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1、1晶体的组成、结构以及晶体类型的判断。2同种和不同种晶体类型性质的比较。3晶体结构分析及晶胞中微粒数目的计算方法。第1页/共66页一、晶体常识1晶体与非晶体晶体晶体非晶体非晶体结构特征结构特征结构微粒结构微粒_排列排列结构微粒结构微粒 排列排列性质性质特征特征自范性自范性 熔点熔点 异同表现异同表现 两者两者区别区别方法方法间接方法间接方法看是否有固定的看是否有固定的_科学方法科学方法对固体进行对固体进行 实验实验周期性有序无序有无固定不固定各向异性各向同性熔点X射线衍射第2页/共66页2.晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。(2)晶胞的排列特征无隙：相邻晶胞之间没有 。并置：所有晶胞都是
2、 排列的，相同。任何间隙平行取向第3页/共66页3晶格能(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：。(2)影响因素离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越 。离子的半径：离子的半径越 ，晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越 ，且熔点越 ，硬度越 。kJmol1大小稳定高大第4页/共66页 固体物质都是晶体吗？玻璃属于晶体吗？提示不是。固体物质可分为晶体与非晶体。玻璃属于一种特殊的固体叫做玻璃态物质。第5页/共66页二、四种晶体的比较类型类型比较比较分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体构成粒构成粒子子 粒子间
3、粒子间的相互的相互作用力作用力 硬度硬度较小较小很大很大有的很大，有的很大，有的很小有的很小较大较大熔、沸熔、沸点点较低较低很高很高有的很高，有的很高，有的很低有的很低较高较高溶解性溶解性相似相溶相似相溶难溶于任何难溶于任何溶剂溶剂难溶于常见难溶于常见溶剂溶剂大多易溶于大多易溶于水等极性溶水等极性溶剂剂分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子分子间作用力共价键金属键离子键第6页/共66页类型类型比较比较分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体导电、传导电、传热性热性一般不导电，一般不导电，溶于水后有的溶于水后有的导电导电一般不具有一般不具有导电性，个导电性，个别为半导体别
4、为半导体电和热的良导电和热的良导体体晶体不导电，晶体不导电，在在 _态下导电态下导电物质类别物质类别及举例及举例 _、_氧化氧化物物(SiO2除外除外)、绝大多数绝大多数 _(有机有机盐除外盐除外)部分非金属部分非金属单质单质(如金刚如金刚石、硅、晶石、硅、晶体硼体硼)，部分，部分非金属化合非金属化合物物(如如SiC、SiO2)金属单质与合金属单质与合金金(如如Na、Al、Fe、青铜、青铜)金属氧化物金属氧化物(如如K2O、Na2O)、强碱、强碱(如如KOH、NaOH)、绝、绝大部分盐大部分盐(如如NaCl)大多数非金属单质气态氢化物酸非金属有机物水溶液中或熔融第7页/共66页 CO2和SiO
5、2在物理性质上有较大差异，而在化学性质上却有较多相似，你知道原因吗？提示决定二者物理性质的因素：晶体类型及结构微粒间的作用力，CO2是分子晶体，其微弱的分子间作用力是其决定因素，SiO2是原子晶体，其牢固的化学键是其决定因素。二者的化学性质均由其内部的化学键决定，而CO与SiO键都是极性键。第8页/共66页第9页/共66页三条途径 获得晶体的三条途径 (1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。第10页/共66页在NaCl的晶胞中，如下图所示：第11页/共66页一条规则晶格能与岩浆晶出规则 一般地，晶格能高的矿物先晶出，晶格能小的矿物后晶出，即晶格
6、能越大，岩浆中的矿物越易结晶析出。第12页/共66页我的警示 (1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃；(2)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元，而不一定是最小的“平行六面体”；(3)在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心、体心依次被6、3、4、2、1个晶胞所共有。(4)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1 710，MgO的熔点为2 852。第13页/共66页(5)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97，尿素的熔点为1
7、32.7。第14页/共66页问题征解 为什么石墨的熔沸点很高，而且质软易滑？提示石墨的晶体结构如图：同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔沸点很高。层与层间分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。第15页/共66页必考点92 晶体类型的判断方法1依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。第16页/共
8、66页2依据物质的分类判断(1)金属氧化物(如K2O等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。(2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。(3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)金属单质是金属晶体。第17页/共66页3依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。(2)原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。(3)分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。(4)金属晶体多数熔点高，
9、但也有相当低的。第18页/共66页4依据导电性判断(1)离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。(4)金属晶体是电的良导体。5依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大且脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。第19页/共66页【典例1】现有几组物质的熔点()数据：A组组B组组C组组D组组金刚石：金刚石：3 550 Li：181 HF：83 NaCl：801 硅晶体：硅晶体：1 410
10、 Na：98 HCl：115 KCl：776 硼晶体：硼晶体：2 300 K：64 HBr：89 RbCl：718 二氧化硅：二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：51 CsCl：645 第20页/共66页据此回答下列问题：(1)A组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。(2)B组晶体共同的物理性质是_(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C组中HF熔点反常是由于_。第21页/共66页(4)D组晶体可能具有的性质是_(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl，其原因为_。第22页/共66页解析(1)
11、根据A组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共价键形成的；(2)B组为金属晶体，具有四条共性；(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子晶体，具有两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。第23页/共66页答案(1)原子共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸点很低，金属晶体一般不参与比较。2原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、
12、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅。3离子晶体一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。第29页/共66页4分子晶体(1)分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高。如H2OH2TeH2SeH2S。(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4，F2Cl2Br2N2，CH3OHCH3CH3。第30页/共66页第31页/共66页5金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na
13、MgNaKRbCs。第32页/共66页【典例2】根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据，判断下列有关说法中错误的是 ()。A.SiCl4是分子晶体B单质B可能是原子晶体CAlCl3加热能升华DNaCl的键的强度比KCl的小晶体晶体NaClKClAlCl3SiCl4单质单质B熔点熔点/810776190682 300沸点沸点/1 4651 418180572 500第33页/共66页解析由表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4应为分子晶体，A项正确；单质B可能为原子晶体，B项正确；AlCl3的沸点低于熔点，它可升华，C项也正确；NaCl的熔、沸点高于KCl的，表明Na与Cl键断裂较K与Cl键断裂难
14、，即NaCl的键的强度大于KCl的，D项错误。答案D第34页/共66页(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。(2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.421010 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.541010 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低(熔点190)。(4)合金的硬度比成分金属大，但熔、沸点比成分金属低。第35页/共66页【应用2】下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是 ()。A金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅BCI4CBr4CCl4CH4CMgOH2OO2Br2D金刚
15、石生铁纯铁钠第36页/共66页解析对于A选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅离子晶体分子晶体，MgO(H2O、O2、Br2)，H2O(Br2、O2)，Br2O2，错误；D选项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。答案B第37页/共66页必考点94 晶体结构的分析与计算方法1几种典型晶体结构的分析第38页/共66页晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解分子分子晶体晶体干冰干冰(1)每个晶胞中含有每个晶胞中含有4个个CO2分子分子(2)每个每个CO2分子周围等距紧邻分子周围等距紧邻的的CO2分子有分子有12个个离子离子晶体晶体NaCl型型(1)每个每个Na(
16、Cl)周围等距且紧周围等距且紧邻的邻的Cl(Na)有有6个。每个个。每个Na周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的Na有有12个个(2)每个晶胞中含每个晶胞中含4个个Na和和4个个ClCsCl型型(1)每个每个Cs周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的Cl有有8个，每个个，每个Cs(Cl)周围周围等距且紧邻的等距且紧邻的Cs(Cl)有有6个个(2)如图为如图为8个晶胞，每个晶胞中个晶胞，每个晶胞中含含1个个Cs、1个个Cl第39页/共66页晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解金属金属晶体晶体简单立方简单立方堆积堆积典型代表典型代表Po，空间，空间利用率利用率52%，配位，配位数为数为6体心立方体心立方
17、堆积堆积典型代表典型代表Na、K、Fe，空间利用率，空间利用率68%，配位数为，配位数为8六方最密六方最密堆积堆积典型代表典型代表Mg、Zn、Ti，空间利用率，空间利用率74%，配位数为，配位数为12面心立方面心立方最密堆积最密堆积典型代表典型代表Cu、Ag、Au，空间利用率，空间利用率74%，配位数为，配位数为12第40页/共66页2.晶胞中微粒的计算方法均摊法第41页/共66页第42页/共66页【典例3】(1)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如右图所示，则该化合物的化学式_。(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示，请改正图中错
18、误：_。第43页/共66页(3)X中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3形成的晶胞结构如右图所示。X的元素符号是_，与同一个N3相连的X有_个。第44页/共66页答案(1)ZXY3(2)应为黑色(3)Cu6第45页/共66页(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na周围的Na数目(Na用“”表示)：每个面上有4个，共计12个。(2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。第46页/共66页【应用3】如图
19、是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是_，乙中a与b的个数比是_，丙中一个晶胞中有_个c离子和_个d离子。第47页/共66页答案211144第48页/共66页Hold住考向名师揭秘 本讲是高考重点考查的内容，要求熟悉常见晶体结构与性质的关系，具备从宏观和微观两个方面理解应用晶体知识的能力，2014高考会以新颖的命题情境，考查晶体基本知识的应用。考向考向1晶体的类型与性质晶体的类型与性质5年年5考考考向考向2晶体的微观结构分析与计算晶体的微观结构分析与计算5年年5考考第49页/共66页1(2012上海，四)2009年自然杂志报道了我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种
20、元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空：(1)10Be和9Be_。a是同一种原子 b具有相同的中子数c具有相同的化学性质 d具有恒定的丰度Be所在的周期中，最外层有2个未成对电子的元素相互组成的化合物属于_晶体。第50页/共66页(2)Al和Be具有相似的化学性质，写出BeCl2水解反应的化学方程式_。(3)研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是_。a比较这两种元素的单质的硬度和熔点b在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化 钠溶液c将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚 酞溶液d将空气中放置已久的这两种元
21、素的单质分别和热水 作用第51页/共66页(4)目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。写出和Ar核外电子排布相同的阴离子的半径由大到小的顺序_(用化学符号表示)；其中一种离子与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用做干燥剂，此化合物的电子式是_。第52页/共66页第53页/共66页(3)比较两种元素金属性强弱有如下方法：比较两种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱，碱性越强，对应的元素的金属性越强；比较两种金属单质与H2O或酸反应的剧烈程度，反应越剧烈，其金属性越强。故a错误，c正确。b项，Al3与NaOH反应生成的沉淀又能溶于NaOH溶液，知Al为两性金属，Mg2与NaOH反应生成的沉淀不溶于
22、NaOH溶液，推出Mg的金属性强于Al，故b正确。d项，因两种单质久置于空气中已形成氧化物，所以和热水反应的现象不能用于比较两元素的金属性的强弱，故d错误。(4)比较核外电子排布相同的离子半径大小的方法：核电荷数越大，半径越小。第54页/共66页第55页/共66页2(2012全国，27)原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；b和d的A2B型氢化物均为V形分子，c的1价离子比e的1价离子少8个电子。回答下列问题：(1)元素a为_，c为_。(2)由这些元素形成的双原子分子为_。(3)由这些元素形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线形的是_，非直线形
23、的是_(写2种)。第56页/共66页(4)这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是_，离子晶体的是_，金属晶体的是_，分子晶体的是_(每空填一种)。(5)元素a和b形成的一种化合物与c和b形成的一种化合物发生的反应常用于防毒面具中，该反应的化学方程式为_。第57页/共66页解析a、b、c、d、e是原子序数依次增大的短周期元素，且a的最外层电子数为其周期数的二倍，可推知a为C；b和d的A2B型氢化物均为V形分子，可推知b为O，d为S；c的1价离子比e的1价离子少8个电子，可推知c为Na，e为Cl。(2)由上述元素形成的双原子分子有CO、O2、Cl2。(3)由这些元素
24、形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线形的是CO2、CS2，非直线形的是SO2、O3、SCl2、ClO2等。(4)这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是金刚石，属于离子晶体的NaCl，属于金属晶体的是Na，属于分子晶体的是CO、O2、Cl2。(5)符合要求的化合物为CO2和Na2O2，它们反应的化学方程式为2CO22Na2O2=2Na2CO3O2。第58页/共66页答案(1)CNa(2)CO、O2、Cl2(3)CO2、CS2SO2、O3、SCl2、ClO2等(任写两种)(4)金刚石NaClNaCO(或O2、Cl2)(5)2CO22Na2O2=2Na2CO3O
25、2第59页/共66页1(2012新课标，37(6)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晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为_gcm3(列式并计算)，a位置S2与b位置Zn2之间的距离为_pm(列式表示)。第60页/共66页第61页/共66页第62页/共66页22011新课标，37(5)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_gcm3(只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。第63页/共66页第64页/共66页32011山东理综，32(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a gcm3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为_cm3。第65页/共66页感谢您的观看。第66页/共66页