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高二化学 选修3 第三章 晶体结构与性质 复习课 1 晶体与非晶体的区别 晶体自范性的本质 是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象 晶体自范性的条件之一 生长速率适当 一 晶体与非晶体 有 能自发呈现多面体外形 原子在三维空间里呈周期性有序排列 没有 不能自发呈现多面体外形 原子排列相对无序 2 晶体形成的途径 熔融态物质凝固 气态物质冷却不经液态直接凝固 凝华 溶质从溶液中析出 3 晶体的特性 有规则的几何外形 有固定的熔沸点 物理性质 强度 导热性 光学性质等 各向异性 1 定义 晶体中重复出现的最基本的结构单元 三种典型立方晶体结构 二 晶胞 立方晶胞 体心 1 面心 1 2 棱上 1 4 顶点 1 8 2 立方晶体中晶胞对质点的占有率 应用1 石墨晶体的层状结构 层内为平面正六边形结构 如图 试回答下列问题 图中平均每个正六边形占有C原子数为 个 占有的碳碳键数为 个 碳原子数目与碳碳化学键数目之比为 2 3 2 3 阴 阳离子 原子 分子 金属阳离子 自由电子 硬度 离子键 共价键 分子间作用力 金属键 较高 很高 较低 差别较大 较硬 很硬 一般较软 易溶于水 难溶于非极性溶剂 难溶解 相似相溶 难溶 固体不导电 熔化或溶于水导电 不导电 除硅 一般不导电 部分溶于水导电 良导体 差别较大 三 四种晶体的比较 1 不同晶体类型的熔沸点比较 原子晶体 离子晶体 分子晶体 2 同种晶体类型物质的熔沸点比较 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 范德华力越大 熔沸点越高 如 CI4 CBr4 CCl4 CF4 原子半径越小 键长越短 键能越大 共价键越强 熔沸点越高 如 金刚石 碳化硅 晶体硅 晶体熔沸点高低的判断 分子晶体 原子晶体 金属晶体 金属阳离子电荷数越高 原子半径越小 则金属键越强 熔沸点越高 如 Al Mg Na K 离子晶体 离子所带电荷数越大 半径越小 离子键越强 熔沸点越高 如 KF KCl KBr KI 非密置层 密置层 四 金属晶体的原子堆积模型 1 原子在二维平面上的两种放置方式 非密置层和密置层 配位数为 配位数为 简单立方堆积 钾型体心立方 由非密置层一层一层堆积而成 2 金属晶体的原子三维堆积模型 镁型 铜型 金属晶体的两种最密堆积方式 六方最密堆积 面心立方最密堆积 18 03 2020 Po 钋 非密置层 棱上2球 6 KNaFe 非密置层 体对角线3球 8 MgZnTi 密置层 三棱柱的中心 12 CuAgAu 密置层 面对角线3球 12 52 68 74 74 3 金属晶体的四种堆积模型对比 CsCl的晶胞 五 离子晶体 NaCl晶胞 每个Na 同时吸引6个Cl 每个Cl 同时吸引6个Na 每个Na 周围最近的Na 12个 每个Cl 周围最近的Cl 12个 每个晶胞含4个Na 和4个Cl 在NaCl晶体中 距离最近的Na 组成的最小多面体是正四面体 在NaCl晶体中 与Na 距离最近的Cl 围成的空间几何构型是正八面体 NaCl晶体 在氯化铯晶体中 每个Cl 或Cs 周围与之最接近且距离相等的Cs 或Cl 共有 这几个Cs 或Cl 在空间构成的几何构型为 在每个Cs 周围距离相等且最近的Cs 共有 这几个Cs 或Cl 在空间构成的几何构型为 CsCl晶体 8个 立方体 6个 正八面体 几何因素 正负离子的半径比 r r 电荷因素 正负离子的电荷比 键性因素 离子键的纯粹程度 1 离子晶体中离子的配位数的决定因素 如 CaF2晶体中阳离子配位数8 阴离子配位数为4 TiO2晶体中阳离子的配位数为6 则阴离子的配位数为多少 2 晶格能 1 晶格能 气态离子形成1mol离子晶体所释放的能量 2 影响晶格能的因素 与离子所带电荷成正比 与核间距成反比 与半径成反比 3 晶格能与离子晶体的物理性质 晶格能越大 离子晶体越稳定 熔沸点越高 硬度越大 应用2 在氯化钠晶体中 每个Na 周围与之最接近且距离相等的Cl 共有个 这几个Cl 在空间构成的几何构型为 6 正八面体 3 晶体中微粒的排列 个数及密度的计算 应用3 白磷的键角为多少 Wg白磷中磷磷单键的数目为多少 60 W 124 6 NA 应用4 晶体中Na 和Cl 间最小距离为acm 计算NaCl晶体的密度 1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家 C60分子是形如球状的多面体 如图 该结构的建立基于以下考虑 C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键 C60分子只含有五边形和六边形 多面体的顶点数 面数和棱边数的关系 遵循欧拉定理 顶点数 面数 棱边数 2 据上所述 可推知C60分子有12个五边形和20个六边形 C60分子所含的双键数为30 请回答下列问题 固体C60与金刚石相比较 熔点较高者应是 理由是 试估计C60跟F2在一定条件下 能否发生反应生成C60F60 填 可能 或 不可能 并简述其理由 金刚石属原子晶体 而固体C60不是 故金刚石熔点较高 金刚石 因C60分子含30个双键 与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 可能 通过计算 确定C60分子所含单键数 C60分子所含单键数为 C70分子也已经制得 它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知 通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目 由欧拉定理计算键数 即棱边数 60 12 20 2