晶体结构教学课件.ppt

1、同位素同位素同素异形体同素异形体定义定义研究对象研究对象性质性质常见实例常见实例同素异形体、同位素与同分异构体的比较同素异形体、同位素与同分异构体的比较质子数相同、质质子数相同、质量数（或中子数）量数（或中子数）不同的原子不同的原子同一种元素同一种元素形成的不同形成的不同单质单质分子式相同而结分子式相同而结构不同的化合物构不同的化合物原子原子单质单质化合物化合物化学性质几乎化学性质几乎完全相同完全相同物理性质差别物理性质差别大，化学性质大，化学性质稍有差别稍有差别物理性质和化物理性质和化学性质均有较学性质均有较大差别大差别1H、2H、3H35Cl、37Cl金刚石、石墨金刚石、石墨O3、O2正丁

2、烷和异丁烷，正丁烷和异丁烷，二甲醚和乙醇二甲醚和乙醇同分异构体同分异构体1思考：思考：1）什么叫晶体？）什么叫晶体？具有一定规则几何外形的具有一定规则几何外形的固体固体2）举出你学过或见过的晶体及外形。）举出你学过或见过的晶体及外形。23）晶体为什么有一定规则的几何外形？）晶体为什么有一定规则的几何外形？构成晶体的粒子有规则的排列构成晶体的粒子有规则的排列4）构成晶体的粒子有哪些？）构成晶体的粒子有哪些？分子、原子、离子等分子、原子、离子等5）指出食盐、干冰、金刚石构成的微粒和微粒间的）指出食盐、干冰、金刚石构成的微粒和微粒间的 作用力。作用力。根据构成晶体的根据构成晶体的粒子种类和粒子间粒子

3、种类和粒子间的相互作用不同，的相互作用不同，可将晶体分为：可将晶体分为：离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体晶体食盐食盐干冰干冰金刚石金刚石Na+、Cl-离子键离子键CO2分子分子C原子原子分子间作用力分子间作用力共价键共价键离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体3离子晶体：离子晶体：离子化合物中的离子化合物中的阴、阳离子阴、阳离子按一定的方式有规则地排列按一定的方式有规则地排列而形成的晶体。而形成的晶体。概念理解：概念理解：1 1）构成离子晶体的微粒是什么？哪些物质属于离子晶体）构成离子晶体的微粒是什么？哪些物质属于离子晶体2 2）结构微粒间是通过什么作

4、用力结合成晶体的？）结构微粒间是通过什么作用力结合成晶体的？3 3）阴阳离子间是怎样连接形成晶体的呢？）阴阳离子间是怎样连接形成晶体的呢？4Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+食盐（晶体）的形成食盐（晶体）的形成以离子键结合以离子键结合晶体中具有代表性的基本的重复单位叫晶体中具有代表性的基本的重复单位叫晶胞晶胞561、1个个Na+周围有周围有_个个Cl-2、1个个Cl-周围有周围有_个个Na+3、1个个Na+周围最近的周围最近的Na+有有_个个4、晶胞中有、晶胞中有_

5、个个NaCl单元单元。5、在晶体中能否找到一个、在晶体中能否找到一个NaCl分子？分子？NaCl只是化学式，不是分子式只是化学式，不是分子式6、是否所有、是否所有1：1型离子晶体都如型离子晶体都如NaCl，采用，采用 6：6 配位配位？NaCl晶胞晶胞7 每个每个NaNa+周围有周围有六六个个ClCl-8离子晶体离子晶体 每个每个ClCl-周围有周围有六六个个NaNa+9NaCl的晶胞结构的晶胞结构NaCl的晶胞结构的晶胞结构10体心体心111面心面心1212棱棱1413顶点顶点1814NaCl的晶体结构的晶体结构Na+：Cl：4415在在NaClNaCl晶体中，以晶体中，以NaNa+为中心与

6、之最近且距离为中心与之最近且距离相等的相等的NaNa+共有多少个？共有多少个？1212个个16物理性质分析：物理性质分析：1）离子晶体的物理性质一般有何特征？为什么？）离子晶体的物理性质一般有何特征？为什么？熔沸点较高，难挥发；熔沸点较高，难挥发；硬度较大，难压缩，但质脆，机械加工性能差；硬度较大，难压缩，但质脆，机械加工性能差；密度较大；密度较大；大多数能溶于水（极性溶剂）。大多数能溶于水（极性溶剂）。2）NaCl、CsCl熔点为什么有所差异，离子晶体熔沸点熔点为什么有所差异，离子晶体熔沸点高低与哪些因素有关？高低与哪些因素有关？离子键越强离子键越强 熔沸点越高、硬度越大熔沸点越高、硬度越大

7、 离子键强弱受离子半径、离子所带电荷数影响离子键强弱受离子半径、离子所带电荷数影响。比较：比较：NaCl、NaF熔点高低。熔点高低。3）离子晶体为什么固体时不导电，而融化状态、或水）离子晶体为什么固体时不导电，而融化状态、或水溶液时导电？溶液时导电？4）使氯化钠晶体熔化、溶解于水或晶体粉碎分别破坏）使氯化钠晶体熔化、溶解于水或晶体粉碎分别破坏 了什么？了什么？17分子晶体概念分析：概念分析：（1 1）构成分子晶体的基本微粒是什么？哪些物质可形成）构成分子晶体的基本微粒是什么？哪些物质可形成分子晶体？分子晶体？（2 2）这些微粒是通过什么作用力形成晶体的？）这些微粒是通过什么作用力形成晶体的？分

8、子分子间以间以分子间作用力分子间作用力互相结合的晶体互相结合的晶体结构微粒结构微粒微粒间作用力微粒间作用力（3）在干冰晶体中能否找到一个）在干冰晶体中能否找到一个CO2分子？分子？思考：思考：稀有气体单质的结构微粒是什么？稀有气体单质的结构微粒是什么？分子晶体表示的化学式的意义？分子晶体表示的化学式的意义？如如S、S8、C60、P、P418干冰晶体结构的特点干冰晶体结构的特点在干冰晶胞中存在哪些作用力？在干冰晶胞中存在哪些作用力？晶胞中存在几个晶胞中存在几个CO2？晶体中每个晶体中每个CO2分子周围与分子周围与 它最近且等距离的它最近且等距离的CO2分子分子 有有？个？个OC共价键共价键分子间

9、作分子间作用力用力192、分子晶体的性质、分子晶体的性质1）分子晶体中微粒间的作用是分子间作用力很弱分子晶体中微粒间的作用是分子间作用力很弱，故：，故：熔沸点较低，液体易挥发；熔沸点较低，液体易挥发；硬度较小。硬度较小。2）分子晶体及在熔化状态或水溶液中能否导电？）分子晶体及在熔化状态或水溶液中能否导电？为什么？为什么？讨论：讨论：分子晶体熔化或气化，需克服什么？分子晶体熔化或气化，需克服什么？分子间作用力强弱如何？分子间作用力强弱如何？由于分子晶体是由分子构成，所以，它们在固由于分子晶体是由分子构成，所以，它们在固态和熔融状态时都不导电。有些在水溶液中能电离态和熔融状态时都不导电。有些在水溶

10、液中能电离而导电。而导电。3）溶解性）溶解性相似相溶：相似相溶：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂；极非极性溶质一般能溶于非极性溶剂；极性溶质一般能溶于极性溶剂性溶质一般能溶于极性溶剂20一般来说，对于组成和结构相似的物质：一般来说，对于组成和结构相似的物质：相对分子相对分子质量越大质量越大分子间作分子间作用力越大用力越大物质熔点物质熔点沸点越高沸点越高讨论：讨论：1）比较下列各组物质的熔、沸点高低）比较下列各组物质的熔、沸点高低 CS2、CO2 CCl4、O2、NaCl、NaF、MgO 2）为什么氮气的熔沸点很低，而化学性质）为什么氮气的熔沸点很低，而化学性质 很稳定？很稳定？离子晶体的熔沸点比

11、分子晶体高离子晶体的熔沸点比分子晶体高21C、Si同主族，同主族，CO2是分子晶体，那么是分子晶体，那么SiO2是否与是否与CO2结构相似？结构相似？两者两者熔点熔点差别如此之大差别如此之大,必然是必然是晶体结构晶体结构不同所导致不同所导致SiO2晶体结构又如何呢？晶体结构又如何呢？22三、原子晶体三、原子晶体1、SiO2晶体结构晶体结构相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体合而形成空间网状结构的晶体1）每个）每个Si原子和原子和4个个O原原 子形成子形成4个共价键，成个共价键，成 为正四面体结构；为正四面体结构；2）每个）每个O原子跟原子跟2个个Si原原 子相

12、结合；子相结合；3）是一种空间网状结构）是一种空间网状结构OSi讨论：讨论：SiO2代表的意义是代表的意义是 。SiO2晶体熔化需破坏什么？熔点为什么高？晶体熔化需破坏什么？熔点为什么高？1092823物理性质：物理性质：（1）根据原子晶体微粒间作用力特征，推断其物理特征）根据原子晶体微粒间作用力特征，推断其物理特征？熔沸点高、硬度大（一般熔沸点高、硬度大（一般比离子晶体高比离子晶体高）、一般不导电、难溶）、一般不导电、难溶（2）如何判断原子晶体熔沸点的高低？）如何判断原子晶体熔沸点的高低？v 共价键越强共价键越强 熔沸点越高、硬度越大熔沸点越高、硬度越大v 共价键强弱受共价键强弱受原子半径原

13、子半径、共用电子对数目共用电子对数目影响。影响。相邻相邻原子原子间以间以共价共价单单键键结合形成的结合形成的空间网状结构空间网状结构的晶体的晶体物质金刚石碳化硅单质硅熔点/355027001410v 判断：判断：金刚石、晶体硅、金刚砂的熔沸点、硬度如何比较？金刚石、晶体硅、金刚砂的熔沸点、硬度如何比较？的影响的影响金刚石金刚石、晶体硅晶体硅、金刚砂金刚砂、二氧化硅二氧化硅等是常见的原子晶体等是常见的原子晶体24比较：比较：晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体概概 念念结构微粒结构微粒微粒间作用微粒间作用熔化时破坏熔化时破坏熔沸点熔沸点硬硬 度度水溶性水溶性导电性导电

14、性离子间通过离子键离子间通过离子键结合而成的晶体结合而成的晶体分子间以分子间作分子间以分子间作用力相结合的晶体用力相结合的晶体相邻原子间以共价相邻原子间以共价键相结合而形成空键相结合而形成空间网状结构的晶体间网状结构的晶体阴、阳离子阴、阳离子分子分子原子原子离子键离子键共价键共价键分子间作用力分子间作用力离子键离子键共价键共价键分子间作用力分子间作用力思考：思考：稀有气体单质是由稀有气体元素的原子构成，稀有气体单质是由稀有气体元素的原子构成，为什么是分子晶体？为什么是分子晶体？较高较高低低高高较硬而脆较硬而脆硬度较小硬度较小硬度大硬度大大多数能溶大多数能溶部分能溶部分能溶不溶不溶晶体类型晶体类

15、型相应的物理性质相应的物理性质讨论：讨论：如何根据化学式判断某物质属于什么类型的晶体？如何根据化学式判断某物质属于什么类型的晶体？25无机物约无机物约10万种，有机物万种，有机物3000万种。万种。物质多样性的原因是什么？物质多样性的原因是什么？1）组成元素不同（构成原子的质子数不同）；）组成元素不同（构成原子的质子数不同）；2）组成元素的原子种类不同（同位素）；）组成元素的原子种类不同（同位素）；3）组成分子的原子个数不同）组成分子的原子个数不同4）原子的排列方式不同）原子的排列方式不同5）构成物质的微粒不同）构成物质的微粒不同 （原子、离子、分子）（原子、离子、分子）微粒间的作用不同微粒间

16、的作用不同 （离子键、共价键和分子间作用力）（离子键、共价键和分子间作用力）化合物：化合物：CO、CO2等等单质：单质：O2、O3等等单质：金刚石和石墨等单质：金刚石和石墨等化合物：丁烷和异丁烷等化合物：丁烷和异丁烷等同同素素异异形形体体同分异构体同分异构体不同类型的晶体不同类型的晶体26物质物质NaFNaCl NaBrNaINaClKClRbCl CsCl熔点熔点995801755651801776715646根据两组事实材料回答问题材料一：材料一：材料二：材料二：MgO、Al2O3是常用来制造的耐火砖、耐火管和坩埚等。是常用来制造的耐火砖、耐火管和坩埚等。（1）Na的卤化物熔点的变化规律是

17、：的卤化物熔点的变化规律是：_，碱金属的氯化物熔点的变化规律是：碱金属的氯化物熔点的变化规律是：_。（2）试利用晶体的有关知识解释上述规律）试利用晶体的有关知识解释上述规律以及以及MgO、Al2O3 熔点较高的事实。熔点较高的事实。物理性质与晶体结构物理性质与晶体结构27下列性质适合分子晶体的是下列性质适合分子晶体的是下列性质适合离子晶体的是下列性质适合离子晶体的是A、熔点、熔点1070，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电B、熔点、熔点10.31，液态不导电，水溶液能导电，液态不导电，水溶液能导电C、熔点、熔点-38.9，液态能导电，液态能导电D、熔点、熔点97.81，质软，晶体能

18、导电，质软，晶体能导电物质物质AlF3AlBr3AlI3熔点熔点 104097.5191根据右表铝的卤化物熔点分析：根据右表铝的卤化物熔点分析：AlF3的熔点比其它卤化铝高的多的原因是什么？的熔点比其它卤化铝高的多的原因是什么？AlBr3、AlI3的熔点依次升高的原因是什么？的熔点依次升高的原因是什么？物理性质与晶体结构物理性质与晶体结构28讨论：1）指出下列变化需克服的作用是什么？）指出下列变化需克服的作用是什么？CaCl2熔化熔化 NaOH熔化和溶解于水熔化和溶解于水2）比较下列各组物质熔点的高低）比较下列各组物质熔点的高低 NaF、NaCl、KCl、KBr BeO、MgO、CaO、K2O

19、3）为什么氯化镁的化学式为）为什么氯化镁的化学式为MgCl2？4）过氧化钠的化学式为）过氧化钠的化学式为Na2O2，能否写成，能否写成NaO，为什，为什 么？阴阳离子数目之比为多少？么？阴阳离子数目之比为多少？292、在下列有关晶体的叙述中正确的是：、在下列有关晶体的叙述中正确的是：A、同主族金属的原子半径越大熔点越高、同主族金属的原子半径越大熔点越高B、稀有气体原子序数越大沸点越高、稀有气体原子序数越大沸点越高C、分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低、分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低D、同周期元素的原子半径减小越易失去电子、同周期元素的原子半径减小越易失去电子物理性质与晶体结构物理性质与晶体

20、结构1、下列有关共价化合物的说法、下列有关共价化合物的说法：具有较低的熔、沸点具有较低的熔、沸点 不是电解质不是电解质 固态时是分子晶体固态时是分子晶体 都是由分子构成都是由分子构成 液态时不导电。其中一定正确的是：液态时不导电。其中一定正确的是：_。304、下列物质中，按熔点由低到高排列正确的是：、下列物质中，按熔点由低到高排列正确的是：A、O2、I2、Hg B、CO2、KCl、SiO2C、Na、K、Rb D、SiC、NaCl、SO23、试将下列物质、试将下列物质 固态氩固态氩 金属镁金属镁 硅晶体硅晶体 金属钾金属钾 固态氯固态氯 碳化硅，按其熔点由低到高碳化硅，按其熔点由低到高的排列顺序

21、的排列顺序_。物理性质与晶体结构物理性质与晶体结构313、已知晶体硅的结构与金刚、已知晶体硅的结构与金刚 石相似，碳化硅的一种晶石相似，碳化硅的一种晶 体具有类似金刚石的结构，体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位其中碳原子和硅原子的位 置是交替的。置是交替的。碳化硅的化学式为碳化硅的化学式为 。比较比较C-C、Si-Si、C-Si键的键的 键长和键能。键长和键能。在下列三种晶体中：金刚在下列三种晶体中：金刚 石、晶体硅、碳化硅，石、晶体硅、碳化硅，它们的熔点从高到低的顺序是它们的熔点从高到低的顺序是 。说明说明SiO2晶体与晶体硅的结构关系。晶体与晶体硅的结构关系。碳化硅的晶体结构碳

22、化硅的晶体结构SiC326、下列物质的熔、沸点高低顺序排列，正确的是：、下列物质的熔、沸点高低顺序排列，正确的是：A、金刚石，晶体硅、二氧化硅、碳化硅、金刚石，晶体硅、二氧化硅、碳化硅B、CI4、CBr4、CCl4、CH4 C、MgO、H2O、O2、N2D、金刚石、生铁、纯铁、钠、金刚石、生铁、纯铁、钠5、下列物质的熔点由高到低排列，错误的是：、下列物质的熔点由高到低排列，错误的是：A、Li、Na、K、Rb B、NaCl、KCl、RbCl、CsClC、F2、Cl2、Br2、I2 D、金刚石、硅、碳化硅、金刚石、硅、碳化硅物理性质物理性质与与晶体结构晶体结构338.有有X、Y、Z、W、M五种短周

23、期元素，其中五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，同周期，Z、M同主族；同主族；X+与与M2-具有相同的电具有相同的电子层结构；离子半径：子层结构；离子半径：Z2-W-；Y的单质晶体熔点高、的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是确的是A.X、M两种元素只能形成两种元素只能形成X2M型化合物型化合物B.由于由于W、Z、M元素的氢气化物相对分子质量依次减元素的氢气化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低小，所以其沸点依次降低C.元素元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体的单质晶体属于同种类型的晶体D.元素元素W和和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂的某些单质可作为水处理中的消毒剂34讨论：下列变化中，需要克服微粒间哪种作用？下列变化中，需要克服微粒间哪种作用？碘升华碘升华 SO2液化液化 NaOH溶于水溶于水HCl溶于水并电离溶于水并电离作业（作业（8）下列物质中熔点最低的是）下列物质中熔点最低的是A、CF4 B、CCl4 C、CBr4 D、CI4 作业（作业（7）下列各组物质形成的晶体类型和所含化学键）下列各组物质形成的晶体类型和所含化学键类型都相同的是（类型都相同的是（）A、NaCl、KOH B、HBr、H2O C、Na2O2、H2O2 D、KCl、NH4Cl35