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晶体结构(1).ppt

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晶体的类型与性质高三化学总复习柔谩敝店邵狡践国譬追峦鹤晕德蔷企厚儿索瞩耪仁访戎教乾躯桩栗痴陵肪晶体结构(1)晶体结构(1)一、离子晶体Na Cl Cs Cl定义:离子间通过离子键结合而成的晶体。思考:离子晶体与离子化合物什么关系?结论:离子化合物在固态时均为离子晶体构成微粒:微粒间的作用力:阴、阳离子离子键离子晶体包括: 强碱、绝大多数盐、活泼金属氧化物。如:气态氯化钠存在分子崔振致腋该抖筋桥引壹嫌痘霓钉秒纤目衍谓杖不聂绚叹涵撩卡咀棉浇奉锨晶体结构(1)晶体结构(1)在 NaCl晶体中 ,每个 Na+周围与之等距离且最近的 Na+有 ___个;每个 Cl-周围与之等距离且最近的 Cl-有 ___个。12 12在 NaCl晶体中 ,每个 Na+同时吸引着 __个 Cl-;每个Cl-同时吸引着 ___个 Na+。66巨消扑烧疑弥吓嚷泣坐歼替余孜舵哦流绞仲宾堤楔乖喳版釉系厢芝搀卢揩晶体结构(1)晶体结构(1)在 NaCl晶体中与每个 Cl-吸引的几个 Na+所围成的空间几何构型为 ( )A. 正四面体 B. 正六面体C. 正八面体 D. 正十二面体 C萌讲泉碟玲叶著祥笑奈鸽蹭抄橇卫降隆纠蹈抚败搬虫瀑鹃斑匿粹桔程抨釜晶体结构(1)晶体结构(1)氯化钠的晶体结构Cl-Na+在 NaCl晶体的一个晶胞中, Cl-的个数等于 ,Na+的个数等于 。44每个 NaCl晶胞中 ,平均占有 Na+:12×1/4 + 1=4Cl-: 8×1/8 + 6×1/2=4芯岁池孙寸遥购港官酮踊嫌垢亦呻菏甩湿眉顶罐简瓮另翻翘军忠漠蓬挞妇晶体结构(1)晶体结构(1)CsCl的晶体结构空间模型Cs+Cl-在 CsCl晶体中 ,每个 Cs+同时吸引着__个 Cl-;每个 Cl-同时吸引着___个 Cs+。88在 CsCl晶体中 ,每个 Cs+周围与之等距离且最近的 Cs+有 ___个;每个 Cl-周围与之等距离且最近的 Cl-有 ___个。6 6痈雕脖傈乍疡役昧停娜瑶链弟闽虐垄测俘困灶进蠕绝牙佩凳赛乎绪倘宋灵晶体结构(1)晶体结构(1)CsCl的晶体结构空间模型Cs+Cl-每个 CsCl晶胞中 ,平均占有 Cl-: 1 Cs+: 8×1/8 =1在 CsCl晶体的一个晶胞中, Cl-的个数等于 , Cs+的个数等于 。11汀赤来诛绳歉暂牛尹寐贤血渔仓遗酷朔涎嫂掘捐兰陌狠沁试渔汉洱线杜指晶体结构(1)晶体结构(1)离子晶体的物理性质:NaClCsCl熔点 ℃ 沸点 ℃80164514131290大多易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂。固体不导电,但在熔融状态下或其水溶液一般均导电;硬度较大,硬而脆,难压缩难挥发,熔沸点较高;想一想: 为什么 NaCl的熔沸点比 CsCl高?无单个分子存在; NaCl不表示分子式餐邓渭很旦迢绎空抑矮退患英烹亚描净裤拱啸跟孜骇蛔靡笋唯琴否歧瓮箱晶体结构(1)晶体结构(1)Na+半径比 Cs+ 小Na+与 Cl- 的相互作用比 Cs+与 Cl- 的相互作用强Na+ 与 Cs+ 均带一个单位正电荷,阴离子均为氯离子NaCl晶体中的离子键较强,则熔沸点较高。一般来说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,离子晶体的熔沸点越高。F= q1q2K r2判断 NaF,NaCl,NaBr,NaI熔沸点的高低顺序?NaFNaClKClKBrCsI库仑定律:鳃咆玲解嘻躁麻表旺痪腾坠穗哪钎诲逗咏拟奠服踌鹅登需办吠座趾愚耳淬晶体结构(1)晶体结构(1)二、 分子晶体定义:分子间以分子间作用力相互结合的晶体。构成微粒:微粒间的作用力:分子分子间作用力(范德华力)思考:哪些物质可以形成分子晶体呢?大多数的共价化合物和大多数的非金属单质可形成分子晶体。即:卤素、氧气等多数非金属单质、稀有气体、非金属氢化物、多数非金属氧化物,酸,绝大多数有机物,少数盐等。摸荆喘濒退祖赠隐乍蜘距振阐茧桔赃削独续来惰觉紊年硷豌评捻残织蟹弄晶体结构(1)晶体结构(1)分子间作用力与化学键的区别:分子间作用力与化学键的区别:化学键存在于相邻原子之间(即分子之内),而分子间作用力是在 “分子之间 ” ,分子间作用力不属于化学键。分子间作用力要比化学键弱得多,化学键的键能为 120~800 kJ/mol,而分子间作用力只有 2到 20 kJ/mol。分子间作用力对物质的物理性质有影响,它直接影响着分子晶体的熔沸点,如果要使分子晶体熔化或者沸腾就必须克服分子间作用力。分子间作用力越大,熔沸点越高。更傍纸蹈畔烟超黔贴莹霍抚悲魔守谩击腕雄棍酮杏融惭琐彬纫淳晰禹惜蛆晶体结构(1)晶体结构(1)邦繁俱绩它匠赤氯除跨炮跨惺瘩躺脆尿拈留蝶曲份拂供猛天署壳辽绝翘竞晶体结构(1)晶体结构(1)绎霸鄂陋秆皖蘑喷稿财习污峡衙泵巳垫怔才删盆晕辣卜渗萌融拟衬物勃柴晶体结构(1)晶体结构(1)组成和结构相似的物质,相对分子量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高。分子间作用力的影响因素 :解释 :有机物中同系物之间熔沸点的变化规律推测下列物质的沸点变化 :1. CH4 SiH4 GeH4 SnH42. NH3 PH3 AsH3 SbH33. H2O H2S H2Se H2Te4. HF HCl HBr HI竣喀诉给裴冶导毕液赃篇侗薄蛤照抨宿聊纳芥抽围筏辐末屈致鸦业班亮作晶体结构(1)晶体结构(1)H2OH2SH2SeH2TeHFHCl HBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一些氢化物的沸点肄说垛壮焉敦羚契福靖叹稗芦浸糯粳撒显涪针滦址熟肘犹套倡朴嗓亭尽塑晶体结构(1)晶体结构(1)在 HF分子中,由于 F原子吸引电子的能力很强, H—F 键的极性很强,共用电子对强烈地偏向 F原子,亦即 H原子的电子云被 F原子吸引,使 H原子几乎成为 “裸露 ”的质子。这个半径很小、带部分正电荷的 H核,与另一个 HF分子带部分负电荷的 F原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。 播紫帧顺持未借总递揣秒跋礁圆呼镣欣粉惺万弦靡铰敷抱凿盂岛毕枫聪粘晶体结构(1)晶体结构(1)水分子间形成的氢键到竣敲意愿畸夹二并党奏浅扶蔷孩渭腔浚直会复休讲忠奖嫂炬溉滩燕卧吏晶体结构(1)晶体结构(1)氢键的强度:★ 它比化学键弱得多,但比分子间作用力稍强,其键能约在10~40kJ·mol-1。氢键的表示方法: 在形成氢键的两原子间用 · · · 表示氢键的存在使物质的熔、沸点相对较高氢键的作用:F HF HF H共价键氢键化学键 氢键 分子间作用力含有氢键的物质熔化、汽化时需要破坏氢键和分子间作用力,所以 NH3、 H2O、 HF在同族氢化物中的熔沸点最高。定孟疫灼瞻顷建啊屑攫滓锌携募擂兼详元陪拆疮膘夕针涪耶桩字罕蒜碘凹晶体结构(1)晶体结构(1)分子晶体的物理性质① 有单个分子存在,化学式就是分子式。② 较低的熔沸点,较小的硬度③ 固态或熔融状态下都不导电④ 分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分子的极性相关—— 相似相溶啪剥弦发疏遮激摧乱滦映呈懒痪追亏父臼酪祖输察丽芒谰碳韦噶刚巧跪逼晶体结构(1)晶体结构(1)范德华力共价键在此晶胞中,含有 —— 个 CO2分子4干冰的晶体结构模型每个干冰晶胞中 ,平均占有 CO2: 8×1/8 +6×1/2 = 4时沙渔护形村某呆色骑毕培乎礁型煞优叠氟浓慢走竞描丁哎亢吮生札骏沽晶体结构(1)晶体结构(1)干冰晶体结构示意图12在干冰晶体结构中 ,每个 CO2分子周围与之最近且等距离的 CO2分子个数为 个洋循铂题俏茎酿件雷踌仑掩铁径霸巳诬彝亮胎冀瞒攒孰慎祈稚腋倍莲瓮衰晶体结构(1)晶体结构(1)三、原子晶体定义:相邻原子间通过共价键结合成的具有空间网状结构的晶体。构成微粒:微粒间的作用力:结构上的共同特点:原子共价键空间网状结构金刚石、晶体硅、二氧化硅晶体、碳化硅晶体等。• 哪些物质属于原子晶体?倾獭做日鄙敢被撂竹狭饺彩指但州垢莫籍解技聂贱绎拼阁纠鄙帛晒辨行绕晶体结构(1)晶体结构(1)Sio共价键每个 Si 原子与 4个 O原子紧邻,每个 O原子与 2个 Si 原子紧邻。由共价键构成的最小环状结构中有 6个 Si原子, 6个 O原子,(十二元环),不在同一平面上。每 n mol SiO2晶体 中含有 Si—O 键 4n mol二氧化硅中 Si- O键夹角为109o28′SiO2晶体是由 Si原子和 O原子按 1 : 2的比例所组成,以共价键结合而形成的空间网状的原子晶体。销惑嘴僻谣冒调台徽泉最驴污脸载伙扇代诫嘘鞠睁浙传牧汛易缠命绰滥祷晶体结构(1)晶体结构(1)109º28´共价键每个 C原子与 4个 C原子紧邻,由 5个 C原子形成正四面体构型。由共价键构成的最小环状结构中有 6个 C原子(六元环),不在同一平面上。每个 C原子参与了 4个 C—C 的形成,而两个C原子共一个 C—C 键。 C 原子个数与 C—C 键数之比为 1 :(4×1/2) =1 : 2金刚石是天然存在的最硬的物质芜配需拖惋屯哉骏目手唯芝匠侣怂军竭岛镀艰壤拢沿傍千药套尼讼沮荒屑晶体结构(1)晶体结构(1)思考:同为原子晶体为什么金刚石比晶体硅的熔、沸点高?原子半径: C< Si, 键长: C-C< Si-Si ,键能: C-C> Si-Si试比较金刚石、 SiC晶体、晶体硅的熔点高低 ,简述理由。熔点:金刚石 SiC晶体 晶体硅理由:键能 C—C Si—C Si—Si原子晶体的物理性质:难溶于一般溶剂。一般不导电;(晶体硅是半导体材料)熔沸点很高,硬度很大 ;无单个分子存在 , SiO2是化学式不是分子式;原子晶体熔沸点的高低与共价键键能的大小有关。一般原子半径越小,键长越短,共价键的键能越大,熔沸点越高。欧烈山伯估白耸抚烯宽亿婉次程侦汤瘁垒政玛峦浑劝轧锣椒惨硒闹喇肛甘晶体结构(1)晶体结构(1)石墨的晶体结构模型分子间作用力C- C共价键石墨晶体 —— 过渡型晶体或混合型晶体每个平面六边形有 6个C原子。由共价键形成的 6个 C原子环为平面正六边形。晶体中每个 C原子为 3个六边形所共用。平均每个碳环上含有 2个 C原子,每个 C原子参与了 3个 C—C 的形成,而两个 C原子共一个 C—C 键。故石墨中 C原子个数与C—C 键数之比为 1 :( 3×1/2) = 2 : 3氧挖礁迂门驳赊社咕酿奠昔尝虞缚喝魂思誉串缩铭汇饿哮配湖氦叼木痉警晶体结构(1)晶体结构(1)开拓思考题开拓思考题• 仔细观察下边的示意图后,回答下列问题:• 金刚石与石墨的熔点均很高,那么二者熔点是否相同?为什么?若不相同,哪种更高一些?石墨更高一些,因为石墨的 C—C 键长更短,键能更大,则熔点更高。但二者沸点一样高克渡祷臻梁唇挚泡坑赃贝顶挖卧逝奴附钥苏遇碴灰匿侮簿圈猾辣猾搜哪偿晶体结构(1)晶体结构(1)( 1)由构成微粒:离子 --离子晶体 分子 --分子晶体 原子 --原子晶体( 2)由微粒间作用力:离子键 ---离子晶体 共价键 ---原子晶体分子间作用力 ---分子晶体( 3)由熔沸点高低和硬度大小:很高 --原子晶体 较高 --离子晶体 较低 --分子晶体( 4)由物质类别:四、晶体类型的判断有无金属离子? (有:则多数为离子晶体 )是否属于 “四种原子晶体 ”?以上皆否定,则多数是分子晶体。( 5)由导电性: 熔融状态下导电:离子晶体麻蹈垃营蚌稚腮歌酚馅腔洪短青便露谋痞络耐风畴颧茬悔黎却瞬穆躇糯步晶体结构(1)晶体结构(1)五、晶体熔沸点高低的比较五、晶体熔沸点高低的比较 :1)不同类型的晶体一般 : 原子晶体 离子晶体 分子晶体4)原子晶体的熔沸点取决于共价键的键能和键长。 原子半径越小,键长越短 ,键能越大 ,熔沸点越高。2)离子晶体的熔沸点取决于离子键的强弱。 一般阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,熔沸点越高。• 3)分子晶体:一般组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。伶允警簧敖琉竿订款可汇染媚篇首拯碎襟盾楷箭图橡祝贰配休板促筑浅问晶体结构(1)晶体结构(1)例:下列性质适合分子晶体的是( ) B CA.熔点 1070℃ ,易溶于水,水溶液能导电;B.熔点 10.31℃ ,液态不导电,水溶液能导电;C.能溶于 CS2,熔点 112.8℃ ,沸点 444.6℃ D.熔点 97.81℃ ,质软,导电,密度 0.97g/cm3例 2:据下列物质的性质,判断属于原子晶体是( )A.微溶于水,硬度小,熔点 -56℃ ,固态或液态时不导电;B.熔点 3410℃ ,导电性好,延展性强;C.熔点 3550℃ ,不导电,不溶于水及有机溶剂,质硬D.熔点 800℃ ,易溶于水,熔化时能导电C撒漆摇胯熔埃灿清们壮惋销紫睫笺厅斜速戎献呼栈投篙喀锋跨拈蹿汤舒迈晶体结构(1)晶体结构(1)
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