晶体分类及其性质(高中无机化学先修)资料

1、晶体的分类及其性质,一 什么是晶体？,经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体 ，晶体中的微粒按一定的规则排列。,二 晶体的分类,分类依据：构成晶体的粒子种类及粒子间的相互作用。,晶体,离子晶体,分子晶体,原子晶体,金属晶体,通常晶体中微粒间作用力越强，晶体的熔沸点越高，晶体的硬度越大。,离子晶体：阴、阳离子间通过离子键结合而成的晶体。,微粒：阴、阳离子,相互作用：离子键,离子晶体包括,绝大多数盐,强碱,低价金属氧化物,离子晶体的特征：,无单个分子存在，NaCl、CsCl不表示分子式。 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。 固态不导电，水溶液或者熔融状态下均导电。,离子键强弱：,离子半径越小,离子所带的电荷越多,离子键越强,熔沸点越高,离子晶体的简单结构类型 组成比为1：1的离子晶体称为AB型离子晶体，它是离子晶体中最简单的一类。AB型离子晶体最常见的基本结构有NaCl型、CsCl型、ZnS型。,为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？,例1：判断NaF，NaCl，NaBr，NaI熔沸点的高低顺序？,Cl,Na+,观察Na+和Cl的位置 每个Na+周围同时吸引着 个Cl； 每个Cl周围

2、同时吸引着 个Na+。,NaCl晶体,6,Cl,Na+,观察Na+和Cl的位置 每个Na+周围同时吸引着 个Cl； 每个Cl周围同时吸引着 个Na+。,NaCl晶体,6,6,Cl,Na+,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+共有 个每个Cl周围与它最近且距离相等的Cl共有 个,NaCl晶体,12,12,Cl,Cs+,每个Cl周围同时吸引着 个Cs+ 每个Cs+周围同时吸引着 个Cl,CsCl晶体,8,8,每个Cs+周围与它最近且距离相等的Cs+共有 个 每个Cl周围与它最近且距离相等的Cl共有 个,Cl,Cs+,CsCl晶体,6,6,例2：在NaCl晶体中与每个Na+距离相等且最近的几个Cl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）,例3：晶胞是指晶体中不断重复的结构单元。下图是氯化钠的一个晶胞。提问： 一 个氯化钠晶胞占有多少个钠离子？占有多少个氯离子？,一个氯化钠晶胞中占有,Na+= 12/4 + 1 = 4个,体心 位于体心的微粒，微粒完全属于该晶胞。,面心位于面心的微粒，晶胞完全拥有其1/2。,棱 位于棱上的微粒，晶胞完全拥有其

3、1/4。,顶点位于顶点的微粒，晶胞完全拥有其1/8。,例3：晶胞是指晶体中不断重复的结构单元。下图是氯化钠的一个晶胞。提问： 一 个氯化钠晶胞占有多少个钠离子？占有多少个氯离子？,一个氯化钠晶胞中占有Na+,Na+= 12/4 + 1 = 4个,一个氯化钠晶胞中占有Cl,Cl = 8/8 + 6/2= 4个,位于顶点，晶胞拥有其1/8。 位于棱上，晶胞拥有其1/4。 位于面心，晶胞拥有其1/2。 位于体心，微粒完全属于晶胞,总结：晶胞中实际质点数,例4：适合下面结构的化学式是： 。,A,B,C,A2BC2,例5：1987年2月，朱经武教授等发现钇钡铜氧化合物在90K温度下具有超导性。若该化合物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是 A YBa2CuO7X B YBa2Cu2O7X C YBa2Cu3O7X D YBa2Cu4O7X,（C）,分子晶体：分子间以分子间作用力（范德瓦耳斯力）相结合的晶体。,构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力 。,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” 。,强度：化学

4、键的键能为120800kJ/mol，而分子间作用力只有2到20 kJ/mol。分子间力要比化学键弱得多，不属于化学键。,分子晶体宏观性质,较低的熔沸点,较小的硬度,固态或熔融状态下都不导电,分子晶体的溶解性:溶质与溶剂的分子的极性相关 相似相溶,分子晶体熔沸点与什么因素有关？分子间作用力的大小与什么因素有关？,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。,影响分子间作用力的因素:,试试看： 1 解释有机物中同系物之间熔沸点的变化规律。,2 推测:下列物质的沸点变化,（1） CH4 SiH4 GeH4 SnH4 （2） NH3 PH3 AsH3 SbH3 （3） H2O H2S H2Se H2Te （4） HF HCl HBr HI,一些氢化物的沸点,氢键：是一种存在于分子之间也存在于分子内部的作用力。它比化学键弱而比范德瓦尔斯力强，其键能约在1040KJ/mol。,氢键的形成条件：分子中有氢原子和半径小得电子能力强的原子，如：N、O、F。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。水结冰时体积膨胀，密度减小，是水的另一反常性质，也可

5、以用氢键来解释。,干冰晶体结构示意图,每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子,CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。,原子晶体：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。,109o28,109o28,例6：碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石晶体硅碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 （A） （B） （C） （D） ,构成粒子：原子 粒子间相互作用：共价键,性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂，非导体。,晶体代表：金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅,原子晶体的熔沸点决定于它们的键长和键能，键长越短，键能越大，其熔沸点越高。,（A）,石墨,石墨的熔沸点为什很高？石墨为什么很软？金刚石为什么很硬？,石墨混合型晶体,石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软，硬度小。 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。,例7：下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间的作用，属同种类型的是 A 碘和干冰的升华 B 二氧化硅和生石灰的熔化

6、 C 氯化钠和铁的熔化 D 水和四氯化碳的蒸发,（A）,例8：下列叙述不正确的是 A 离子化合物中可能含有共价键 B 分子晶体中的分子内不会有离子键 C 分子晶体中的分子内一定有共价键 D 原子晶体中一定有非极性共价键,（CD）,例9：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原于是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是 A TiC B Ti4C4 C Ti14C13 D Ti13C14,（C）,例10：下列叙述正确的是 A 同主族元素的原子半径越大，熔点越高 B 稀有气体原子序数越大，沸点越高 C 分子间作用力越弱，分子晶体的熔点越低 D 同周期元素的原子半径越小，越易失去电子,（BC）,例11：氮化硼是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化所克服的粒子间的作用力都相同的是 A 硝酸钠和金刚石 B 晶体硅和水晶 C 冰和干冰 D 苯和萘,（B）,例12：在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是 A HF、HCl、HBr、HI的热稳

7、定性依次减弱 B NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低 C F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点,（CD）,例13：工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。,为什么不用电解MgO的方法生产镁？,MgO熔点高，消耗能量大，操作不便，成本太高。,为什么也不用电解AlCl3的方法生产铝？,AlCl3属分子晶体，熔融时不电离，不能用电解法。,设计可靠的实验证明MgCl2和AlCl3所属的晶体类型,例14：中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间沿伸得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2+与邻近的O2核间距为a108，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7g/mol),1mol NiO晶体的体积为多少？,晶体中每个小正方体中平均含有0.5个NiO，小正方体体积为(a108)3。,答案：(62/a3) g/cm3,金属有哪些共同的物理性质？,有金属光泽、导电性、导热性、延展性,金属性质与其结构有哪些内在联系呢?,金属晶体的概念： 由于金属原子的外层电子比较少，

8、金属原子容易失去外层电子变成离子。金属原子释出电子后形成的金属离子按一定规律堆积，释出的电子则在整个晶体里自由运动，称为自由电子。 金属离子与自由电子之间存在着较强的作用，使许多金属离子结合在一起。通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质，叫做金属晶体。,构成金属晶体微粒：金属离子和自由电子 金属晶体中不存在中性原子和阴离子 自由电子不专属于某一个或几个特定的金属离子 升高温度，金属的导电性越弱。,微粒间的结合力：金属离子与自由电子之间的较强的相互作用,金属晶体结构与金属导电性的关系 在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。,金属晶体结构与金属导电性的关系 在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。,F,金属晶体结构与金属的延展性的关系,金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,金属晶体结构与金属的导热性的关系,金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。,金属晶体结构具有金属光泽和颜色,由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色

《晶体分类及其性质(高中无机化学先修)资料》由会员n****分享，可在线阅读，更多相关《晶体分类及其性质(高中无机化学先修)资料》请在金锄头文库上搜索。