高三化学晶体结构与性质复习课件

(1)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.(2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当.自范性微观结构晶体有(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非晶体没有(不能自发呈现多面体外形)原子排列相对无序一、晶体与非晶体1.晶体与非晶体的区别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）各向异性二.晶胞1.定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元体心立方简单立方面心立方三种典型立方晶体结构立方晶胞体心：1面心：1/2棱边：1/4顶点：1/82.立方晶体中晶胞对质点的占有率晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞

例11987年2月，朱经武（PaulChu）教授等发现钇钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性，若该化合物的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是（）

A.YBa2CuO7-XB.YBa2Cu2O7-X

C.YBa2Cu3O7-XD.YBa2Cu4O7-XCu8×(1/8)+8×(1/4)=31/81/4Ba2Y1C三、四种晶体的概念及分类1.离子晶体

（1）概念：离子间通过离子键结合而成的晶体。

（2）重要判断依据：有阴、阳离子。

（3）影响熔沸点高低的因素：离子键的强弱。2.原子晶体（1）概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体。

（2）重要判断依据：空间网状结构。（3）影响熔沸点高低的因素：共价键的键能3.分子晶体（1）概念：分子间以分子间作用力相结合的晶体。（2）重要判断依据：晶体中存在单个的分子。（3）影响熔沸点高低的因素：分子间作用力。4.金属晶体（1）概念：金属离子和自由电子之间的较强作用形成的单质晶体。（2）重要判断依据：金属单质。（3）影响熔沸点高低的因素：金属的活动性四.四种晶体的比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体晶体粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子粒子间作用力离子键共价键分子间作用力金属键熔沸点硬度较高较硬很高很硬较低一般较软一般较高，少部分低,一般较硬，少部分软溶解性

易溶于极性溶剂难溶于有机溶剂难溶解相似相溶难溶解导电情况固体不导电，熔化或溶于水后导电不导电（除硅）一般不导电良导体离子晶体原子晶体分子晶体1.金属氧化物（K2O、Na2O2）

2.强碱（NaOH、KOH、Ba(OH

)23.绝大多数的盐类1.金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼2.SiC

、SiO2晶体、BN晶体1.大多数非金属单质:X2,O2,H2,S8,P4,C60

（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）2.气态氢化物:H2O,NH3,CH4,HX3.非金属氧化物:CO2,SO2,NO2（除SiO2外）3.酸:H2SO4,HNO34.大多数有机物:乙醇，蔗糖（除有机盐）五、四种晶体类型的常见例子

1.离子晶体(1)NaCl：一个Na+周围以离子键同时结合

个Cl-，与一个Na+距离最近的Na+有

个，在一个晶胞中含Na+、Cl-的数目为

个，若NaCl晶胞的边长为rcm，阿伏加德罗常数为NA，则晶体的密度

。

6124（2）CsCl：一个Cs+周围以离子键同时结合

个Cl-，与一个Cs+距离最近的Cs+有

个，在一个晶胞中含Cs+、Cl-均为

个，若CsCl晶胞的边长为rcm，晶体的密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数为

。861氯化铯晶体结构模型(1)几何因素----正负离子的半径比(r+/r-)(2)电荷因素----正负离子的电荷比CaF2

晶体中正离子配位数8,负离子配位数为

。TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数为多少？(3)键性因素----离子键的纯粹程度r+/r-0.225－0.4140.414－0.7320.732－1.00配位数４６８(3)离子晶体中离子的配位数的决定因素(4)晶格能1.晶格能:在标准状况下,气态正离子和气态负离子形成1mol离子晶体所释放的能量.2.影响晶格能的因素:(1)与正负离子电荷成正比(2)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.2.原子晶体（1）金刚石：一个C原子周围以共价键同时结合

C原子，键角为

，形成正四面体结构，并不断向周围扩展成空间网状结构。109º28´共价键4个109°28′（2）石墨（过渡晶体）：一个C原子周围以共价键同时结合个

C原子，键角为

，并不断向周围扩展成

结构。3120°层状（2）二氧化硅晶体结构能用类似方法模拟,在1molSiO2晶体中含有

mol的Si—O键。二氧化硅晶体结构模型4如CO2分子晶体，在一个晶胞中含有个CO2

分子，与一个CO2分子距离最近且等距离的CO2分子有

个。3.分子晶体412二氧化碳晶体结构模型2023/7/29分子晶体结构特征（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：（C60、干冰、I2、O2）（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（如：HF、冰、NH3

）冰中１个水分子周围有４个水分子冰的结构氢键具有方向性分子的非密堆积4、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配位数为４密置层配位数为６三维堆积－四种方式(2)金属晶体的原子堆积模型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ＡＢＡＣＢＡ镁型铜型金属晶体的两种最密堆积方式(3)金属晶体的四种堆积模型对比堆积模型典型代表空间利用率配位数晶胞简单立方Po52%6钾型(

bcp)K68%8镁型(hcp)Mg74%12铜型(ccp)Cu74%12六、晶体熔沸点高低的判断⑴不同晶体类型的熔沸点比较

一般：原子晶体>离子晶体>分子晶体（有例外）⑵