《化学竟赛-晶体结构.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学竟赛-晶体结构.ppt（51页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、K2Cr2O7晶体KNO3晶体明矾晶体晶体结构与性质 晶体的概念 通过结晶过程形成的具有规则几何外形的固体叫晶体。晶体中的粒子按一定的规则排列。离子晶体、分子晶体和原子晶体、金属晶体等。晶体的分类一、离子晶体 强碱、部分金属氧化物、部分盐类。属于离子晶体物质 构成粒子：例如:Na2O Na2O2 KOH NaOH NaCl CsCl K2SO4 NH4Cl 阴阳离子相互作用：离子键离子间通过离子键结合而成的晶体。.无单个分子存在。熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。水溶液或者熔融状态下均导电。强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类。3.离子晶体的特点Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-
2、Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+食盐(晶体)的形成以离子键结合返回Na+食盐的晶体结构图Cl-Na+Cl-123546可见：在NaCl晶体中，钠离子、氯离子按一定的规律在空间排列成立方体。每个钠离子周围同时吸引着6个氯离子，每个氯离子也同时吸引着6个钠离子。235461NaCl晶体中阴、阳离子的配位数Na+的配位数为：Cl-的配位数为：6 6CsCl晶体-Cs+-Cl-CsCl的晶体结构及晶胞示意图Cs+的配位数为：Cl-的配位数为：88 根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法。在晶体结构中最小重复单位叫晶
3、胞。有1/8属于该晶胞有1/4属于该晶胞有1/2属于该晶胞完全属于该晶胞A:B:C=1:1:3ACB确定化学式A2BABA2 2BC2 2小结：立方体晶胞中各位置上粒子总数的计算方法分别是：顶角上的粒子总数=1/8顶角粒子数棱上的粒子总数面心上的粒子总数=1/4棱上粒子数=1/2面心粒子数体心上的粒子总数=1体心粒子数三种典型的离子晶体NaCl型晶胞中离子的个数：面心立方(红球Na+,绿球Cl-)有关晶体的计算配位比：6:6CsCl型晶胞中离子的个数：(红球Cs+,绿球Cl-)简单立方配位比：8:8晶胞中离子的个数：ZnS型(立方型)面心立方(红球Zn2+,绿球S2-)配位比：4:4 1.在高
4、温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶体结构中有代表性的最小单位结构如图所示试回答：(1)在该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子有多少个?(2)在该晶体中氧、钙、钛的粒子个数比是多少?2如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元)，已知晶体中2个最近的Cs+离子核间距为a cm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为（）A B C D 3(1)中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a10-8cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7
5、gmol-1)62.0/a3 g/cm3(2)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晶体中就存在如右图所示的缺陷：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。6:914图为NaCl晶胞的结构示意图.它向三维空间延伸得到完美晶体.试回答:(1)一个NaCl晶胞中有 个Na+，个Cl-。(2)在氯化钠晶胞中与Cl-距离相等且最近的Na+构成的几何形状是.(3)在一定温度下,用X-射线衍射法测得NaCl晶胞的边长为a cm，求
6、该温度下NaCl晶胞的密度。(4)若NaCl晶体的密度为d g/cm3，则NaCl晶体中Na+与Na+之间的最短距离是多少？二、原子晶体原子间通过共价键结合而成的具有空间网状结构的晶体。金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。属于原子晶体物质原子晶体的特点晶体中无单个分子存在。SiO2是化学式不是分子式，Si和O原子个数比1 2。熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂。不导电。金刚石的晶体结构金刚石晶体结构模型二氧化硅晶体结构二氧化硅中SiO键夹角为10928 SiO2平面结构SiO2最小的环有几个原子组成？白球表示硅原子12个1.(1)金刚石晶体中的碳原子数与C-C化学键数的比是。(2)n mol
7、 SiO2中含有的SiO键为 mol 2 如图所示，晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个原子，观察图形回答：这个基本单元由 个硼原子组成，键角是，共含有 个BB键。1260o30三、分子晶体分子间通过分子间作用力结合成的晶体。分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力。又称范德瓦耳斯力。分子间作用力的特点比化学键弱得多，它对物质的熔点、沸点有影响。键能一般为:120kJ/mol800kJ/mol分子间作用力约几个数十个kJ/mol 对于组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，其熔沸点也越高。一般规
8、律：分子晶体的特点有单个分子存在；化学式就是分子式。熔沸点较低，硬度较小。固态和熔融状态下都不导电。稀有气体、多数非金属单质、非金属氢化物、多数非金属氧化物、含氧酸、部分盐类、大多数有机物等。属于分子晶体物质例如:He I2 C60 H2O CO2 H2SO4 AlCl3 C12H22O11 H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一些氢化物的沸点 氢键 HF中由于F原子吸引电子的能力很强，HF键强，共用电子对强烈地偏向F原子，即H原子的电子云被F原子的电子云吸引，使H原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很小、带部分正电荷的H核
9、，与另一个HF分子带荷的F原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。HF+-HF-+HF-+水分子间形成的氢键氢键的基本特征 它比化学键弱而比分子间作用力强，其键能约在1040kJmol-1。是一种存在于分子之间也存在于分子内的作用力。氢键的形成条件表示方法：在形成氢键的两原子间用 表示分子中有氢原子和得电子能力强的原子。如：N、O、F 除了HF、H2O、NH3 有分子间氢键外，在有机羧酸、醇、酚、胺、氨基酸和蛋白质中也有氢键的存在。例如：甲酸靠氢键形成二聚体。HCOOHH OOH C 除了分子间氢键外，还有分子内氢键。例如，硝酸的分子内氢键使其熔、沸点较低。干冰的晶体结构图(一)返回干冰的晶体结构图(二)返回可见:每个二氧化碳分子周围有 个二氧化碳分子12石墨的晶体结构图层间为分子间力 同一层：CC 键长为142pm，C 原子采用 sp2 杂化轨道，与周围三个 C 原子形成三个 键，键角为 1200，每个 C 原子还有一个 2p 轨道，垂直于sp2 杂化轨道平面，2p 电子参与形成了键，这种包含着很多原子的键称为大键。层与层间：距离为 340pm，靠分子间力结合起来。石墨晶体既有共价键，又有分子间作用力，是混合型晶体。石墨晶体中每一层为正六边形的平面网状结构,则每个正六边形占有多少个碳原子?多少个C-C键?