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晶体结构与性质

2013 届一轮复习专题. 晶体结构与性质. 江苏省栟茶高级中学高三化学备课组. 考点要求：. 1 、理解离子键的含义，能说明离子键的形成。 2 、了解 NaCl 型和 CsCl 型离子晶体的结构特征，能用晶格能解释典型离子化合物的物理性质。 3 、知道分子间作用力的含义，理解化学键和分子间作用力的区别。了解氢键的存在对物质性质的影响。 4 、知道分子晶体的含义，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。 5 、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。 6 、能用金属键的自由电子理论解释金属的一些物理性质。

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晶体结构与性质

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  1. 2013届一轮复习专题 晶体结构与性质 江苏省栟茶高级中学高三化学备课组

  2. 考点要求： 1、理解离子键的含义，能说明离子键的形成。 2、了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征，能用晶格能解释典型离子化合物的物理性质。 3、知道分子间作用力的含义，理解化学键和分子间作用力的区别。了解氢键的存在对物质性质的影响。 4、知道分子晶体的含义，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。 5、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。 6、能用金属键的自由电子理论解释金属的一些物理性质。 7、知道金属晶体的基本堆积方式，了解常见金属晶体的晶胞结构特征。 8、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。

  3. 命题趋势： • 1、化学键类型和晶体类型的判断 • 2、各类晶体物理性质的比较 • 3、物质熔沸点高低的判断 • 4、晶体的空间结构及化学式的推断

  4. 离子晶体 1、离子键 2、离子化合物 3、离子晶体 离子键的配位数（C.N.） 4、离子晶体的物理通性 5、晶格能 规律 岩浆晶出规则

  5. 金属晶体 大多数金属单质都有较高的熔点，说明了什么？金属能导电又说明了什么？ 说明金属晶体中存在着强烈的相互作用;金属具有导电性,说明金属晶体中存在着能够自由移动的电子。 分析：电子气理论 通常情况下，金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱，在金属晶体内部，它们可以从金属原子上“脱落”下来，形成自由移动的电子。这些电子不是专属于某几个特定的金属离子，而是均匀分布于整个晶体中。

  6. （1）定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。（1）定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。 1.金属键 （2）形成 成键微粒:金属阳离子和自由电子 存 在:金属单质和合金中 （3）方向性: 无方向性

  7. 2. 金属的物理性质具有金属光泽,能导电,导热,具有良好的延展性,金属的这些共性是有金属晶体中的化学键和金属原子的堆积方式所导致的 （1）导电性 （2）导热性 （3）延展性

  8. 合金 (1)定义：把两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金。 例如： 黄铜是铜和锌的合金（含铜67%、锌33%）；青铜是铜和锡的合金（含铜78%、锡22%）；钢和生铁是铁与非金属碳的合金。 故合金可以认为是具有金属特性的多种元素的混合物。

  9. (2) 合金的特性 ① 合金的熔点比其成分中金属 ②具有比各成分金属更好的硬度、强度和机械加工性能 低

  10. 四种晶体的比较

  11. 化学键与分子间作用力的比较 熔沸点、 溶解性等

  12. 常见晶体

  13. 原子晶体 半径大小 共价键强弱 键长长短 熔沸点 离子晶体 晶格能大小 离子半径大小 离子所带电荷多少 所属晶体的类型 金属晶体 金属键强弱 离子半径大小 离子所带电荷多少 组成和结构相似： 相对分子质量 氢键的存在有反常 分子间作用力大小 分子晶体 晶体熔沸点比较 常温下的状态

  14. 六、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） ⑵同种晶体类型物质的熔沸点比较 ①离子晶体： 熔沸点越高 阴、阳离子电荷数越大，半径越小 ②原子晶体： 原子半径越小→键长越短→键能越大 熔沸点越高 ③分子晶体： 组成和结构相似的分子晶体 熔沸点越高 相对分子质量越大，分子的极性越大 ④金属晶体： 熔沸点越高 金属阳离子电荷数越高，半径越小

  15. 晶胞 1.定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元 面心立方 简单立方 体心立方 三种典型立方晶体结构

  16. 2.立方晶体中晶胞对质点的占有率 晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞 体心： 1 面心： 1/2 立方晶胞 棱边： 1/4 顶点： 1/8

  17. 四种晶体类型的常见例子 1. 离子晶体 (1)NaCl：一个Na+周围以离子键同时结合个 Cl-，与一个Na+距离最近的Na+有个，在一个晶胞中含Na+、Cl-的数目均为个。 6 12 4

  18. 第二层的离子 NaCl晶体的结构示意图

  19. CsCl晶体的结构：

  20. （2）CsCl：一个Cs+周围以离子键同时结合___个Cl-，与一个Cs+距离最近的Cs+有___个，在一个晶胞中含Cs+、Cl-均为___个。（2）CsCl：一个Cs+周围以离子键同时结合___个Cl-，与一个Cs+距离最近的Cs+有___个，在一个晶胞中含Cs+、Cl-均为___个。 8 6 1

  21. 氯化铯晶体结构模型

  22. CaF2的晶胞

  23. ZnS型离子晶体

  24. CO2分子 2、分子晶体 二氧化碳晶体结构模型

  25. CO2分子晶体，在一个晶胞中含有___个CO2分子，与一个CO2分子距离最近且等距离的CO2分子有____个。 4 12

  26. 干冰晶体结构示意图 CO2分子 Na+ Cl- 每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。

  27. 氢键具有方向性 分子的非密堆积 冰中１个水分子周围有４个水分子 冰的结构

  28. 分子晶体结构特征 （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）

  29. 3. 原子晶体 （1）金刚石：一个C原子周围以共价键同时结合____个C原子，键角为_________，形成正四面体结构，并不断向周围扩展成空间网状结构。 4 109°28′ 109º28´ 共价键

  30. 金刚石晶胞

  31. （2） 二氧化硅的晶体结构示意图 Si O 180º 109º28´ 共价键

  32. 过渡型晶体石墨的晶体结构 分子间作用力,层间距3.35× 10－10 m C－C 共价键 石墨中C－C夹角为1200， C－C键长为(0.142nm) 1.42×10－10 m

  33. 石墨晶体中每一层为正六边形的平面状结构，如下图，则每一个正六边形占有____个碳原子,___个C—C键。石墨晶体中每一层为正六边形的平面状结构，如下图，则每一个正六边形占有____个碳原子,___个C—C键。 2 3

  34. 4、金属晶体的原子堆积模型 (1)原子在二维平面上的两种放置方式 密置层 配位数为６ 非密置层 配位数为４

  35. (2)金属晶体的原子堆积模型 三维堆积－四种方式 由非密置层一层一层堆积而成 简单立方堆积 钾型体心立方

  36. Ａ Ｂ Ａ Ｃ Ｂ Ａ 铜型 镁型 金属晶体的两种最密堆积方式

  37. (3)金属晶体的四种堆积模型对比

  38. O Ca Ti 典型题： １、 2、已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞如图所示，则该物质的化学式__________ CaTiO3 Ca:Ti:O=1:1/8×8:12×1/4 =1:1:3

  39. 1/8 1/4 例：1987年2月，朱经武（Paul Chu）教授等发现钇钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性，若该化合物的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是（ ） A. YBa2CuO7-X B. YBa2Cu2O7-X C. YBa2Cu3O7-X D. YBa2Cu4O7-X C Ba ：2 Y：1 Cu：8×(1/8) + 8×(1/4) = 3

  40. 典例分析 例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱 柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 A、MgB B、MgB2 C、Mg2BD、Mg3B2

  41. 典例分析 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 Mg2B

  42. 最近发现一种有钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，结构如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为______

  43. 晶体结构图形解题思路 归纳小结： 找出晶体中结构单元（晶胞） 分析一个原子被几个结构单元共用 图中结构单元中原子数目×1/n （n表示几个结构单元共用） 得出结论：一个结构单元平均占有几个原子

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