第三章探究晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系(2)課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)——探究晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)1.觀察晶胞實(shí)物模型和動(dòng)畫演示，運(yùn)用切割法計(jì)算晶胞中包含的微粒數(shù)目。2.從宏觀和微觀兩個(gè)角度對(duì)比分析不同類型晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建構(gòu)晶體配位數(shù)尋找的思維模型。3.闡述不同類型晶體結(jié)構(gòu)與物質(zhì)熔沸點(diǎn)之間的關(guān)系，并能依據(jù)晶體類型預(yù)測(cè)晶體的性質(zhì)。第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)，即2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)于2022年2月4日開幕，2月20日閉幕。北京冬季奧運(yùn)會(huì)設(shè)7個(gè)大項(xiàng)，15個(gè)分項(xiàng)，109個(gè)小項(xiàng)。奧運(yùn)獎(jiǎng)牌主要是金、銀、銅三種金屬，它們屬于什么晶體類型？開幕式上，晶瑩剔透的“冰雪五環(huán)”驚艷亮相，冰雪又是什么晶體類型?還有，走進(jìn)國(guó)家速滑館“冰絲帶”，映入眼簾的是一整塊1.2萬(wàn)平方米的冰面，這是目前世界上采用：“二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)”打造的最大的多功能全冰面。傳統(tǒng)的人工造雪主要靠氟利昂，會(huì)造成臭氧層空洞。北京冬奧會(huì)的造雪用二氧化碳跨臨界制冷制冰技術(shù)，極大降低了碳排放，制冷過(guò)程中產(chǎn)生的高品質(zhì)余熱還可回收利用。那么，其中的二氧化碳固體屬于什么晶體類型？有什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？學(xué)習(xí)活動(dòng)任務(wù)展示要求1.金屬晶體金屬晶體的物理性質(zhì)；常見晶體的結(jié)構(gòu)配位數(shù)；熔沸點(diǎn)的比較1.完成學(xué)程中相應(yīng)學(xué)習(xí)活動(dòng)的內(nèi)容2.根據(jù)課堂要求分組展示，學(xué)科班長(zhǎng)進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)

2.離子晶體常見離子的晶體結(jié)構(gòu)離子晶體熔沸點(diǎn)的比較（晶格能）3.共價(jià)晶體

物理性質(zhì)（熔沸點(diǎn)、硬度）常見共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.分子晶體常見的分子晶體及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子晶體物理性質(zhì)（熔沸點(diǎn)、硬度）meiyangyang8602請(qǐng)你思考！

金屬晶體中的微粒是通過(guò)什么作用結(jié)合在一起的？Ti一、金屬晶體導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性金屬光澤金屬陽(yáng)離子和自由電子自由電子在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生定向移動(dòng)自由電子與金屬陽(yáng)離子碰撞傳遞熱量晶體中各原子層相對(duì)滑動(dòng)仍保持相互作用吸收波長(zhǎng)范圍極廣的光，并重新反射出來(lái)1.典型金屬晶體的結(jié)構(gòu)---補(bǔ)充補(bǔ)充1空間利用率：晶胞實(shí)際擁有的微粒的總體積與晶胞的體積比，表示堆積程度補(bǔ)充2配位數(shù)：在密堆積中，一個(gè)原子或離子周圍所鄰接【距離最近的】的原子或離子的數(shù)目稱為配位數(shù)(1)體心立方堆積（鈉）①體心立方堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：2②體心立方堆積晶胞的配位數(shù)：8③金屬原子的半徑r與正方體的邊長(zhǎng)a的關(guān)系：(2)典型結(jié)構(gòu)---面心立方最密堆積（銅）面心立方緊密堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：4面心立方緊密堆積晶胞的配位數(shù)：12金屬原子的半徑r與正方體的邊長(zhǎng)a的關(guān)系：(3)六方最密堆積（鎂）六方最密堆積晶胞平均占有的原子數(shù)目：2①六方最密堆積晶胞的配位數(shù)：12②金屬原子的半徑r與正方體的邊長(zhǎng)a的關(guān)系：a=2r1.典型金屬晶體的結(jié)構(gòu)總結(jié)---(等徑圓球的堆積)代表物質(zhì)原子個(gè)數(shù)配位數(shù)原子半徑和邊長(zhǎng)的關(guān)系空間占有率晶體模型簡(jiǎn)單立方堆積Po16a=2r52%體心立方密堆積NaKFe2868%六方最密堆積CuAgAu612a=2r74%面心立方最密堆積MgZnTi41274%金屬Na

MgAlCr熔點(diǎn)/℃97.565066019002.金屬的熔、沸點(diǎn)、硬度與金屬鍵的關(guān)系a、金屬元素的原子半徑b、單位體積內(nèi)價(jià)電子的數(shù)目一般而言：金屬元素的原子半徑越小，單位體積內(nèi)價(jià)電子數(shù)目越多，金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點(diǎn)越高。如何堆積呢？二、離子晶體成鍵微粒陰陽(yáng)離子微粒間作用力離子鍵（1）氯離子采取面心立方最密堆積，鈉離子位于氯離子組成的正八面體空隙中。（2）配位數(shù)：①每個(gè)Na＋周圍與之等距且距離最近的Cl-有6個(gè)。②它們所圍成的空間幾何構(gòu)型是正八面體。

(1)典型離子晶體的結(jié)構(gòu)---氯化鈉晶體Na＋Cl－(3）每個(gè)Na+周圍與之等距且距離最近的Cl-有___個(gè)，Na+有___個(gè)。每個(gè)Cl-周圍與之等距且距離最近的Na+有____個(gè)，Cl-有____個(gè)。612126Cl－Na＋【例】MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)（如圖），其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420nm，則r(O2-)為______nm。

提升訓(xùn)練①每個(gè)Cs＋同時(shí)吸引8個(gè)Cl－，每個(gè)Cl－同時(shí)吸引8個(gè)Cs＋，而Cs＋數(shù)目與Cl－數(shù)目之比為1:1②根據(jù)氯化銫的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個(gè)晶胞中有1個(gè)Cs＋，有1個(gè)Cl－。③在每個(gè)Cs＋周圍與它最近的且距離相等的Cs＋有6個(gè)。配位數(shù)為8(2)典型離子晶體的結(jié)構(gòu)---氯化銫晶體晶體NaClCsCl半徑比0.520.93配位數(shù)68思考：為什么NaCl晶體中Na＋的配位數(shù)為6,而CsCl晶胞中CS＋的配位數(shù)為8呢？陽(yáng)離子和陰離子的半徑比不同。陽(yáng)離子半徑越大，配位數(shù)越大。①Ca2＋【面心立方】的配位數(shù)：8②F－【空隙中】的配位數(shù)：4③一個(gè)CaF2晶胞中含：4個(gè)Ca2＋和8個(gè)F－（3）典型離子晶體的結(jié)構(gòu)—氟化鈣晶體①陽(yáng)離子【面心立方】的配位數(shù)：4②陰離子【空隙中】的配位數(shù)：4③一個(gè)ZnS晶胞中含：

4個(gè)陽(yáng)離子和4個(gè)陰離子（4）典型離子晶體的結(jié)構(gòu)——硫化鋅晶體（5）

離子晶體的特征1.含有離子鍵的晶體都是離子晶體2.離子晶體的熔沸點(diǎn)高且難揮發(fā)3.硬度較大，不具有延展性4.離子晶體固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)和溶于水后能導(dǎo)電5.溶解性，大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑，難溶于非極性溶劑(6)離子晶體熔沸點(diǎn)的比較---晶格能

1.概念：“1摩爾”

離子晶體形成氣態(tài)離子吸收的能量，通常取正值。2.表示：符號(hào)為U單位是KJ/mol,取正值3、影響晶格能大小因素離子晶體中陰陽(yáng)離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵越強(qiáng)，晶格能越大，晶體的熔沸點(diǎn)越高。電荷的影響＞半徑的影響三、共價(jià)晶體共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及物理性質(zhì)（1）構(gòu)成微粒及其相互作用：共價(jià)晶體物理性質(zhì)：①共價(jià)晶體中，由于各原子均以強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合。因此一般熔點(diǎn)高，硬度大。②結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高。共價(jià)晶體共價(jià)晶體物質(zhì)類別：1mol金剛石2mol共價(jià)鍵；4個(gè)原子共平面；每個(gè)C連12個(gè)六元環(huán)常見的共價(jià)晶體及其結(jié)構(gòu)：四、分子晶體分子晶體的概念及粒子間的相互作用（1）概念：只含分子的晶體稱為分子晶體（2）粒子間的相互作用力：分子晶體內(nèi)相鄰分子間以分子間作用力相互吸引，分子內(nèi)原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合（單原子分子除外，如Ar）

物理性質(zhì)：①分子晶體熔沸點(diǎn)較低，硬度較小、易升華。②導(dǎo)電性：一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電，有些在水中可以導(dǎo)電。③溶解性：與溶質(zhì)與溶劑的分子極性有關(guān)系，相似相溶。

常見的分子晶體：①所有非金屬氫化物，如水、硫化氫、氨、甲烷等②部分非金屬單質(zhì)，如鹵素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等③部分非金屬氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10④幾乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3⑤絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等分子晶體的結(jié)構(gòu)特征（兩種）（1）分子間作用力只有范德華力：晶體中分子堆積方式為分子密堆積，即以一個(gè)分子為中心，其周圍通?？梢杂?/p>

個(gè)緊鄰的分子。代表物：干冰、氧氣、C60如干冰的晶胞結(jié)構(gòu)如圖：①每個(gè)晶胞中有___個(gè)原子。②每個(gè)CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子有___個(gè)。121212面心立方最密堆積(2)分子間還有其他作用力：（非密堆積）水分子之間的主要作用力是_____，在冰的每個(gè)水分子周圍只有___個(gè)緊鄰的水分子。冰的晶體結(jié)構(gòu)如圖：氫鍵4

(1)分子晶體熔化時(shí)，只破壞分子間作用力不破壞化學(xué)鍵。

(2)以氫鍵作用形成的分子晶體，熔點(diǎn)高，HF、H2O、NH3、醇、羧酸、糖等物質(zhì)的熔點(diǎn)較高。

(3)不含氫鍵的分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸升高。例如，常溫下Cl2為氣態(tài)，Br2為液態(tài)，而I2為固態(tài)；CO2為氣態(tài)，CS2為液態(tài)。

(4)相對(duì)分子質(zhì)量相等或相近的極性分子構(gòu)成的分子晶體，其熔點(diǎn)一般比非極性分子構(gòu)成的分子晶體的熔點(diǎn)高，如CO的熔點(diǎn)比N2的熔點(diǎn)高。（5）同分異構(gòu)體之間：一般支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷

結(jié)構(gòu)越對(duì)稱熔沸點(diǎn)越低：鄰二甲苯>間二甲苯>對(duì)二甲苯分子晶體的熔沸點(diǎn)、硬度影響因素[必記結(jié)論]四大晶體類型的比較晶體類型金屬晶體離子晶體共價(jià)晶體分子晶體含義由金屬鍵形成的金屬單質(zhì)離子化合物結(jié)晶形成的晶體相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體只含分子的晶體組成粒子金屬陽(yáng)離子和自由電子陰、陽(yáng)離子原子分子粒子間作用力金屬鍵離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力晶體類型金屬晶體離子晶體共價(jià)晶體分子晶體熔、沸點(diǎn)差別較大（常溫汞為液態(tài)，鎢熔點(diǎn)為3410℃）較高高較低硬度差別較大略硬而脆很大較小溶解性一般不溶于水，少數(shù)與水反應(yīng)多數(shù)易溶一般不溶于各種溶劑部分溶于水導(dǎo)熱導(dǎo)電性良導(dǎo)體不良導(dǎo)體不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體不導(dǎo)電，部分水溶液導(dǎo)電熔化時(shí)破壞的作用力破壞金屬鍵破壞離子鍵破壞共價(jià)鍵破壞分子間作用力舉例鐵、銅氯化鈉、氯化銫金剛石、二氧化硅等冰、干冰等