质结构与性质（选修3）
第六课时
第十二章 质结构与性质（选修3）
晶体结构与性质（一） 第十二章 物质结构与性质（选修3）
计算。
才自清明志自高。
对没志气的人，路程显得远;对没有银钱的人，城镇显得远。
桐山万里丹山路，雄风清于老风声
海纳百川有容乃大壁立千仞无欲则刚
志，气之帅也。
强行者有志。
虽长不满七尺，而心雄万丈。
三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。
知识点一 鱼跳龙门往上游。
谁不向前看，谁就会面临许多困难。 心随朗月高，志与秋霜洁。
晶胞、晶体结构
天才是由于对事业的热爱感而发展起来的，简直可以说天才。
桐山万里丹山路，雄风清于老风声 成功往往偏向于有准备的人 志气和贫困是患难兄弟，世人常见他们伴在一起。
模型
志坚者，功名之柱也。登山不以艰险而止，则必臻乎峻岭。
鸟贵有翼，人贵有志。
困，你是人类艺术的源泉，你将伟大的灵感赐予诗人。
无所求则无所获。
有志登山顶，无志站山脚。
虽长不满七尺，而心雄万丈。

B
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
MgB2
5、涉及密度的计算
1
a
ρ = m = nM =
V
V
2 NA
M
a3
或者：
Na+ Cl-
ρ=
4 NA
M
(2a)3
三、晶体分类
根据组成晶体的微粒的种类及微粒之间的 作用不同而分成四种类型：
不导电
良好
溶解性
典型实例
多Na数ONNH易aaO2、O溶H等N、于aCN水la、ClH、相CHHl、似Ce、Cl相、lP2 溶C4、、l2S、S、等C金不O刚2、溶石金SiO、刚2S、石i、S、i一数等Si般与CN、不水a、溶反NFAea，应、l、少CAul
（1）性质差异——如外形、硬度、熔点、折 光率
（2）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。
思考:根据已有知识,举例说明如何制得晶体?
5、晶体形成的途径： 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.
小结：晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构
定义： 晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体
2、晶体的特点和性质：
（1）自范性 ： 即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
（2）各向异性 （3）有固定的熔点 （4）均一性 （5）对称性
3、晶体和非晶体的本质区别是什么？
构成固体的粒子在三维空间里是 否呈现周期性的有序排列
4、晶体和非晶体的鉴别：
晶体
非晶 体