高中化学晶体课件 40页

认识晶体10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n第一节晶体的常识1、从认识一般固体出发，重点了解晶体的基本特征、类型以及不同类型晶体的一般物理性质。2、晶体形成的途径及特性。3、晶体与非晶体的区别。4、晶胞的概念。5、晶胞中原子个数的计算。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n复习问题：1.如何判断某一固体是晶体还是非晶体？晶体非晶体自范性有：自发呈现多面体外形无微观结构原子在三维空间呈周期性有序排列排列无序物理性质各向异性无各向异性X-衍射实验有分立的斑点或明锐的谱线无熔点较固定不固定有：自发呈现多面体外形无原子在三维空间呈周期性有序排列排列无序各向异性各向同性有分立的斑点或明锐的谱线无较固定不固定10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n1(1).晶体和非晶体最大的区别是A.是否有规则的几何外形B.是否有较高的硬度C.物质内部的微粒能否有序地规则排列D.是否有固定的熔沸点10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n1(2).下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是A.具有规则几何外形的固体均为晶体B.晶体具有自范性,非晶体没有自范性C.晶体研碎后即变成非晶体D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体存在微粒构晶作用离子键共价键范德华力金属键熔沸点高很高低高或低硬度硬而脆质地硬硬度小延展性导电性熔化时能够导电，导电性差，水溶液能够导电电和热的良导体，实例1.金属氧化物2.强碱3.大部分盐金刚石、二氧化硅、金刚砂（SiC）晶体硅1.非金属氧化物、单质、氢化物2.酸3.绝大多数有机物所有的金属及合金阴阳离子原子分子自由电子金属离子1.金刚石、2.二氧化硅、3.金刚砂(SiC)4.晶体硅1.非金属氧化物、单质、氢化物2.酸3.绝大多数有机所有的金属及合金1.金属氧化物2.强碱3.大部分盐熔化时能够导电导电性差水溶液能够导电电和热的良导体硬而脆质地硬硬度小延展性高很高低高或低离子键共价键范德华力金属键二、各种晶体类型的比较【问题】总结各类晶体的分类依据10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n2、基本概念辨析⑴下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()（A）SO2和SiO2（B）CO2和H2O（C）NaCl和HCl（D）CCl4和KCl10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n⑵下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间的作用（力），属同种类型的是()（A）碘和干冰的升华（B）二氧化硅和生石灰的熔化（C）氯化钠和铁的熔化（D）水和四氯化碳的蒸发10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n三、判断晶胞中的粒子数10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n3(1).某离子晶体的结构（局部如图），X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心，则该晶体的化学式是X:Y=1/8×4:1=1/2:1XYXY2=1:210/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n3(2)．现有甲、乙两种晶体的晶胞：（甲中x处于体心，乙中a处于体心）可推知：甲晶体中x与y的个数比是，乙中a与b的个数比是。甲乙10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n3(3)下图为高温超导领域中的一种化合物——钙钛矿（氧化物）晶体结构中具有代表性的最小重复单元。（1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有______个。（2）该晶体结构中，氧、钛、钙的离子个数比是____________。63:1:110/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n3(4).现有甲、乙、丙、丁四种晶体，离子排列方式如图所示，根据离子晶体的晶胞（晶体中最小重复单位）求阴、阳离子个数比的方法，其中化学式不正确的是（）A10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n金属晶体紧密堆积A1堆积A3堆积A2堆积10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n空间利用率的计算空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。球体积空间利用率=100%晶胞体积10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n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1mol冰中含几摩尔氢键？分子的非密堆积只有范德华力，无分子间氢键，可形成分子密堆积；有分子间氢键，不能形成分子密堆积（如HF，NH3，H2O）10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n内容体系第一节简单介绍晶体的常识，区别晶体与非晶体，认识什么是晶胞：第二节“分子晶体和原子晶体”分别介绍了分子晶体和原子晶体的结构特征及晶体特性，在陈述分子晶体的结构特征时，以干冰为例，介绍了如果分子晶体中分子问作用力只是范德华力时，分子晶体具有分子密堆积特征；同时，教科书以冰为例，介绍了冰晶体里由于存在氢键而使冰晶体的结构具有其特殊性。在第三节“金属晶体”中，首先从“电子气理论”介绍了金属键及金属晶体的特性，然后以图文并茂的方式描述了金属晶体的四种基本堆积模式。在第四节“离子晶体”中，由于学生已学过离子键的概念，教科书直接给出了NaCl和CsCl两种典型离子晶体的晶胞，然后通过“科学探究”讨论了NaCl和CsCl两种晶体的结构；教科书还通过例子重点讨论了影响离子晶体结构的几何因素和电荷因素，而对键性因素不作要求。晶格能是反映离子晶体中离子键强弱的重要数据，教科书通过表格形式列举了某些离子晶体的晶格能，以及晶格能的大小与离子晶体的性质的关系。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n晶格能晶格能(U)是指将1摩离子晶体里的正负离子（克服晶体中的静电引力）完全气化而远离所需要吸收的能量（数符为+）。例如：NaCl(s)→Na+(g)+Cl–(g)U=786kJ·mol–1晶格能越大，表明离子晶体中的离子键越稳定。一般而言，晶格能越高，离子晶体的熔点越高、硬度越大。晶格能大小还影响着离子晶体在水中的溶解度、溶解热等性质。LiFLiClLiBrLiI(g/100mLH2O)0.2764145165注：无机盐的溶解是水合离子的生成过程：MX(s)M+(g)+X-(g)M+(aq)+X-(aq)离子晶体在水中的溶解度与溶解热不但与晶体中离子克服晶格能进入水中吸收的能量有关，还与进入水中的离子发生水化放出的能量（水化热）有关。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n本章教材地位本单元知识是在原子结构和元素周期律以及化学键等知识的基础上介绍的，是原子结构和化学键知识的延伸和提高；本单元知识围绕晶体作了详尽的介绍，晶体与玻璃体的不同，分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体，从构成晶体的微粒、晶胞、微粒间的作用力，熔沸点比较等物理性质做了比较，结合许多彩图及详尽的事例，对四大晶体做了阐述；同时，本单元结合数学立体几何知识，充分认识和挖掘典型晶胞的结构，去形象、直观地认识四种晶体.“本章比较全面而系统地介绍了晶体结构和性质，作为本书的结尾章，与前两章一起构成“原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质”三位一体的“物质结构与性质”模块的基本内容。”10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n（三）难点1、晶体结构模型。2、金属晶体的原子堆积模型（四）方法指导1、重视新旧知识之间的内在联系本章内容跟前面所学的化学键有密切的联系。注意运用离子键、共价键、金属键、范德华力和氢键的有关知识来分析解释四种晶体的结构和性质。2、注意概念之间的联系和区别运用对比的方法，分析四种晶体的概念及性质，互相比较深入理解所学的知识。注意知识的系统化和网络化。3、对于晶体的类型，重点讲透四种晶体的概念、相互作用及重要物理性质，运用化学键的知识解释晶体的有关物理性质，运用晶体的性质来判断晶体类型，根据晶体类型来判断晶体的熔沸点等。4、注意学科之间的内在联系，利用数学的几何知识分析解决有关晶体结构知识。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n新概念1自范性周期性有序排列X－射线衍射各向异性晶胞并置2分子密堆积方向性（共价键）sp3杂化轨道（金刚石）摩氏硬度3电子气理论热导率密置层非密置层堆积方式原子堆积模型空间利用率最密堆积配位数K型Mg型Cu型4几何因素电荷因素键性因素（比作要求）晶格能岩浆晶出规则10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n第一节晶体的常识1、从认识一般固体出发，重点了解晶体的基本特征、类型以及不同类型晶体的一般物理性质。2、晶体形成的途径及特性。3、晶体与非晶体的区别。4、晶胞的概念。5、晶胞中原子个数的计算。第二节分子晶体与原子晶体1、理解范德华力、键的实质2、了解范德华力与氢键关系3、了解范德华力、氢键与化学键的关系4、运用所学知识解释物质熔沸点变化的原因5、会运用所学知识判断晶体类型6、会区分范德华力、化学键与氢键7、知道分子晶体和原子晶体的特点8、了解常见的分子晶体和原子晶体10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n第三节金属晶体1、掌握金属键的概念。2、能初步用金属键理论来解释金属的特性。3、了解电子气理论并能用电子气理论解释金属通性。4、掌握金属原子堆积的4种基本模式。5、初步认识金属晶体结构与性质的关系。第四节离子晶体1、理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。2、了解离子晶体中正负离子的电荷比和配位数的关系。3、了解决定离子晶体结构的重要因素。4、理解离子晶体的晶格能与性质的关系。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n离子键、共价键和金属键的比较化学键类型离子键共价键金属键概念阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对所形成的化学键金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学键成键微粒阴阳离子原子金属阳离子和自由电子成键性质静电作用共用电子对电性作用形成条件活泼金属与活泼的非金属元素非金属与非金属元素金属内部实例NaCl、MgOHCl、H2SO4Fe、Mg10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n化学键分子间作用力概念相邻的原子间强烈的相互作用叫化学键把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，又称范德华力作用范围分子或晶体内分子之间作用力强弱较强与化学键相比弱得多影响的性质主要影响化学性质主要影响物理性质（如熔沸点）化学键与分子间作用力的比较10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n物质溶沸点的比较（1）不同类晶体：一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体（2）同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反之则小。①离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。②分子晶体：对于同类分子晶体，式量越大，则熔沸点越高。③原子晶体：键长越小、键能越大，则熔沸点越高。（3）常温常压下状态①熔点：固态物质>液态物质②沸点：液态物质>气态物质10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n谢谢！10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n练习题一题目：研究离子晶体，常考察以一个离子为中心时，其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d，以钠离子为中心，则：[1]第二层离子有12个，离中心离子的距离为，它们是钠离子。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n[2]已知在晶体中Na+离子的半径为116pm，CI-离子的半径为167pm，它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n[3]纳米材料的表面原子占总原于数的比例极大，这是它的许多特殊性质的原因，假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状，求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。[4]假设某氯化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞边长的10倍，试估算表面原子占总原子数的百分比。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n解答[1]12，，钠离子[2]V晶胞=[2(116pm+167pm)]3=181106pm3V离子=4(4/3)(116pm)3+4(4/3)(167pm)3=104106pm3V离子/V晶胞=57.5%10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n[3]26/27=96%[4]10倍晶胞的纳米颗粒的离子总数:213=92619倍晶胞的纳米颗粒的离子总数:193=685910倍晶胞的纳米颗粒的表面离子数:6959-9261=2402表面原子数所占比例：2402/9261=26%10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n练习题二（鲁教版p96,10）NiO晶体的结构型式与NaCl晶体的结构型式完全相同，Ni2＋与最邻近的O2－的核间距为a10-10m。试计算NiO晶体的密度。（已知NiO的摩尔质量为74.7g.mol-1）10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n本题涉及了《化学课程标准》中晶体结构的如下内容：晶胞、晶胞类型、晶胞中粒子数的计算、配位数、堆积方式、密度计算。通过这个题目可以建立晶体结构的晶胞结构与晶体堆积方式之间的关系，深刻理解晶胞结构的特点核有关计算问题。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n练习题三实验表明，乙烯在很低的温度下能凝结成分子晶体，经X-射线分析鉴定，其晶体结构属于正交晶系，晶胞参数为：a=4.87Å，b=6.46Å，c=4.15Å，晶体结构如图1所示。10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n（1）晶体的理论密度是g·cm-3；（2）设C原子形成的双键中心对称地通过原点，离原点最近的C原子的分数坐标为（0.11,0.06,0.00），试计C=C共价键长是Å。答案：（1）0.71g·cm-3（2）1.32Å10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n练习题四1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断正确的是A原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度B原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料C原子晶体干冰硬度大，可用作耐磨材料D每摩尔原子晶体干冰中含2molC—O键10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供\n练习题五已知下列晶体的熔点：NaCl—801℃AlF3—1291℃AlCl3—190℃BCl3—107℃Al2O3—2045℃CO2—56.6℃SiO2—1723℃据此判断下列说法错误的是A元素和铝组成的晶体中有的是离子晶体B以一给出的物质中只有BCl3和CO2是分子晶体C同族元素的氧化物可以形成不同类型的晶体D不同族元素的氧化物可以形成相同类型的晶体10/5/2021该课件由【语文公社】www.yuwen520.com友情提供