第三章 晶体结构与性质（复习课件）高二化学（人教版2019选择性必修2）

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第三章 晶体结构与性质晶体的特征获得晶体的途径晶胞自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质各向异性：反应晶体内部质点排列的有序性熔融态物质凝固气态物质凝华溶质从溶液中析出描述晶体结构的基本单元，常规晶细胞都是平行六面体晶胞中原子占有率（平行六面体）：......晶体结构与性质 晶体结构与性质分子晶体金属晶体共价晶体......由分子构成，相邻分子以分子间作用力结合由分子构成，相邻分子以分子间作用力结合由分子构成，相邻分子以分子间作用力结合由分子构成，相邻分子以分子间作用力结合金属键：电子气理论利用电子气理论解释金属的导电性、延展性原子间以共价键结合，是三维的空间网状结构常见原子晶体：金刚石、晶体硅、二氧化硅等物理特性：熔点高、硬度大晶体结构与性质离子晶体过渡晶体与混合型晶体配位键、配合物、超分子由阴离子和阳离子通过离子键形成的晶体物理性质：熔点高、硬度大、难压缩大多数晶体属于过度晶体石墨是混合型晶体配位键：电子对给予——接收超分子：两种或多种分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体配位化合物含有一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体④晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。①同一物质可以是晶体，也可以是非晶体， 如晶体SiO2和非晶体SiO2。②有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。③具有固定组成的物质也不一定是晶体， 如某些无定形体也有固定的组成。二、晶胞中粒子数的计算(1)立方体 (2)三棱柱(3)六棱柱体心1面心1/2棱边1/4顶点1/8体心1面心1/2棱边水平1/4 竖1/6顶点1/12体心1面心1/2棱边水平1/4 竖1/3顶点1/6三、分子晶体只含分子的晶体构成粒子分子晶体粒子间的作用力分子内各原子间三、分子晶体①所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX②部分非金属单质:X2，O2，H2， S8，P4， C60 ③部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10④几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4⑤绝大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖三、分子晶体①较低的熔点和沸点②较小的硬度（多数分子晶体在常温时为气态或液态）③一般不导电，熔融状态也不导电，部分溶于水导电④溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关——相似相溶三、分子晶体四、共价晶体 所有原子都以共价键相互结合形成三维的立体网状结构的晶体构成粒子共价晶体粒子间的作用力四、共价晶体如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等 如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等③极少数金属氧化物，①某些单质②某些非金属氧化物如刚玉(ɑ-Al2O3)四、共价晶体①较高的熔点②硬度很大③一般不导电，但晶体硅、锗是半导体④难溶于一般的溶剂四、共价晶体②每个碳原子都采取_______;sp3杂化③所有的C—C键长相等，键角相等，键角为_________.109°28'④晶体中最小的碳环由___个碳组成，且_____同一平面内；6不在⑤晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与C—C键数之比为：①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有　　个4⑥每个碳原子可形成　　　个六元环,每个C-C键可以形成　　　个六元环。 ⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数_______　６128四、共价晶体③ 在SiO2 晶体中，最小环为 元环。21：244212① 在SiO2晶体中，每个硅原子与 个氧原子结合；每个氧原子与 个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 . ②在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 个共价键；每个氧原子形成 个共价键；④每个十二元环中平均含有硅原子 1：41：2=6×1/12=1/2 硅原子个数与Si－O 共价键个数之是 ；氧原子个数与Si－O 共价键个数之比是 。每个十二元环中平均含有Si－O键=12×1/6=2 四、共价晶体金属键的特征：①自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子， 而是在整块固态金属中自由移动。②金属键既没有方向性，也没有饱和性。③金属键的成键粒子是______________和____________。金属阳离子自由电子金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”五、金属晶体金属键金属的物理性质决定原子半径价电子数原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱，反之，金属键越强延展性导电性导热性金属光泽......金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大熔沸点六、离子晶体由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体常见的离子晶体熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩，水溶液或者熔融状态下导电。离子键六、离子晶体成键粒子键的本质静电引力和斥力离子键没有方向性和饱和性。一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大阴阳离子间通过静电作用所形成的强烈的相互作用叫做离子键。七、混合晶体①所有碳原子均采取_______，形成____________结构②碳原子与碳碳键个数比为________sp2杂化平面六元并环金刚石碳原子均采取_______，形成____________结构sp3杂化三维骨架2︰3金刚石中碳原子与碳碳键个数比为________1︰2质量相同的金刚石与石墨，两者碳原子的个数比为_______ 两者碳碳键的个数比为_______1︰14︰3七、混合晶体④层内的碳原子核间距为142pm，层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨质软⑤石墨有类似金属晶体的导电性。石墨的导电性只能沿石墨平面方向像石墨这样，既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。八、配合物与超分子成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。形成条件一方能提供孤电子对另一方能提供空轨道如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等过渡金属的原子或离子。配位键是一种特殊的共价键，同样具有饱和性和方向性。八、配合物与超分子通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。配位化合物一定含有配位键但含有配位键的化合物不一定是配位化合物例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5八、配合物与超分子（1）中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或原子。 一般是过渡金属，必须有空轨道。（2）配位体：含有孤电子对的分子或离子 NH3 H2O CO Cl- SCN- CN-（3）配位原子：配位体中具有孤电子对的原子N O P S， 一般是ⅤA Ⅵ A ⅦA的非金属原子（4）配位数：直接同中心原子配位的原子数目，一般是2、4、6、8（5）配离子的电荷：等于中心离子和配体总电荷的代数和， 如：[Fe(SCN)6]3-八、配合物与超分子对于配合物，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。[Cu(H2O)4]SO4中心离子配体配位数内界外界八、配合物与超分子（1） 在生命体中的应用 （2）在医药中的应用叶绿素血红素抗癌药物酶维生素B12钴配合物含锌的配合物含锌酶有80多种Fe2+的配合物Mg2+的配合物（3） 配合物与生物固氮固氮酶（4）在生产生活中的应用王水溶金热水瓶胆镀银 [Ag(NH3)2]+H[AuCl4]八、配合物与超分子由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体称为超分子超分子定义中的分子是广义的，包括离子。分子识别自组装(1)分离C60和C70(2)冠醚识别碱金属离子(如K+)。 九、晶体类型的判断(4)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。(2)共价晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(1)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。(3)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。九、晶体类型的判断(4)金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。(2)金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是共价晶体。(1)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2等外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。(3)金属单质（除汞外）和合金是金属晶体九、晶体类型的判断(4)离子晶体的熔点较高(2)共价晶体的熔点很高(1)分子晶体的熔点低(3)金属晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低 合金的熔、沸点比其成分金属低九、晶体类型的判断(4)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电(2)共价晶体一般为非导体，但硅为半导体(1)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电(3)金属晶体是电的良导体九、晶体类型的判断(4)离子晶体硬度较大、硬而脆(2)共价晶体硬度大(1)分子晶体硬度小且较脆(3)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性 合金的硬度比其成分金属大十、物质熔点、沸点高低的比较一般情况下，固体>液体>气体一般情况下，共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，汞、铯等金属的熔、沸点很低。十、物质熔点、沸点高低的比较分子晶体:①看是否含有氢键有分子间氢键的熔沸点高有相同的分子间氢键，看氢键的个数，个数越多，熔沸点越高②比较范德华力③比较分子极性相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。相对分子质量越大，熔沸点越高十、物质熔点、沸点高低的比较共价晶体:①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。十、物质熔点、沸点高低的比较离子晶体:①一般地，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高②离子所带的电荷数的影响大于离子半径的影响