晶體結構與性質1

第一節(jié)離子晶體、分子晶體和原子晶體晶體結構與性質【復習提問】在高一年級時，我們已經(jīng)學習了化學鍵的有關知識。什么叫化學鍵？又是怎樣分類的呢？化學鍵離子鍵共價鍵極性共價鍵非極性共價鍵【練習】指出下列物質中的化學鍵類型？Na2O2

、KCl、NH4Cl、HCl

、N2

、CaO、Na2SO4、NaOH

以上物質中哪些是離子化合物？哪些是共價化合物？哪些是只含離子鍵的離子化合物？哪些是既含離子鍵又含共價鍵的離子化合物？我們日常接觸的很多物質是固體，其中多數(shù)是晶體。什么是晶體呢？晶體的概念：內部原子（或分子、離子、原子團）有

規(guī)則地呈周期排列的固體。晶體的特征：①有規(guī)則的幾何形狀；

②具有一定的熔點。三種常見晶體的熔點金剛石食鹽干冰三種常見晶體的硬度金剛石食鹽為什么這幾種晶體的性質有如此大的差異？決定晶體物理性質的因素是什么?構成晶體微粒之間的結合力。結合力越強，晶體的熔沸點越高，晶體的硬度越大通常根據(jù)構成晶體的微粒種類及粒子之間的相互作用不同，可將晶體分為離子晶體、分子晶體、原子晶體及金屬晶體第一課時離子晶體閱讀并回答下列問題：1.什么叫離子晶體?2.構成離子晶體的微粒是什么?3.微粒間的作用力是什么?離子間通過離子鍵結合而成的晶體.陰、陽離子。離子鍵(鍵能較強,破壞時耗能大)強堿、大部分鹽、部分金屬氧化物可形成離子晶體。在離子晶體中，陰陽離子是按照一定規(guī)律在空間排列的。決定離子晶體的物理性質①熔沸點較高,硬度較大。②固態(tài)時不導電,熔融或水溶液中能導電。③溶解性：差異較大。4.哪些物質可形成離子晶體?

為什么NaCl的熔沸點比CsCl高？氯化鈉晶體結構圖氯化銫晶體結構氯化鈉晶體模型面心體心棱上頂點氯離子鈉離子思考：氯化鈉晶體中鈉離子和氯離子分別處于晶胞的什么位置？氯化鈉晶體結構思考：與一個鈉離子相鄰最近且距離相等的氯離子有多少個？距離是多少？（圖示距離為a）123456a氯化鈉晶體結構思考：與一個鈉離子相鄰最近且距離相等的鈉離子有多少個？距離是多少？（圖示距離為a）a123456789101112氯化銫晶體氯化銫的小晶胞銫離子：氯離子：思考：氯化銫晶體中氯離子和銫離子分別處于晶胞的什么位置？晶胞中微粒的計算思考：處于晶胞頂點上、棱上、面上的離子分別被多少個晶胞共用？總結晶胞中含微粒個數(shù)比的計算方法：2、在頂點：1、在內部：3、在面上：4、在棱上處于內部的離子，完全屬于該晶胞，該離子按1計入晶胞。處于頂點的離子，同時為8個晶胞共有，每個離子有1/8屬于晶胞。處于面上的離子，同時為2個晶胞共有，每個離子有1/2屬于晶胞。處于棱上的離子，同時為4個晶胞共有，每個離子有1/4屬于晶胞。氯化鈉的晶體結構構成微粒：空間構型：微粒個數(shù)比：Na+

和Cl-每個Na+周圍有6個Cl-每個Cl-周圍有6個Na+1:1而不是13：14，氯化鈉晶體中無單個分子練習

某物質的晶體中，含A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示（其中前后兩面心上的B原子不能畫出）。晶體中的A、B、C的原子個數(shù)比依次為：（A）1:3:1（B）2:3:1（C）2:2:1（D）1:3:3立方晶胞頂點粒子為8個晶胞共有棱上粒子為4個晶胞共有面上粒子為2個晶胞共有A:B:C=1/8×8:1/2×6:1=1:3:1第二課時分子晶體分子間作用力定義：把分子聚集在一起的作用力叫分子間作用力。

怎樣證明分子間存在作用力？說明了物質的分子間存在著作用力這種分子間的作用力又叫做范德華力。

范德華(1837～1923)，荷蘭物理學家。首先研究了分子間作用力。氣態(tài)液態(tài)固態(tài)降溫加壓降溫分子距離縮短分子距離縮短分子無規(guī)則運動分子有規(guī)則排列分子說明：1分子間作用力只存在于分子間?！咎釂枴吭贜aCl、KOH等離子晶體中是否存在分子間作用力？化學鍵：相鄰的原子之間強烈的相互作用叫做化學鍵。2與化學鍵相比，分子間作用力是一種比較弱的作用。分子間作用力雖然較弱，但不同的分子間的作用相對強弱也略有不同，一般有這樣的規(guī)律：組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力也越大?！舅伎肌糠肿娱g作用力的大小對物質的性質有影響嗎？3氣體分子能夠凝結為液體和固體，是分子間作用力作用的結果。固體熔化為液體要克服分子間作用力，所以分子間作用力越大，物質熔點越高；液體變?yōu)闅怏w時，也需克服分子間作用力，分子間作用力越大，則越不易氣化，物質沸點越高。如：教材圖1一4和圖1－5幾種物質熔、沸點與相對分子質量的關系范德華力化學鍵

存在于何種微粒之間

相互作用的強弱分子與分子間的作用力相鄰原子間的相互作用弱（幾到幾十kJ/mol）強（120～800kJ/mol）HCl分子中，H－Cl

鍵能為431kJ/mol,

HCl

分子間的作用力為21kJ/mol。

【思考】教材圖1一6中一些氫化物的沸點，與圖1一4、l－5對比。是什么原因造成NH3、H2O、HF沸點反常？【講述】因為它們的分子之間存在著一種比分子間作用力稍強的相互作用，使得它們只能在較高的溫度下氣化，這種分子之間的相互作用叫做氫鍵。氫鍵定義：在某些氫化物分子間存在著一種比分于間作用力稍強的相互作用，稱為氫鍵。

①強度：比分子間作用力稍強，但比化學鍵弱得多。

②表示方法：用“X—H…Y”表示X、Y代表F、O、N等非金屬性強、原子半徑小的原子。③影響：氫鍵的存在使物質的熔點、沸點相對較高。④存在：只存在于固態(tài)、液態(tài)物質中，氣態(tài)時無氫鍵。

【討論】1存在氫鍵的物質為何熔點、沸點相對較高？

2熱脹冷縮是一種物理現(xiàn)象，但水結冰時體積膨脹，為什么？

3如果水分子間無氫鍵存在，地球上將會是什么面貌？FFHHHHHFFF水可結冰，CO2也可以形成晶體，食用蔗糖以及I2、H2、H2SO4等都可以晶體形式存在，這些晶體的形成都是通過分子間作用力結合在一起的。這些晶體的結構和性質如何呢？分子晶體定義：分子間通過分子間作用力結合而成的晶體。特點：有單個分子存在，化學式就是分子式。實例：多數(shù)非金屬單質（如鹵素，氧氣）稀有氣體（如氦，氖，氬）氫化物（如氨，氯化氫）非金屬氧化物（如一氧化碳，二氧化硫）③溶解性:差異很大,即使是同一分子晶體在不同的溶劑中溶解性也有很大的差異.經(jīng)驗規(guī)律:相似相溶原理——非極性溶質一般能溶于非極性溶劑；極性溶質一般能溶于極性溶劑。離子晶體與分子晶體的比較分子晶體的物理性質①熔點和沸點較低、硬度較小。②導電性：固態(tài)及熔化時都不導電，溶于水時部分導電。

【分析】分子晶體的構成粒子是分子，在固態(tài)及熔化狀態(tài)時仍以分子形式存在，不能導電；像HCl這樣的共價化合物固態(tài)時為分子晶體，溶于水后，在水分子的作用下共價鍵被破壞，可電離為自由移動的離子，因而導電。二氧化碳晶體思考問題：1、二氧化碳分之處于立方體的什么位置？2、一個立方體中含有多少個二氧化碳分子？代表一個二氧化碳分子同一平面內二氧化碳分子的位置思考：1、距離最近的兩個二氧化碳分別在什么地方？2、在同一平面上與一個二氧化碳分子距離最近的二氧化碳分子有多少個？321距離最近的分子的位置思考：三維立體中，與一個二氧化碳分子距離最近的二氧化碳有幾個？左圖為CO2分子晶體結構的一部分。觀察圖形，說明每個CO2分子周圍有______個與之緊鄰等距的CO2分子;若設它們間的間距為dcm,則干冰的密度為:CO2分子結構題析答案:12

;ρ=m/v=44NA×4(2d)3g.cm-31．判斷一種晶體是離子晶體還是分子晶體，一是看構成晶體的粒子的種類，二是看粒子之間的相互作用（結合力），這兩點相互聯(lián)系，缺一不可。

2．由晶體性質可推斷晶體類型，由晶體類型也可推斷晶體性質?！拘〗Y】下列敘述不正確的是（）

A．由分子構成的物質其熔點一般較低

B．分子晶體在熔化時，共價鍵沒有被破壞

C．分子晶體中分子間作用力越大，其化學性質越穩(wěn)定

D．物質在溶于水的過程中，化學鍵一定會被破壞或改變C、D第三課時原子晶體離子晶體中含有的是陰陽離子，只有分子晶體中才有真正的分子。由于離子晶體和分子晶體的結構不同，兩種晶體的性質不同，如熔沸點上有較大區(qū)別。這節(jié)課我們學習金剛石、水晶、晶體硅、石墨等一些物質所屬晶體類型和性質。

【講述】金剛石中每個碳原子與周圍四個碳原子通過四個共價鍵形成正四面體型的結構，伸展成空間網(wǎng)狀結構、因此金剛石中只有通過共價鍵彼此連接的碳原子而沒有獨立存在的單個的分子，這又是一種類型的晶體—原子晶體。原子晶體定義：原子間通過共價鍵結合成的具有空間網(wǎng)狀結構的晶體。微粒間作用力：共價鍵構成微粒：原子物理性質：熔沸點很高，硬度很大，難溶于一般溶劑。大部分不導電。（SiO2為半導體材料）實例：金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等。注意：原子晶體的化學式只代表原子個數(shù)最簡比，原子晶體中沒有單個的分子，這一點與離子晶體相似；只有分子晶體類物質的化學式又可叫分子式。定義：原子間通過共價鍵結合成的具有空間網(wǎng)狀結構的晶體。基本單元：六元環(huán)金剛石晶體金剛石晶體思考，一個碳原子與多少個碳原子相連，多少個碳原子形成一個環(huán)？石墨晶體結構石墨的晶體結構俯視圖層狀結構的基本單元石墨的層狀結構可移動的電子：石墨的層間移動可自由移動的電子：石墨晶體石墨的六方晶胞用隧道掃描顯微鏡放大后的石墨層狀結構一些晶體兼容兩種或三種晶體結構的特點，稱為混合型晶體，如干電池的正極材料石墨，就是一種介于原子晶體和分子晶體之間的混合型晶體。石墨—混合型晶體石墨為什么很軟？石墨的熔沸點為什么很高？石墨為層狀結構，各層之間是范德華力結合，容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結構，碳原子之間存在很強的共價鍵，故熔沸點很高。所以，石墨稱為混合型晶體。練習石墨晶體的層內結構如圖所示，每一層由無數(shù)個正六邊形構成，則平均每一個正六邊形所占的碳原子數(shù)為每個碳原子為三個正六邊形共用，分屬于每個正六邊形的碳原子數(shù)為1/3個。

每個正六邊形的碳原子數(shù)為6×1/3=223.35×10-10m已知石墨晶體中C—C鍵長為1.42×10-10m,求（1）12克晶體中，正六邊形的數(shù)目有多少？（2）石墨的密度？答案（1）3.01×1023個(2)2.28g/cm3正六邊形面積=1/2a2sin60?！?本節(jié)知識歸納晶體類型離子晶體分子晶體原子晶體離子鍵范德華力共價鍵離子分子原子較高較低很高NaCl、CsCl干冰金剛石