高三化學(xué)晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1、晶晶 體體 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)高高 中中 化化 學(xué)學(xué) 多多 媒媒 體體 課課 件件晶體的概念晶體的概念 什么叫晶體什么叫晶體? 決定晶體物理性質(zhì)的因素是什么決定晶體物理性質(zhì)的因素是什么? 通過結(jié)晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形通過結(jié)晶過程形成的具有規(guī)則幾何外形的固體叫晶體。的固體叫晶體。 晶體中的微粒按一定的規(guī)則排列。晶體中的微粒按一定的規(guī)則排列。 構(gòu)成晶體微粒之間的結(jié)合力。構(gòu)成晶體微粒之間的結(jié)合力。 結(jié)合力越強(qiáng)，晶體的熔沸點(diǎn)越高，晶體結(jié)合力越強(qiáng)，晶體的熔沸點(diǎn)越高，晶體的硬度越大。的硬度越大。晶晶 體體 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)離離 子子 晶晶 體體分分 子子 晶晶 體體原原 子子 晶晶 體體知知 識(shí)識(shí) 歸歸 納納課課

2、 堂堂 練練 習(xí)習(xí)結(jié)束離 子 晶 體 離子晶體的概念離子晶體的概念 離子晶體的特點(diǎn)離子晶體的特點(diǎn) 哪些物質(zhì)屬于離子晶體哪些物質(zhì)屬于離子晶體?離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。晶體中無單個(gè)分子存在；晶體中無單個(gè)分子存在；NaCl和和CsCl是化學(xué)式不是分子式，陰陽離子個(gè)數(shù)比是化學(xué)式不是分子式，陰陽離子個(gè)數(shù)比1 1。強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、部分鹽類。形成動(dòng)畫結(jié)構(gòu)分子晶體 原子晶體熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。熔沸點(diǎn)較高，硬度較大，難揮發(fā)難壓縮。水溶液或者熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。水溶液或者熔融狀態(tài)下均導(dǎo)電。主目錄知識(shí)歸納 結(jié)束分 子 晶 體

3、 分子晶體的概念分子晶體的概念 分子晶體的特點(diǎn)分子晶體的特點(diǎn) 哪些物質(zhì)屬于分子晶體哪些物質(zhì)屬于分子晶體?分子間通過分子間通過分子間作用力分子間作用力結(jié)合成的晶體。結(jié)合成的晶體。有單個(gè)分子存在；化學(xué)式就是分子式。有單個(gè)分子存在；化學(xué)式就是分子式。熔沸點(diǎn)較低，硬度較小，易升華。熔沸點(diǎn)較低，硬度較小，易升華。干冰一干冰一離子晶體 原子晶體鹵素、氧氣、氫氣等多數(shù)非金屬單質(zhì)、稀有鹵素、氧氣、氫氣等多數(shù)非金屬單質(zhì)、稀有氣體、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物等。氣體、非金屬氫化物、多數(shù)非金屬氧化物等。主目錄干冰干冰二二知識(shí)歸納 結(jié)束分子間作用力 分子間作用力的概念分子間作用力的概念 分子間作用力的特點(diǎn)分子間作

4、用力的特點(diǎn) 一般規(guī)律一般規(guī)律把分子聚集在一起的作用力。又稱范德華力。把分子聚集在一起的作用力。又稱范德華力。比化學(xué)鍵弱得多，它對(duì)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等有比化學(xué)鍵弱得多，它對(duì)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等有影響。影響。對(duì)于組成與結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分對(duì)于組成與結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，其熔沸點(diǎn)也越高。子間作用力越大，其熔沸點(diǎn)也越高。主目錄 分子晶體 結(jié)束原 子 晶 體 原子晶體的概念原子晶體的概念 原子晶體的特點(diǎn)原子晶體的特點(diǎn) 哪些物質(zhì)屬于原子晶體？哪些物質(zhì)屬于原子晶體？相鄰原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合而成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相鄰原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合而成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的

5、晶體。的晶體。晶體中無單個(gè)分子存在；晶體中無單個(gè)分子存在；SiO2是化學(xué)式不是分子式，是化學(xué)式不是分子式，Si和和O原子個(gè)數(shù)比原子個(gè)數(shù)比1 2。熔沸點(diǎn)很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。不導(dǎo)電。熔沸點(diǎn)很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。不導(dǎo)電。金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。 金剛石金剛石動(dòng)畫動(dòng)畫離子晶體 分子晶體 知識(shí)歸納主目錄結(jié)束二氧化硅二氧化硅石墨 石墨為什么很軟？石墨為什么很軟？ 石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高？石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是以分子間作用力相結(jié)合，石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是以分子間作用力相結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以硬度很小。容易滑動(dòng)

6、，所以硬度很小。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同層碳原子之間以較強(qiáng)石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同層碳原子之間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合，所以熔沸點(diǎn)很高。的共價(jià)鍵結(jié)合，所以熔沸點(diǎn)很高。石墨石墨過渡型或混合型過渡型或混合型晶體晶體結(jié)束離子晶體 分子晶體知識(shí)歸納主目錄原子晶體晶體類型 構(gòu)成微粒 微粒間作用熔沸點(diǎn)實(shí)例硬度離子晶體分子晶體離子離子分子分子原子原子離子鍵離子鍵分子間作用力分子間作用力共價(jià)鍵共價(jià)鍵較高較高很低很低很高很高硬且脆硬且脆很小很小很大很大NaClCsCl干冰干冰金剛石金剛石知知 識(shí)識(shí) 歸歸 納納原子晶體課堂練習(xí) 結(jié)束主目錄課 堂 練 習(xí) 題 下列不存在化學(xué)鍵的下列不存在化學(xué)鍵的晶體晶體是：是：(

7、 )A.硝酸鉀硝酸鉀 B.干冰干冰 C.石墨石墨 D.固體氬固體氬 常溫常壓下的分子晶體是：常溫常壓下的分子晶體是： ( )A.碘碘 B.水水 C. 硫酸銨硫酸銨 D.干冰干冰 下列每組物質(zhì)發(fā)生變化所克服的粒子間下列每組物質(zhì)發(fā)生變化所克服的粒子間相互作用屬于同種類型的是：相互作用屬于同種類型的是： ( )A.食鹽和蔗糖熔化食鹽和蔗糖熔化 B.鈉和硫熔化鈉和硫熔化 C.碘和干冰升華碘和干冰升華 D.二氧化硅和氧化鈉熔化二氧化硅和氧化鈉熔化DAC結(jié)束離子晶體 分子晶體知識(shí)歸納主目錄原子晶體aabb=2a 在氯化鈉晶體中，若鈉離子與周圍最近的氯離子距離為在氯化鈉晶體中，若鈉離子與周圍最近的氯離子距離

8、為a，那么每個(gè)鈉離子周圍最近且等距離的鈉離子有，那么每個(gè)鈉離子周圍最近且等距離的鈉離子有 個(gè)，其距離為個(gè)，其距離為 。2a課 堂 練 習(xí) 題結(jié)束離子晶體 分子晶體知識(shí)歸納主目錄原子晶體12課 堂 練 習(xí) 題 在氯化鈉晶體中，若鈉離子與周圍最近的氯離子距離為在氯化鈉晶體中，若鈉離子與周圍最近的氯離子距離為a，那么每個(gè)鈉離子周圍最近且等距離的鈉離子有，那么每個(gè)鈉離子周圍最近且等距離的鈉離子有 個(gè)，個(gè)，其距離為其距離為 。 2a結(jié)束離子晶體 分子晶體知識(shí)歸納主目錄原子晶體課 堂 練 習(xí) 題金剛石晶體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子通過金剛石晶體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子通過 鍵形成許鍵形成許多碳原子環(huán)，其中，最小的碳

9、原子環(huán)含有多碳原子環(huán)，其中，最小的碳原子環(huán)含有 碳原子。碳原子。 共價(jià)共價(jià)6 6結(jié)束離子晶體 分子晶體知識(shí)歸納主目錄原子晶體 (1997全國高考全國高考)1996年諾貝化學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)年諾貝化學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家.C60分子分子是形如球狀的多面體是形如球狀的多面體(如圖如圖),該結(jié)構(gòu)的建立該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮基于以下考慮: C60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵原子形成化學(xué)鍵; C60分子只含有五邊形分子只含有五邊形和六邊形和六邊形; 多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系邊數(shù)的關(guān)系

10、,遵循歐拉定理遵循歐拉定理: 頂點(diǎn)數(shù)面數(shù)頂點(diǎn)數(shù)面數(shù)棱邊數(shù)棱邊數(shù)2 據(jù)上所述據(jù)上所述,可推知可推知C60分子有分子有12個(gè)五邊形和個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形個(gè)六邊形,C60分子所含的雙分子所含的雙鍵數(shù)為鍵數(shù)為30. 請(qǐng)回答下列問題請(qǐng)回答下列問題: (1) 固體固體C60與金剛石相比較與金剛石相比較,熔點(diǎn)較高者應(yīng)熔點(diǎn)較高者應(yīng)是是_,理由是理由是:_. (2)試估計(jì)試估計(jì)C60跟跟F2在一定條件下在一定條件下,能否發(fā)生能否發(fā)生反應(yīng)生成反應(yīng)生成C60F60(填填“可能可能”或或“不可不可能能”)_,并簡述其理由：并簡述其理由：_. (3)通過計(jì)算通過計(jì)算,確定確定C60分子所含單鍵數(shù)分子所含單鍵數(shù).C60

11、分分子所含單鍵數(shù)為子所含單鍵數(shù)為_. (4)C70分子也已制得分子也已制得,它的分子結(jié)構(gòu)模型可它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與以與C60同樣考慮而推知同樣考慮而推知.通過計(jì)算確定通過計(jì)算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目分子中五邊形和六邊形的數(shù)目. C70分子中分子中所含五邊形數(shù)為所含五邊形數(shù)為_,六邊形數(shù)為六邊形數(shù)為_. (1998全國全國)BGO是我國研制的一種閃爍晶是我國研制的一種閃爍晶體材料，曾用于諾貝爾獎(jiǎng)獲得者丁肇中的體材料，曾用于諾貝爾獎(jiǎng)獲得者丁肇中的著名實(shí)驗(yàn)，它是鍺酸鉍的簡稱。若知：著名實(shí)驗(yàn)，它是鍺酸鉍的簡稱。若知：在在GBO中，鍺處于其最高價(jià)態(tài)中，鍺處于其最高價(jià)態(tài) 在在GBO中，鉍的價(jià)

12、態(tài)與鉍跟氯形成某種共價(jià)氯化中，鉍的價(jià)態(tài)與鉍跟氯形成某種共價(jià)氯化物時(shí)所呈的價(jià)態(tài)相同，在此氯化物中鉍具物時(shí)所呈的價(jià)態(tài)相同，在此氯化物中鉍具有最外層有最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) GBO可看作是可看作是由鍺和鉍兩種元素的氧化物所形成的復(fù)雜由鍺和鉍兩種元素的氧化物所形成的復(fù)雜氧化物，且在氧化物，且在GBO晶體的化學(xué)式中，這兩晶體的化學(xué)式中，這兩種氧化物所含氧的總質(zhì)量相同。請(qǐng)?zhí)羁眨悍N氧化物所含氧的總質(zhì)量相同。請(qǐng)?zhí)羁眨?(1) 鍺和鉍的元素符號(hào)分別是鍺和鉍的元素符號(hào)分別是_和和_。 (2)GBO晶體的化學(xué)式是晶體的化學(xué)式是_。 (3)GBO晶體中所含鉍氧化物的化學(xué)式晶體中所含鉍氧化物的化學(xué)式_。 (1

13、999全國全國)(1)中學(xué)教材上圖示了中學(xué)教材上圖示了NaCl晶體晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。 NiO（氧化鎳晶體的結(jié)構(gòu)與（氧化鎳晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同，相同，Ni2+與最鄰近與最鄰近O2-的核間距離為的核間距離為a10-8cm，計(jì)算計(jì)算NiO晶體的密度（已知晶體的密度（已知NiO的摩爾質(zhì)量的摩爾質(zhì)量為為74.7gmol-1). (2)天然的和絕大部分人工制備的晶體都存天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某種在各種缺陷，例如在某種NiO晶體中就存在晶體中就存在如下圖所示如下圖所示的缺陷：一個(gè)的缺陷：一個(gè)Ni2+空缺，另有兩空缺，

14、另有兩個(gè)個(gè)Ni2+被兩個(gè)被兩個(gè)Ni3+所取代。其結(jié)果晶體仍呈所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中電中性，但化合物中Ni和和O的比值卻發(fā)生了的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為變化。某氧化鎳樣品組成為Nio.97O,試計(jì)算試計(jì)算該晶體中該晶體中Ni3+與與Ni2+的離子數(shù)之比。的離子數(shù)之比。 中學(xué)教材上圖示的中學(xué)教材上圖示的NaClNaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間沿伸得晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間沿伸得到完美晶體。到完美晶體。NiONiO晶體結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)與NaClNaCl相同，相同，NiNi2 2與鄰近的與鄰近的O O2-2-核間距為核間距為a a1010-8 -8 ，計(jì)算，計(jì)算NiONiO晶體

15、密度（已知晶體密度（已知NiONiO摩爾質(zhì)摩爾質(zhì)量為量為74.7g.mol74.7g.mol-1-1) )課 堂 練 習(xí) 題結(jié)束離子晶體 分子晶體知識(shí)歸納主目錄原子晶體1 23 45 68 78 中學(xué)教材上圖示的中學(xué)教材上圖示的NaClNaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間沿伸得晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間沿伸得到完美晶體。到完美晶體。NiONiO晶體結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)與NaClNaCl相同，相同，NiNi2 2與鄰近的與鄰近的O O2-2-核間距為核間距為a a1010-8 -8 ，計(jì)算，計(jì)算NiONiO晶體密度（已知晶體密度（已知NiONiO摩爾質(zhì)摩爾質(zhì)量為量為74.7g74.7gmolmol-1-1) )

16、課 堂 練 習(xí) 題解：解：在該晶體中最小正方體中所含的在該晶體中最小正方體中所含的Ni2+、O2個(gè)數(shù)均為個(gè)數(shù)均為: :18214 4= =（個(gè)）（個(gè)）2174.7g6.021023即晶體中每個(gè)小正方體中平均含有即晶體中每個(gè)小正方體中平均含有 個(gè)個(gè)NiONiO. .其質(zhì)量為其質(zhì)量為: :21而此小正方體體積為而此小正方體體積為(a(a1010-8-8) )3 3，故，故NiONiO晶體密度為：晶體密度為：2174.7g6.021023(a(a1010-8-8) )3 362. 0a3g. -3=結(jié)束離子晶體 分子晶體知識(shí)歸納主目錄原子晶體(2000全國全國)某期刊封面上有如下一個(gè)某期刊封面上有如下一個(gè)分子的球棍模型圖分子的球棍模型圖 圖中圖中“棍棍”代表代表單鍵或雙鍵或三鍵。不同顏色的球代單鍵或雙鍵或三鍵。不同顏色的球代表不同元素的原子，該模型圖可代表表不同元素的原子，該模型圖可代表一種一種 A鹵代羧酸鹵代羧酸 B.酯酯 C.氨基酸氨基酸 D.醇鈉醇鈉 Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+食鹽（晶體）的形成食鹽（晶體）的形成以以離子鍵離子鍵結(jié)合結(jié)合返回Na+食鹽的晶體結(jié)構(gòu)圖Cl-繼續(xù)Na+Cl-123546可見