晶体结构与性质复习

晶体结构与性质复习,丽泽中学高三化学组,.,迷人的晶体世界,知识要求,1分类（微粒、结合力）2物理性质（熔、沸点，导电性等）3结构微粒关系；化学式；原子环4计算（密度）,.,1离子晶体在性质上有什么特点，这些特点与其结构的关系？2谈一谈你对NaCl、CsCl两种晶体结构的认识。3原子晶体在性质上有什么特点，这些特点与其结构的关系？,4谈一谈你对金刚石、二氧化硅两种晶体结构的认识。5分子晶体在性质上有什么特点，这些特点与其结构的关系是什么？6谈一谈你对干冰晶体结构的认识。,思考题,.,晶体的基本类型,分类依据：,构成晶体的粒子种类及粒子间的相互作用。,离子晶体,分子晶体,原子晶体,金属晶体,混合型晶体,离子晶体,分子晶体,原子晶体,金属晶体,混合型晶体,晶体,.,小结,.,NaCl的晶体结构示意图,.,CsCl的晶体结构示意图,.,晶胞是整个晶体中最小的结构重复单位，则NaCl晶体中每个晶胞中有Na+个。,例1NaCl是无色立方形晶体如下图。晶体中，每个Na+周围有个Cl；每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+共有个。,.,请你想想,为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？,.,金刚石晶体结构图,在金刚石结构中，最小的环为元环。,二氧化硅晶体结构,6,在二氧化硅晶体结构中，最小的环为元环。,12,.,二氧化碳的晶体结构图,在干冰晶体中，与每个CO2分子等距离且紧邻的CO2分子有个。,12,.,分子间作用力,怎样证明分子间存在作用力？,说明了物质的分子间存在着作用力,这种分子间的作用力又叫做范德瓦耳斯力。,气态,液态,固态,降温加压,降温,分子距离缩短,分子距离缩短,分子无规则运动,分子有规则排列,.,如右图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为_，每个C完全拥有CC数为_。,石墨中CC夹角为120，CC键长为1.421010m层间距3.351010m,2,3,.,练习：描述下列各组物质的熔、沸点变化规律，并说明其原因。ACH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3,升高，分子量增大，分子间作用力增大。,BCH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4,降低，支链多，分子间作用力减弱。,CHCl、HBr、HI,升高，分子量增大，分子间作用力增大。,.,DNaF、MgF2、MgO,升高，离子间作用力增强。,ENa、Mg、Al,升高，金属阳离子与自由电子之间作用力增大。,FC、SiC、Si,降低，共价键键能逐渐减小。,.,下列关于晶体的说法中正确的是:,A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低,思考题,A,.,下表提供了有关晶体的熔点：,根据表中数据判断下列说法中错误的是：A.铝和非金属元素组成的晶体都是离子晶体B.只有BCl3和CO2是分子晶体C.同族元素的氧化物可以形成不同类型晶体D.不同族元素的氧化物可以形成同类型晶体,思考题,AB,.,某离子晶体结构如图所示，X（表示）位于立方体的顶点，Y（表示）位于立方体的中心。该晶体的化学式应为AXY2BX2YCX4YDXY3,答案：A,思考题,.,方法小结,位于顶点的微粒，晶胞完全拥有其1/8。位于面心的微粒，晶胞完全拥有其1/2。位于棱上的微粒，晶胞完全拥有其1/4。位于体心上的微粒，微粒完全属于该晶胞。,(对于立方体结构),.,2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。下图示意的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为AMgBBMgB2CMg2BDMg3B2,答案：B,思考题,.,单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据,晶体硼的晶体类型属于_晶体，理由是_。已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由_个硼原子构成。其中BB键的键角为_。,原子,熔、沸点较高,12,60C,思考题,.,练习：1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状多面体（如下图），该结构的建立基于以下考虑：C60分子中每个碳原子只能跟相邻的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分子有多少个五边形和多少个六边形？确定C60分子所含单、双键数。,.,C60分子有12个五边形和20个六边形。通过计算，确定C60分子所含单、双键数。,答案：单键60、双键30,键数=,1个五边形键数=,1个六边形键数=,1个C占有双键数=,51/2=5/2,61/2=3,125/2+203=90,双键数=,601/2=30,1/2,.,思考题,已知氧化镍（NiO）晶体结构与NaCl相同，Ni+与最邻近的O2的核间距离为a108cm，计算NiO晶体的密度。（NiO的摩尔质量为74.7g/mol）,.,V=,（2a10-8）3cm3,=8a310-24cm3,m=,4,=,=,3,g/cm3,以一个立方体为研究对象,.,每个立方体的体积V=,（2a10-8）3cm3,每个氧化镍微粒所占的体积=,（2a10-8）34cm3,每摩尔氧化镍的体积=,（2a10-8）34NA=1.024a3cm3,=74.7/1.024a3g/cm3,以一摩尔氧化镍为研究对象,.,天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如有图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。,思考题,解法一:根据晶体电中性3x+2(97x)=2100,答案:Ni3+:Ni2+=6:91,.,为什么不能用十字交叉法？,本题中，设1mol晶体时，Ni3+和Ni2+的x和y相加为0.97，因为有部分空缺存在，不能用通常的十字交叉法简单处理。,.,解法二:也可由题意来进行数学计算。设1mol完美晶体因为xmol缺陷同时有2xmolNi3+取代了2xmolNi2+所以Ni3+个数2xmol，Ni2+个数（1-x-2x）mol2x+（1-