高三化学第15讲晶体结构 推荐
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证对市爱幕阳光实验学校高三化学原子结构、化学键及分子结构、晶体结构【本讲信息】 一. 教学内容:物质结构⎪⎩⎪⎨⎧晶体结构化学键及分子结构原子结构二. 教学要求:1. 掌握原子构成的初步知识。
2. 掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及质量数与中子数、质子数之间的相互关系。
3. 掌握核外电子排布规律。
4. 掌握离子键、共价键、金属键的涵义。
5. 理解键的极性与分子极性的关系。
6. 了解分子间作用力、氢键的概念。
7. 掌握几种晶体类型的结构特点和性质。
三. 教学:1. 原子核外电子的排布规律。
2. 离子键、共价键的概念,能用电子式表示离子化合物和共价化合物及其形成过程。
3. 三种晶体的结构和性质。
四. 知识分析:1. “六种量〞及其涵义〔1〕质子数:即原子核内质子个数,也称为原子序数,它是决元素品种的重要因素。
〔2〕中子数:即原子核内中子个数。
当质子数相同,而中子数不同时,便提出了同位素的概念。
〔3〕核外电子数:原子中,质子数于电子数,因此整个原子不显电性;当质子数>电子数时,该微粒是阳离子,当质子数<电子数时,该微粒为阴离子。
〔4〕质量数:将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值之和为质量数,用“A 〞表示。
由于电子质量忽略不计,质量数可以近似地表示相对原子质量的大小。
〔5〕同位素的相对原子质量:其意义是某同位素的一个原子质量与C 12原子质量121的相比照值。
初中化学所学的相对原子质量实质上是同位素的相对原子质量。
例如:O 168的一个原子质量为kg 2610657.2-⨯,一个C 126的质量为kg 2610993.1-⨯ O 168的相对原子质量〔6〕元素的相对原子质量:其意义是各种天然同位素的相对原子质量与它的原子所占的原子个数百分比的乘积之总和。
氧元素的相对原子质量[])(O Ar759.999949.15⨯=%+037.09991.16⨯%+204.09992.17⨯%注:我们在题中常用质量数代替同位素的相对原子质量,以此求得的结果称为元素的近似相对原子质量,如: 氧元素的近似相对原子质量759.9916⨯=%037.017⨯+%204.018⨯+%2. 晶体类型与化学键、分子极性之间的关系:由上可知:① 离子晶体〔或离子化合物〕一含离子键。
第五章晶体结构§5-1晶体的点阵理论1. 晶体的结构特征人们对晶体的印象往往和晶莹剔透联系在一起。
公元一世纪的古罗马作家普林尼在《博物志》中,将石英定义为“冰的化石”,并用希腊语中“冰”这个词来称呼晶体。
我国至迟在公元十世纪,就发现了天然的透明晶体经日光照射以后也会出现五色光,因而把这种天然透明晶体叫做"五光石"。
其实,并非所有的晶体都是晶莹剔透的,例如,石墨就是一种不透明的晶体。
日常生活中接触到的食盐、糖、洗涤用碱、金属、岩石、砂子、水泥等都主要由晶体组成,这些物质中的的晶粒大小不一,如,食盐中的晶粒大小以毫米计,金属中的晶粒大小以微米计。
晶体有着广泛的应用。
从日常电器到科学仪器,很多部件都是由各种天然或人工晶体而成,如,石英钟、晶体管,电视机屏幕上的荧光粉,激光器中的宝石,计算机中的磁芯等等。
晶体具有按一定几何规律排列的内部结构,即,晶体由原子(离子、原子团或离子团)近似无限地、在三维空间周期性地呈重复排列而成。
这种结构上的长程有序,是晶体与气体、液体以及非晶态固体的本质区别。
晶体的内部结构称为晶体结构。
晶体的周期性结构,使得晶体具有一些共同的性质:(1) 均匀性晶体中原子周期排布的周期很小,宏观观察分辨不出微观的不连续性,因而,晶体内部各部分的宏观性质(如化学组成、密度)是相同的。
(2) 各向异性在晶体的周期性结构中,不同方向上原子的排列情况不同,使得不同方向上的物理性质呈现差异。
如,电导率、热膨胀系数、折光率、机械强度等。
(3) 自发形成多面体外形无论是天然矿物晶体还是人工合成晶体,在一定的生长条件下,可以形成多面体外形,这是晶体结构的宏观表现之一。
晶体也可以不具有多面体外形,大多数天然和合成固体是多晶体,它们是由许多取向混乱、尺寸不一、形状不规则的小晶体或晶粒的集合。
(4) 具有确定的熔点各个周期内部的原子的排列方式和结合力相同,到达熔点时,各个周期都处于吸热溶化过程,从而使得温度不变。
14种晶体结构晶体是由原子、分子或福隔离子按照一定的空间规则排列而成的有序固体。
晶体结构是指晶体中原子、离子或分子排列的规则和顺序。
在固体物质中,晶体结构的种类有很多种,其中比较常见的有以下14种:1. 立方晶体结构:最简单的晶体结构之一,具有三个等长的边和六个等角,包括简单立方、体心立方和面心立方三种类型。
2. 六方晶体结构:其晶胞的基本结构是六方密堆,其中最典型的就是六方晶体和螺旋晶体。
3. 正交晶体结构:晶胞具有三个不相互垂直的晶轴,分别被称为a、b 和c 轴,是最常见的晶体结构之一。
4. 单斜晶体结构:晶胞具有两个不相互垂直的晶轴,是晶体结构中的一种。
5. 三方晶体结构:具有三个相等的轴,夹角为60度,最常见的晶体结构之一是石英。
6. 菱晶体结构:晶胞内部有四面体结构,是一种简单的晶体结构。
7. 钙钛矿晶体结构:一种具有钙钛矿结构的晶体,包括钙钛矿结构和螺旋钙钛矿结构。
8. 蜗牛晶体结构:晶胞的形状像一只蜗牛的壳,是晶体结构中的一种。
9. 立方密排晶体结构:晶胞的结构是立方密排,是晶体结构中的一种。
10. 体心立方晶体结构:晶体结构的晶胞中有一个原子位于晶体的中心,是晶体结构中的一种。
11. 面心立方晶体结构:晶体结构的晶胞的各个面的中心有一个原子,是晶体结构中的一种。
12. 钻石晶体结构:晶体结构的晶胞构成了一种钻石结构,是晶体结构中的一种。
13. 银晶体结构:晶体结构的晶胞构成了一种银结构,是晶体结构中的一种。
14. 锶钛矿晶体结构:晶体结构的晶胞构成了一种锶钛矿结构,是晶体结构中的一种。
晶体结构的种类繁多,每种晶体结构都有其独特的结构特点和性质,对晶体的物理和化学性质有着重要的影响。
研究晶体结构不仅可以帮助我们更好地了解晶体的构成和性质,还有助于我们在材料科学、物理化学等领域的应用和研究。
因此,对晶体结构的研究具有重要的科学意义和应用价值。
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。
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。
(3)一般形状为平行六面体。
(4)晶胞中粒子数目的计算——均摊法晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n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 n 。
长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算命题点1晶胞中粒子数与晶体化学式的确定1.如图所示是某原子晶体A空间结构中的一个单元、A与某物质B反应生成C、其实质是每个A—A键中插入一个B原子、则C物质的化学式为 ( )A.AB B.A5B4C.AB2D.A2B5C [根据结构、可知、在晶体C中、每个A连有4个B、每个B连有2个A、故C中A∶B=1∶2、故C的化学式为AB2。
]2.某Fe x N y的晶胞如图1所示、Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe、⎩⎪⎨⎪⎧①A周围有4个B ,B 周围有12个A②A周围有2个C ,C 周围有6个A ③B周围有6个D ,D 周围有2个B ④B周围有8个C ,C 周围有8个B ⑤C周围有12个D ,D 周围有4个C ⑥A周围有4个D ,D 周围有4个A命题点2 晶体密度、晶胞参数和空间利用率的计算 5.(20xx·全国卷Ⅰ、节选)图(a)是MgCu 2的拉维斯结构、Mg 以金刚石方式堆积、八面体空隙和半数的四面体空隙中、填入以四面体方式排列的Cu 。
图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。
可见、Cu 原子之间最短距离x =________pm 、Mg 原子之间最短距离y =________pm 。
设阿伏加德罗常数的值为N A 、则MgCu 2的密度是________g·cm -3(列出计算表达式)。
5.石墨晶体——混合型晶体(1)石墨层状晶体中、层与层之间的作用是范德华力。