【暑期培训】选修3晶体部分重难点突破.ppt

1、物质结构与性质 晶体部分 重难点突破,重庆复旦中学 屠晓宇,写在前面 本章内容与旧版教材的联系 相对于选修3的前两章，本章内容老师们较为熟悉。本章的大部分在原来的大纲版教材必修加选修3（紫色那本书）的第一章都有所涉及。新增内容有：晶体的常识（包括晶体的性质，X-射线衍射实验）、金属晶体（电子气理论、堆积方式）、离子晶体（晶格能）等。其它内容在旧版教材中都有提及。本ppt只是对旧版教材没有的内容进行突破解析，旧版教材内容不再细说。,教材安排 一、晶体的常识 二、分子晶体和原子晶体 三、金属晶体 四、离子晶体,内容 一、晶格能 二、金属键及堆积方式 三、晶胞配位数 四、晶胞的各类计算 五、晶胞的空

2、间利用率 六、选修三部分重难点,一、晶格能,什么是晶格能？,1.晶格能的定义：气态离子形成 离子晶体释放的能量叫晶格能。晶格能可以理解为 离子化合物中的阴、阳离子，由相互远离的气态结合成离子晶体时所释放出的能量（或拆开 离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。）,离子晶体熔点的高低与晶格能的大小有直接关系！,一、晶格能,决定晶格能大小的因素,离子的电荷：离子所带的电荷越多，晶格能越大。 离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。,如解释： MgCl2 比 MgO 的熔点低 KCl 的熔点比 NaCl 低,2018全国 ，35,二、金属键及堆积方式,什么是金属键？,金属键的定义：金属阳离子

3、和自由电子之间的强烈的相互作用叫金属键。,金属键的强弱取决于金属阳离子所带电荷及半径，一般金属阳离子所带电荷越多，半径越小， 金属键越强，金属单质的熔、沸点越高，硬度越大。如熔点：；。,二、金属键及堆积方式,金属晶体可以看成金属原子（等径圆球）在三维空间（一层一层地）堆积而成。其基本堆积 模型有四种：,简单立方堆积,空间利用率最低（52%），只有钋（）采用简单立方堆积,二、金属键及堆积方式,金属晶体可以看成金属原子（等径圆球）在三维空间（一层一层地）堆积而成。其基本堆积 模型有四种：,简单立方堆积,空间利用率最低（52%），只有钋（）采用简单立方堆积,二、金属键及堆积方式,体心立方堆积（K型）

4、,体心立方堆积的空间利用率为68%，、为体心立方堆积,二、金属键及堆积方式,.六方最密堆积（ 型）和面心立方最密堆积（ 型）,这两种堆积方式的空间利用率最高，都为74%,二、金属键及堆积方式,2018全国，35,三、课本常见晶胞的配位数,什么是配位数？,1.配位化学中，配位数指化合物中中心原子周围的配位原子个数。,2.晶体学中，在晶体中与离子（或原子）直接相连的离子（或原子）数。 通俗来说，就是距离我们所研究的分子/原子/离子最近的分子/原子/(异种电荷)离子。,解答这类问题，必须熟悉常见晶胞及其配位数，解题时可以直接观察得出。,1.干冰晶胞,382=12,或34=12,1,2,3,4,1,2

5、,3,4,5,6,2.金属的简单立方堆积,上下左右前后， 配位数:6,1,2,3,4,5,6,7,8,3.金属的体心立方堆积-钾型,上四下四 ，配位数:8,4.金属的面心立方堆积-铜型,A,从堆积方式看: 同层6，上3下3 从晶胞分析: 类似干冰晶胞 配位数:12,ABC堆积,请忽略球的颜色,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,5. 金属的六方最密堆积-镁型,同层6，上3下3，配位数:12,该晶胞不属于高中常见晶胞(素晶胞)，不研究。,总 结(选修三 P76),52%,68%,74%,74%,空间利用率,6.氯化钠(NaCl)晶胞,上下左右前面，配位数:6 类似金属的简单立方

6、堆积,7.氯化铯(CsCl)晶胞,上四下四，配位数:8 类似金属的体心立方堆积,8.氟化钙(CaF2)晶胞,Ca,F,上四下四，配位数:8,晶胞八分，位于每一个小正方体的体心。 连接为4，配位数:4,四、晶胞的计算,晶胞的所有计算，重点、难点、核心在于原子半径与晶胞参数(边长)的关系，然后运用数学立体几何知识进行解答。 要灵活判断原子半径与晶胞参数(边长)的关系，则需要熟练掌握高中课本介绍晶胞。,1m10dm102 cm103 mm 106 um109 nm1012 pm,【例12016年一卷】晶胞有两个基本要素： 原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标

7、参数A为(0,0,0);B为(1/2,0,1/2);C为(1/2,1/2,0）。则D原子的坐标参数为_。 晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为_gcm3（列出计算式即可）。,【例22016年全国二卷改编】某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。 若合金的密度为d gcm3，则镍铜原子之间最近距离为_nm。,3:1,【例32012年新课标卷】 ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为 (列式并计算)，a位置S2离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm(列式表示)。,晶胞计算，目前难度在降低，早期出现过不给晶胞结构进行计算。 【例42011年新课标卷】六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚 石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子、立方氮化硼的密度是 g/cm3 (只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。,偶尔出现不常见的晶胞 【例52013年二卷】A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_；D的配位数为_； 列式计算该晶体的密度_gcm-3。,五、空间利用率的计