第三單元 物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1、晶體,第三單元　物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì),1.晶體與非晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),無序,周期,性有序,續(xù)表,有,無,各向異性,各向同性,不固定,固定,熔點(diǎn),X­射線衍射,晶胞(1)概念描述晶體結(jié)構(gòu)的_________。(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置a.無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。b.并置：所有晶胞平行排列、取向相同。,2.,基本單元,通過哪些途徑可以獲得晶體？提示　獲得晶體的途徑有三個(gè)：(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固。(2)氣態(tài)物

2、質(zhì)不經(jīng)液態(tài)直接凝固。(3)溶質(zhì)從溶液中析出。,1.,金屬晶體和離子晶體,金屬鍵和金屬晶體金屬鍵“電子氣理論”要點(diǎn)(1)該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。(2)金屬晶體是由__________、________通過_______形成的一種“巨分子”。(3)金屬鍵的強(qiáng)度差別很大。,(一),1.,金屬陽離子,自由電子,金屬鍵,金屬晶體的原子堆積

3、模型(1)二維空間模型a.非密置層，配位數(shù)為4。b.密置層，配位數(shù)為6。(2)三維空間模型a.簡單立方堆積相鄰非密置層原子的原子核在同一直線上，配位數(shù)為6。只有Po采取這種堆積方式。b.鉀型（即A2型密堆積）將非密置層上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中，每層都照此堆積。如Na、K、Fe等是這種堆積方式，配位數(shù)為8。,2.,c.鎂型和銅型(即A3型最密堆積和A1型最密堆積)密置層的原子按鉀型堆積方式堆積。若按__

4、_______的方式堆積為鎂型，按_____________的方式堆積為銅型。這兩種堆積方式都是金屬晶體的_________，配位數(shù)均為12，空間利用率均為74%。離子晶體和晶格能離子晶體(1)概念a.離子鍵：___________間通過_________(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化學(xué)鍵。b.離子晶體：由陽離子和______通過_______結(jié)合而成的晶體。(2)決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素,(二),1.,ABABAB,

5、ABCABCABC,最密堆積,陰、陽離子,靜電作用,陰離子,離子鍵,a.幾何因素：即晶體中陰、陽離子的半徑比決定晶體結(jié)構(gòu)。b.電荷因素，即陰、陽離子電荷不同，配位數(shù)必然不同。c.鍵性因素：離子鍵的純粹程度。(3)一般物理性質(zhì)一般地說，離子晶體具有較高的___點(diǎn)和沸點(diǎn)，較大的____、難于壓縮。這些性質(zhì)都是因?yàn)殡x子晶體中存在著較強(qiáng)的離子鍵。若要破壞這種作用需要較多的能量。,熔,硬度,晶格能(1)定義________形成1摩爾離

6、子晶體_____的能量，單位kJ·mol－1，通常取正值。(2)大小及與其他量的關(guān)系a.晶格能是最能反映離子晶體______的數(shù)據(jù)。b.在離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越大，則晶格能越大。c.晶格能越大，陰、陽離子間的離子鍵就越__，形成的離子晶體就越穩(wěn)定，而且熔點(diǎn)高、硬度大。,2.,氣態(tài)離子,釋放,穩(wěn)定性,強(qiáng),試列表比較四種晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)。提示,2.,依據(jù)組成晶體的粒子和粒子間的作用判斷離子晶體的

7、粒子是陰、陽離子，粒子間的作用是離子鍵；原子晶體的粒子是原子，原子間的作用是共價(jià)鍵；分子晶體的粒子是分子，分子間的作用為分子間作用力，即范德華力；金屬晶體的粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的作用是金屬鍵。,晶體類型的判斷和性質(zhì)的比較,1.,依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分類判斷金屬氧化物（如K2O、Na2O2等）、強(qiáng)堿（如NaOH、KOH等）和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。大多數(shù)非金屬單質(zhì)（除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外）、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物（

8、除SiO2外）、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物（除有機(jī)鹽外）是分子晶體。依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在幾百至一千多度。原子晶體的熔點(diǎn)高，常在一千至幾千度。分子晶體熔點(diǎn)低，常在幾百度以下至很低溫度。金屬晶體的熔點(diǎn)差別很大。,2.,3.,依據(jù)導(dǎo)電性判斷離子晶體水溶液或熔融態(tài)能導(dǎo)電。原子晶體一般為非導(dǎo)體。分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子，也能導(dǎo)電。金屬晶體是電的良導(dǎo)體。依據(jù)硬度和機(jī)械性能判

9、斷離子晶體硬度較大或略硬而脆；原子晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數(shù)硬度差別大，且具有延展性。,4.,5.,(2010·日照調(diào)研)下面有關(guān)晶體的敘述中，錯(cuò)誤的是 (　　)。A.金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6 個(gè)碳原子B.在NaCl晶體中每個(gè)Na＋(或Cl－)周圍都緊鄰6個(gè)Cl－(或6 個(gè)Na＋)C.白磷晶體中，粒子之間通過共價(jià)鍵結(jié)合，鍵角為60°

10、D.離子晶體在熔化時(shí)，離子鍵被破壞；而分子晶體熔化 時(shí)，化學(xué)鍵不被破壞,【典例1】?,解析　金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)最小的碳環(huán)上有6個(gè)原子，以共價(jià)鍵結(jié)合；NaCl晶體的配位數(shù)為6，即每個(gè)晶胞中有6個(gè)Na＋、6個(gè)Cl－；白磷的化學(xué)式為P4，結(jié)構(gòu)為正四面體形，鍵角為60°，分子內(nèi)以P—P共價(jià)鍵結(jié)合，而P4分子晶體以分子間力結(jié)合，而非共價(jià)鍵；離子晶體熔化時(shí)，離子鍵被斷開，而分子晶體熔化時(shí)，分子并未發(fā)生改變。答案　C,有A、

11、B、C三種晶體，分別由H、C、Na、Cl四種元素中的一種或幾種組成，對這三種晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表：,【應(yīng)用1】?,（1）晶體的化學(xué)式分別為：A　　　　、B　　　　、C　　　　。（2）晶體的類型分別是：A　　　　、B　　　　、C　　　　。（3）晶體中微粒間作用力分別是：A　　　　、B　　　　、C　　　　。　解析　A晶體的熔點(diǎn)較高，硬度較大，且熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，故A應(yīng)為離子晶體，又因?yàn)锳與Ag＋反應(yīng)可生成白色沉淀，故A應(yīng)為NaCl。

12、晶體B熔點(diǎn)很高，硬度很大，應(yīng)為原子晶體，故B應(yīng)為金剛石。晶體C的熔點(diǎn)很低，液態(tài)不導(dǎo)電，應(yīng)為分子晶體，故C為HCl。答案?。?）NaCl　C　HCl（2）離子晶體　原子晶體　分子晶體（3）離子鍵　共價(jià)鍵　分子間作用力,晶體微粒數(shù)計(jì)算和化學(xué)式的確定,(2011·蘇北聯(lián)考)氯化銫晶胞(晶體重復(fù)的結(jié)構(gòu)單位)如下圖甲所示，該晶體中Cs＋與Cl－的個(gè)數(shù)比為1∶1，化學(xué)式為CsCl。若某晶體晶胞結(jié)構(gòu)如下圖乙所示，其中含有A、B、C三種

13、元素的粒子，則該晶體中的A、B、C的粒子個(gè)數(shù)比為 (　　)。,【典例2】?,A.8∶6∶1 B.4∶3∶1 C.1∶6∶1 D.1∶3∶1,答案　D,1.在使用“均攤法”計(jì)算晶胞中微粒個(gè)數(shù)時(shí)要注意晶胞的形狀，如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個(gè)晶胞共用。2.非長方體（正方體）晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)（1個(gè)碳原子）被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六

14、邊形占1/3。,已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如右圖所示，則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的是 (　　)。A.ZXY3 B.ZX2Y6C.ZX4Y8 D.ZX8Y12,【應(yīng)用2】?,解析　由晶胞的結(jié)構(gòu)可知X是在正方體的8個(gè)頂點(diǎn)上，每一個(gè)晶胞只占有頂點(diǎn)的1/8，一個(gè)晶胞占有X個(gè)數(shù)為1/8×8＝1，Y在正方體的12個(gè)棱上，每一個(gè)晶胞只占有一個(gè)棱的1/4，一個(gè)晶胞占有Y的個(gè)數(shù)