第三章晶体结构与性质
课标要求
1?了解化学键和分子间作用力的区别。
2?理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
3?了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 4?理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
5?了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。 要点精讲 一一 .晶体常识 1?晶体与非晶体比较
晶体 韭晶悴 结梅徴粒周期性有序掾列 性质峙性 红构裟粒无序拄列 有目范性、固定熔点、对称性、 没有自葩性、固定焙点“揃 佗■&各冋异性 向异性 1
2.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。 3.晶胞
晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置” 4.晶胞中微粒数的计算方法 一一均摊法
如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。中学中常见的晶胞为立 方晶胞
立方晶胞中微粒数的计算方法如下:
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注意:在使用 均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状 二?四种晶体的比较 共型比辍 分孑■日目体 分予间靠分子 问原子曰目体 金属晶体 离子晶体 离千键结合 而形咸的原予乏闾以共 价键金厲阳离干和 自阳离予和阴离于 通过空间 网状结枸的晶 结飾形 成的晶体 晶体 体 庫子 作用力结合 而形结舍而飛 成的具有曲电干以鑒 眉谴成的晶体 构成粒T 结 构 全阳离干、 自由阴、阳离千 电干 金厲擁 分子间的作用 力 互作用力 峦度 性 质 离子擁 较小 有的很大有 的很小 较小 炼沸点 有的很尢有 的很小 很高 有的很高,有 的较高 很低 雄濬于常见潘 剂 大參易港干水等 按世溶刑 电和热的艮导 体 较低 相個相瀋 难洱干任何溶 剂 —股不导电, 涪性 于水后有的 导电 一股不具有导 电性 无 一部分非金扈 单晶体不导电,水沼 液或熔融态导电 延展性 无 良好 金厲单质场合 芫 範&金耕右、 硅、駅金 @|]屆、丈多数非金扈 单翱|)?一 邯井非金A1、 磕青铜) 质(如Po cy.气态厲化 音物{如SiC. 氫化 物\酸砌I HCk H:SO4).非金 属氧化物(如 S0;. CO- SiO; 大争数有机物 饨
金扈氧化物{如 KO. Na:O),强碱 曲]KOH. NaOHh 絶大部分盐(如 N1C1) SiQ:) CH+)荀II 盐除怕 2 ?晶体熔、沸点高低的比较方法
(1) 不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体〉离子 晶体〉分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。 (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、沸点高?如熔 点:金刚石〉碳化硅>硅
(3) 离子晶体
一般地说, 阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,相应 的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
(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、沸点反常的高。 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。
③ 组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。 ④ 同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。 (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。 三?几种典型的晶体模型 晶体 铤晶 晶障结构示意團 晶嫌甲粒子分需详解 每8牛Cs\\ 8个CT各自构戚整方眼 在每花2方体的中心 有T畀oa ? J I 种篦子(CV或CQ.在霉* 6?周亀叢近荒等距篦f设 为丛2)的CT育8牛,在每个C「周围最近的新屈必沏工的 韦(5个(上、下、左、右、前、后),在每个CT周围霞近的 等距藍的CT也有6个 二氧 优碳 毎8个CO:构麻立方体且再在◎个面朗中心又各占据1吓CO” 衽整个周亀等蹬萬佝a为立方体棱萇}量5的CQ有12 个I同层」个、上层斗下层4 6) 金刚 石晶 每个C与另#个C以共价藏合,采取sp3茨化,前着位于 正四耐神心,后昔位于正四fift?点°苗体中均为一C, 讎长耗等、键角相等[IE 2S;),晶低中最4、碳环由&牛C 组梱六者不在同一平面內;畐体中聲卜C参与了 4条 JC 讎的册站而在每条廨中心關贡献只有一韦改C原子斂与 JC键数之比黄)1 : 2 石墨 晶体 层内存在共价键、金属键,层间龌德华力结台,兼具有原子 晶舉、金属晶休、芬孑晶体的特征?在艮内,每个C与3个C 形甫匚一C键,采取■即2杂化的成正六辺形,键长村等「键甬 相等(闵沟iHT )i在晶体中,毎个C参与了]条C-C键的 形走,而在每袅键中的贡献只有一半,每个正丸迪形平均只占 鉄=2个G C原子呻魏与C-C赖之比沏2:3 SiO2 晶体 毎个百与」个0结合,前看在正四面郎■册中心,后四舌在正 四面体的顶点;同时每个0祕两仆正四蔚障所共用.1EE9S 1*犍角为1眇281 ,斑牛刼面:体占有f 完整的Si,四 个((^ 0臣子';枚晶体■中附廡乂与0惊子于数比沟1 : (4 X尸 1 : 2
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