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高中化学 第三章 晶体结构与性质 3_4 离子晶体 热分解素材 新人教版

高中化学 第三章 晶体结构与性质 3_4 离子晶体 热分解素材 新人教版

热分解

当温度高于常温,或只有在加热升温情况下才能发生的分解反应叫热分解,应注意热分解与热解不是同一现象。

用途:

实验室加热高锰酸钾制氧气单质,无需催化剂

纯碱受热易分解。在潮湿空气中缓慢分解。所以它可以作为(1)食品工业的发酵剂,洗涤剂的配合剂,二氧化碳发生剂,医药原料,用于羊毛的洗涤剂、皮革、选矿冶炼、灭火剂及金属的热处理,纤维、橡胶工业等。(2)家庭时经常用它当发酵粉做馒头。但蒸熟的馒头往往不太暄软,这因为小苏打遇热放出的二氧化碳气不多,馒头中产生的小气孔少,面起发的不好。

另方面小苏打本身是碱性物质,如用量稍多,馒头就会产生碱味,色泽发黄,维生素被破坏,效果很不理想。如果在小苏打中加入一定量的醋酸(食和醋)就可弥补以上的不足。不仅可产生大量的二氧化碳气体,而且也不会有很大的碱味。

第三章晶体结构与性质全章教案

第三章晶体结构与性质 第一节晶体常识 第一课时 教学目标: 1、通过实验探究理解晶体与非晶体的差异。 2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。 3、了解区别晶体与非晶体的方法,认识化学的实用价值,增强学习化学的兴趣。 教学重难点: 1、晶体与非晶体的区别 2、晶体的特征 教学方法建议:探究法 教学过程设计: [新课引入]:前面我们讨论过原子结构、分子结构,对于化学键的形成也有了初步的了解,同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。又根据物质在不同温度和压强 下,物质主要分为三态:气态、液态和固态,下面我们观察一些固态物质的图片。 [投影]:1、蜡状白磷;2、黄色的硫磺;3、紫黑色的碘;4、高锰酸钾 [讲述]:像上面这一类固体,有着自己有序的排列,我们把它们称为晶体;而像玻璃这一类 固体,本身原子排列杂乱无章,称它为非晶体,今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。[板书]:—、晶体与非晶体 [板书]:1、晶体与非晶体的本质差异 [提问]:在初中化学中,大家已学过晶体与非晶体,你知道它们之间有没有差异? [回答]:学生:晶体有固定熔点,而非晶体无固定熔点。 [讲解]:晶体有固定熔点,而非晶体无固定熔点,这只是晶体与非晶体的表观现象,那么他 们在本质上有哪些差异呢? [投影]晶体与非晶体的本质差异 [板书]:自范性:晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。 [解释]:所谓自范性即“自发”进行,但这里得注意,“自发”过程的实现仍需一定的条件。例如:水能自发地从高处流向低处,但不打开拦截水流的闸门,水库里的水不能下泻。 [板书]:注意:自范性需要一定的条件,其中最重要的条件是晶体的生长速率适当。 [投影]:通过影片播放出,同样是熔融态的二氧化硅,快速的冷却得到玛瑙,而缓慢冷却得到水晶过程。[设问]:那么得到晶体的途径,除了用上述的冷却的方法,还有没有其它途径呢?你能列举 哪些? [板书]:2、晶体形成的一段途径: (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。

高中化学选修三_晶体结构与性质

晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径:熔融态物质凝固;凝华;溶质从溶液中析出 特性:①自范性;②各向异性(强度、导热性、光学性质等) ③固定的熔点;④能使X-射线产生衍射(区分晶体和非晶体最可靠的科学方法) 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=1 8×晶胞顶角上的原子数+1 4×晶胞棱上的原子+1 2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子? eg :1.晶体具有各向异性。如蓝晶(Al 2O 3·SiO 2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1:1000。晶体的各向异性主要表现在( ) ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( ) A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子?

二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体 注意:a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中.分子内的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”:非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物:H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸:H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质::X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物:CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物:乙醇.冰醋酸.蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积(每个分子周围有12个紧邻的分子) CO 2 晶体结构图 b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性 ④笼状化合物--天然气水合物

高中化学选修三选修物质结构与性质第三章第章常见晶体结构晶胞分析归纳整理总结

个六元环共有。每个六元环实际拥有的碳原子数为 ______个。C-C键夹角:_______。C原子的杂化方式是______ SiO2晶体中,每个Si原子与个O原子以共价键相结合,每个O原子与个Si 原子以共价键相结合,晶体中Si原子与O原子个数比为。晶体中Si原子与Si—O键数目之比为。最小环由个原子构成,即有个O,个Si,含有个Si-O键,每个Si原子被个十二元环,每个O被个十二元环共有,每个Si-O键被__个十二元环共有;所以每个十二元环实际拥有的Si原子数为_____个,O原子数为____个,Si-O键为____个。硅原子的杂化方式是______,氧原子的杂化方式是_________. 知该晶胞中实际拥有的Na+数为____个 Cl-数为______个,则次晶胞中含有_______个NaCl结构单元。 3. CaF2型晶胞中,含:___个Ca2+和____个F- Ca2+的配位数: F-的配位数: Ca2+周围有______个距离最近且相等的Ca2+ F- 周围有_______个距离最近且相等的F——。 4.如图为干冰晶胞(面心立方堆积),CO2分子在晶胞中的位置为;每个晶胞含二氧化碳分子的个数为;与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化

碳分子有个。 5.如图为石墨晶体结构示意图, 每层内C原子以键与周围的个C原子结合,层间作用力为;层内最小环有 _____个C原子组成;每个C原子被个最小环所共用;每个最小环含有个C原子,个C—C键;所以C原子数和C-C键数之比是_________。C原子的杂化方式是__________. 6.冰晶体结构示意如图,冰晶体中位于中心的一个水分子 周围有______个位于四面体顶角方向的水分子,每个水分子通过 ______条氢键与四面体顶点上的水分子相连。每个氢键被_____个 水分子共有,所以平均每个水分子有______条氢键。 7.金属的简单立方堆积是_________层通过_________对 _________堆积方式形成的,晶胞如图所示:每个金属阳离子的 配位数是_____,代表物质是________________________。 8.金属的体心立方堆积是__________层通过 ________对________堆积方式形成的,晶胞如图: 每个阳离子的配位数是__________.代表物质是 _____________________。

第三章晶体结构与性质

第三章晶体结构与性质 第二节分子晶体与原子晶体(第1课时) 【学习目标】 1.说出分子晶体的定义、构成微粒、粒子间的作用力及哪些物质是典型的分 子晶体。 2.以冰和干冰为典型例子描述分子晶体的结构与性质的关系,解释氢键对冰晶 体结构和和物理性质的影响。 【预学能掌握的内容】 【自主学习】 一.分子晶体 1.定义:________________________________ 2.构成微粒________________ 3.粒子间的作用力:____________________ 4. 较典型的分子晶体有:①②_______ 单质 ③氧化物④⑤ 此外,还有少数盐是分子晶体,如 5.分子晶体的物理性质:熔沸点较____、易升华、硬度____。固态和熔融状态 下都。 6.分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响? 一般说来,对与组成和结构相似的物质,相对分子量越大,分子间作用力越 ____,物质的熔沸点也越____。但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不 完全符合,如:NH 3 ,H 2 O和HF的沸点就出现反常,因 为这些分子间存在____键。 7.分子晶体的结构特征: (1)只有范德华力,无分子间氢键-分子晶体的结构特征 为。如:C60、干冰、I2、O2。 如右图所示,每个CO2分子周围有个紧邻的 CO2分子。 (2)有分子间氢键-不具有分子密堆积特征。如:冰 中每个水分子周围只有个紧邻的水分子,这一 排列使冰晶体中水分子的空间利用率不高,留有相当大 的空隙。 【预学中的疑难问题】 【合作探究】 1.大多数分子晶体的结构特征 (1)大多数分子晶体采用堆积 (2)若用一个小黑点代表一个分子,试画出大多数分子晶体的晶胞图 (3)干冰晶体 ①二氧化碳分子在晶胞中处于什么位置? ②一个干冰晶胞中含有几个分子? ③每个CO2分子周围有几个距它最近的分子? ④干冰晶体中CO 2 分子的排列方向有几种 ④干冰和冰,那种晶体密度大?试从晶体结构特征解释。

无机材料科学基础___第二章晶体结构

第 2 章结晶结构 一、名词解释 1.晶体:晶体是内部质点在三维空间内周期性重复排列,具有格子构造的固体 2.空间点阵与晶胞: 空间点阵是几何点在三维空间内周期性的重复排列 晶胞:反应晶体周期性和对称性的最小单元 3.配位数与配位多面体: 化合物中中心原子周围的配位原子个数 成配位关系的原子或离子连线所构成的几何多面体 4.离子极化: 在离子化合物中,正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下,发生变形的现象5.同质多晶与类质同晶: 同一物质在不同的热力学条件下具有不同的晶体结构 化学成分相类似物质的在相同的热力学条件下具有相同的晶体结构 6.正尖晶石与反尖晶石: 正尖晶石是指2价阳离子全部填充于四面体空隙中,3价阳离子全部填充于八面体空隙中。 反尖晶石是指2价阳离子全部填充于八面体空隙中,3价阳离子一半填充于八面体空隙中,一半填充于四面体空隙。 二、填空与选择 1.晶体的基本性质有五种:对称性,异相性,均一性,自限性和稳定性(最小内能性)。 2.空间点阵是由 C 在空间作有规律的重复排列。( A 原子 B离子 C几何点 D分子)3.在等大球体的最紧密堆积中有面心立方密堆积和六方密堆积二种排列方式,前者的堆积方式是以(111)面进行堆积,后者的堆积方式是以(001)面进行堆积。 4.如晶体按立方紧密堆积,单位晶胞中原子的个数为 4 ,八面体空隙数为 4 ,四面体空隙数为 8 ;如按六方紧密堆积,单位晶胞中原子的个数为 6 ,八面体空隙数为 6 ,四面体空隙数为 12 ;如按体心立方近似密堆积,单位晶胞中原子的个数为 2 , 八面体空隙数为 12 ,四面体空隙数为 6 。 5.等径球体最紧密堆积的空隙有两种:四面体空隙和八面体空隙。一个球的周围有 8个四面体空隙、 6 个八面体空隙;n个等径球体做最紧密堆积时可形成 2n 个四面体空隙、 n 个八面体空隙。不等径球体进行堆积时,大球做最紧密堆积或近似密堆积,小球填充于空隙中。

第二章材料中的晶体结构

第二章材料中的晶体结构 基本要求:理解离子晶体结构、共价晶体结构。掌握金属的晶体结构和金属的相结构,熟练掌握晶体的空间点阵和晶向指数和晶面指数表达方法。 重点:空间点阵及有关概念,晶向、晶面指数的标定,典型金属的晶体结构。难点:六方晶系布拉菲指数标定,原子的堆垛方式。 §2.1 晶体与非晶体 1.晶体的定义:物质的质点(分子、原子或离子)在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质叫晶体。 2. 非晶体:非晶体在整体上是无序的;近程有序。 3. 晶体的特征 周期性 有固定的凝固点和熔点 各向异性 4.晶体与非晶体的区别 a.根本区别:质点是否在三维空间作有规则的周期性重复排列 b.晶体熔化时具有固定的熔点,而非晶体无明显熔点,只存在一个软化温度范围 c.晶体具有各向异性,非晶体呈各向同性(多晶体也呈各向同性,称“伪各向同性”) 5.晶体与非晶体的相互转化 思考题: 常见的金属基本上都是晶体,但为什么不显示各向同性? §2.2 晶体学基础 §2.2.1 空间点阵和晶胞 1.基本概念 阵点、空间点阵 晶格 晶胞:能保持点阵特征的最基本单元

2.晶胞的选取原则: (1)晶胞几何形状能够充分反映空间点阵的对称性; (2)平行六面体内相等的棱和角的数目最多; (3)当棱间呈直角时,直角数目应最多; (4)满足上述条件,晶胞体积应最小。 3. 描述晶胞的六参数 §2.2.2 晶系和布拉菲点阵 1.晶系 2. 十四种布拉菲点阵 晶体结构和空间点阵的区别 §2.2.3 晶面指数和晶向指数 晶向:空间点阵中各阵点列的方向。 晶面:通过空间点阵中任意一组阵点的平面。 国际上通用米勒指数标定晶向和晶面。 1.晶向指数的标定 (1)建立以晶轴a,b,c为坐标轴的坐标系,各轴上的坐标长度单位分别是晶胞边

高中化学 常见晶胞模型

离子晶体 氯化钠晶体 (1)NaCl晶胞每个Na+等距离且最近的Cl-(即Na+配位数)为6个 NaCl晶胞每个Cl-等距离且最近的Na+(即Cl-配位数)为6个 (2)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4_个; 占有的Cl-4个。 (3)在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+ 共有12个; 与每个Na+等距离且最近的Cl-所围成的空间几何构型为正八面体 CsCl晶体(注意:右侧小立方体为CsCl晶胞;左侧为8个晶胞) (1) CsCl晶胞中每个Cs+等距离且最近的Cl-(即Cs+配位数) 为8个 CsCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Cs+(即Cl-配位数) 为8个,这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。 (2)在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个 这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。 (3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个;占有的Cl- 1个。 CaF 2 晶体 (1)) Ca2+立方最密堆积,F-填充在全部四面体空隙中。 (2)CaF 2 晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-(即Ca2+配位数) 为8个 CaF 2 晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+(即F-配位数)为4个 (3)一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个; 占有的F-8个。ZnS晶体: (1)1个ZnS晶胞中,有4个S2-,有4个Zn2+。 (2)Zn2+的配位数为4个,S2-的配位数为 4个。 原子晶体 金刚石金刚石晶胞金刚石晶胞 (1)金刚石晶体 a、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子,最小的碳环为6元环,并且不在同一平 面(实际为椅式结构),碳原子为sp3杂化,每个C以共价键跟相邻的_4_个C 结合,形成正四面体。键角109°28’ b、每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用 c、12g金刚石中有2mol共价键,碳原子与共价键之比为 1:2

人教版高中化学选修知识点总结第三章晶体结构与性质

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.晶体常识 1. 晶体与非晶体比较 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——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: 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

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

高中化学选修三——晶体结构与性质.doc

晶体结构与性质 一、晶体的常识1.晶体与非晶体 晶体与非晶体的本质差异 晶体非晶体 自范性 有(能自发呈现多面体外形)无(不能自发呈现多面体外形) 微观结构 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 晶体呈现自范性的条件:晶体生长的速率适当 得到晶体的途径:熔融态物质凝固;凝华;溶质从溶液中析出特性:①自范性;②各向异性(强度、导热性、光学性质等)③固定的熔点;④能使X-射线产生衍射(区分晶体和非晶体最可靠的科学方法)2.晶胞--描述晶体结构的基本单元,即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=8×晶胞顶角上的原子数+4×晶胞棱上的原子+2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图,它们分别平均含几个原子? 1 1 1

eg:1.晶体具有各向异性。如蓝晶(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1:1000。晶体的各向异性主要表现在() ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是() A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图,其中有多少个原子? 二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体注意:a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中,分子内的原子间以共价键结合,相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体,熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”:非极性分子一般能溶于非极性溶剂,极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物:H2O、H2S、NH3、CH4、HX等 b.酸:H2SO4 、HNO3、

高中化学晶体结构知识汇总

1、晶体类型判别: 分子晶体:大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。 原子晶体:仅有几种,晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂(SiC)、氮化硅 (Si3N4)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、石英等; 金属晶体:金属单质、合金; 离子晶体:含离子键的物质,多数碱、大部分盐、多数金属氧化物; 2、分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表 晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体 定义分子通过分子间 作用力形成的晶 体 相邻原子间 通过共价键 形成的立体 网状结构的 晶体 金属原子通 过金属键形 成的晶体 阴、阳离子通 过离子键形成 的晶体 组成晶体的粒子分子原子金属阳离子 和自由电子 阳离子和 阴离子 组成晶体粒子间的相互作用范德华力或氢键共价键 金属键(没 有饱和性方 向性) 离子键(没有 饱和性方向 性) 典型实例冰(H2O)、 P4、I2、干冰 (CO2)、S8 金刚石、晶 体硅、 SiO2、SiC Na、Mg、 Al、Fe NaOH、 NaCl、K2SO4 特征熔点、 沸点 熔、沸点较低熔、沸点高 一般较高、 部分较低 熔、沸点较高导热性不良不良良好不良 导电性 差,有些溶 于水可导电 多数差良好 固态不导电, 熔化或溶于水 能导电 机械加 工性能 不良不良良好不良 硬度硬度较小高硬度 一般较高、 部分较低 略硬而脆 溶解性相似相溶不溶 不溶,但有 的反应 多数溶于水, 难溶于有机溶 剂 3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定: 离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数(离子键强弱)决定,分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定,原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定,且共价键越强,熔点越高。 4、金属熔沸点高低的比较: (1)同周期金属单质,从左到右(如Na、Mg、Al)熔沸点升高。

高中化学选修三——晶体结构与性质

晶体结构与性质 一、晶体的常识 1.晶体与非晶体 得到晶体的途径:熔融态物质凝固;凝华;溶质从溶液中析出 特性:①自范性;②各向异性(强度、导热性、光学性质等) ③固定的熔点;④能使X-射线产生衍射(区分晶体和非晶体最可靠的科学方法) 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元,即晶体中无限重复的部分 一个晶胞平均占有的原子数=×晶胞顶角上的原子数+×晶胞棱上的原子+×晶胞面上 的粒子数+1×晶胞体心内的原子数 思考:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2 )、金刚石(C)晶胞的示意图,它们分别平均含几个原子? eg:1.晶体具有各向异性。如蓝晶(Al 2O 3 ·SiO 2 )在不同方向上的硬度不同;又如石墨与 层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1:1000。晶体的各向异性主要表现在() ①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是() A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体一定是无色透明的固体 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO 2 一定是晶体 3.下图是CO 2 分子晶体的晶胞结构示意图,其中有多少个原子? 二、分子晶体与原子晶体 1.分子晶体--分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体 注意:a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中,分子内的原子间以共价键结合,相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质 a.较低的熔、沸点 b.较小的硬度 c.一般都是绝缘体,熔融状态也不导电 d.“相似相溶原理”:非极性分子一般能溶于非极性溶剂,极性分子一般能溶于极性溶剂 ②典型的分子晶体 a.非金属氢化物:H 2O、H 2 S、NH 3 、CH 4 、HX等 b.酸:H 2SO 4 、HNO 3 、H 3 PO 4 等 c.部分非金属单质::X 2、O 2 、H 2 、S 8 、P 4 、C 60 d.部分非金属氧化物:CO 2、SO 2 、NO 2 、N 2 O 4 、P 4 O 6 、P 4 O 10 等 f.大多数有机物:乙醇,冰醋酸,蔗糖等 ③结构特征 a.只有范德华力--分子密堆积(每个分子周围有12个紧邻的分子) CO 2 晶体结构图

第二章 晶体结构

晶体结构分类方法

(B) 2.1 符号中的第一个大写字母表示结构的类型,后面的数字为第个大写字母表示结构的类型后面的数字为顺序号,不同的顺序号表示不同的结构,例如A1是铜型结 结构等。 构,B2是CsCl型结构等,C3是FeS 2

Pearson符号 它所属的布喇菲点阵类型(例如P、I、F、C等),第三个数 等) 字表示单胞中的原子数。 2.2 金属单质的晶体结构 在元素周期表中,共有70多种金属元素。

由于金属键不具有饱和性和方向性,使金属的晶体结构倾向配位数(

将用原子刚性球模型讨论每个单胞所含的原子数以及这些构中的间隙等。 2.2.1 面心立方结构 结构符号是A1,Pearson 符号是c F4。 原子坐标为0 0 0,0 1/2 1/2,1/2 0 1/2和1/2 1/2 0 每个晶胞含4个原子 最紧密排列面是{111},密排方向 是<110>。原子直径是a/2<110>的 长度,即 面心立方结构的晶胞体积为a 3, 晶胞内含4个原子,所以它的致密 度η为4 2a r =423443443 3 33? ??? ????×=×=ππηa r 每个原子有个最近邻原子,它的 配位数(CN )是12。 74 .062 ==πa a

面心立方结构的最密 排面是{111},面心立 方结构是以{111}最密 排面按一定的次序堆 垛起来的。 第一层{111}面上有两个 可堆放的位置:▲和▼位 可堆放的位置▲和▼位 置,在第二层只能放在一 种位置,在面上每个球和 下层3个球相切,也和上 层3个球相切。 第一层为A,第 二放在B 位置, 第三层放在C 位 置,第四层在 置第四层在 放回A位置。 {111}面 按…abcabc… 顺序排列,这 就形成面心立 方结构。

晶体结构与性质知识总结(完善)

3-1、晶体的常识 一、晶体和非晶体 1、概述——自然界中绝大多数物质是固体,固体分为和两大类。 * 自范性——晶体能自发地呈现多面体外形的性质。本质上,晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。 * 晶体不因颗粒大小而改变,许多固体粉末用肉眼看不到规则的晶体外形,但在显微镜下仍可看到。 * 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当,熔融态物质凝固速率过快常得到粉末或没有规则外形的块状物。 * 各向异性——晶体的许多物理性质如强度、热导性和光导性等存在各向异性即在各个方向上的性质是不同的 二、晶胞 1、定义——描述晶体结构的基本单元。 2、特征—— (1)习惯采用的晶胞都是体,同种晶体所有的晶胞大小形状及内部的原子种类、个数和几何排列完全相同。 (2)整个晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 <1> 所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙; <2> 所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。 3、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式——均摊法分析晶胞与粒子数值的关系 (1)处于内部的粒子,属于晶胞,有几个算几个均属于某一晶胞。 (2)处于面上的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。 (3)处于90度棱上的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。 (4)处于90度顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞;处于60度垂面顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞;处于120度垂面顶点的粒子,同时为个晶胞共有,每个粒子有属于晶胞。 4、例举 三、分类

晶体根据组成粒子和粒子之间的作用分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。 3-2、分子晶体和原子晶体 一、分子晶体 1、定义——只含分子的晶体。 2、组成粒子——。 3、存在作用——组成粒子间的作用为(),多原子分子内部原子间的作用为。 * 分子晶体中定含有分子间作用力,定含有共价键。 * 分子间作用力于化学键。 4、物理性质 (1)熔沸点与硬度——融化和变形只需要克服,所以熔沸点、硬度,部分分子晶体还可以升华。熔融一定破坏分子间的和可能存在的键,绝不会破坏分子内部的。 同为分子晶体的不同物质,一般来说尤其对于结构组成相似的分子,相对分子质量越大,熔沸点越;相对分子质量相差不大的分子,极性越大熔沸点越;含氢键的熔沸点会特殊的些。 例如: (2)溶解性——遵循同性互溶原理(或说相似相溶原理):即极性分子易溶于性溶剂(多为),如卤化氢(HX)、低级醇和低级羧酸易溶于极性溶剂水;非极性分子易溶于非极性(有机)溶剂,如硫、磷和卤素单质(X2)不易溶于极性溶剂水而易溶于非极性溶剂CS2、苯等。同含氢键的溶解性会更,如乙醇、氨气与水。 5、类别范畴 (1)除C、Si、B外的非金属单质,如卤素、氧气和臭氧、硫(S8)、白磷(P4)、足球烯(C60)、稀有气体等。 (2)除铵盐、SiO2、SiC、Si3N4、BN等外的非金属互化物,包括非金属氢化物和氧化物,如氨(NH3)、冰(H2O)、干冰(CO2)、三氧化硫(SO3)等。 (3)所有的酸分子(纯酸而非溶液)。 (4)大多有机物。 (5)除汞外常温下为液态和气态的物质。 (6)能升华的物质。如干冰、碘、等。 6、结构例析 如果分子间作用力只有范德华力,其分子占晶胞六面体的个顶角和个面心,若以一个分子为中心,其周围通常有个紧邻分子,这一特征称为分子密堆积,如O2、C60、CO2、I2等。 (1)干冰 固态的,色透明晶体,外形像冰,分子间作用力只有,熔点较,常压能升华,常作制冷剂或人工降雨。 二氧化碳分子占据立方体晶胞的个面心和个顶角,与每个二氧化碳分子距离最近且相等的二氧化碳分子有个,若正方体棱长为a,则这两个相邻的CO2的距离为。 (2)冰 固态的,色透明晶体,水分子间作用力除外,还有,氢键虽远小于共价键,但明显大于范德华力,所以冰的硬度较,熔点相对较。 每个水分子与周围距离最近且相等的水分子有个,这几个水分子形成一个的空间构型,晶体中水分子与氢键的个数之比为。这一排列使冰中水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以冰的密度于液体水(4C的水密度最大,通常认为是1)。 (3)天然气水合物 ——可燃冰·海底储存的潜在能源,甲烷分子处于水分子形成笼子里,形式多样。 二、原子晶体 1、定义——相邻间以键结合而成空间网状的晶体。整块晶体是一个三维的共价键网状结构的

高中化学选修3第三章《晶体结构与性质》单元测试题

黄石二中2011年化学选修3第三章《晶体结构与性质》单元测试题时间:110分钟满分:120分2011.2.25 命题人:高存勇 选择题(每小题只有一个正确答案。每小题3分,共45分) 1.下列有关金属晶体的判断正确的是 A.简单立方、配位数6、空间利用率68% B.钾型、配位数6、空间利用率68% C.镁型、配位数8、空间利用率74% D.铜型、配位数12、空间利用率74% 2.有关晶格能的叙述正确的是 A.晶格能是气态离子形成1摩离子晶体释放的能量 B.晶格能通常取正值,但是有时也取负值 C.晶格能越大,形成的离子晶体越不稳定 D.晶格能越大,物质的硬度反而越小 3.下列排列方式是镁型堆积方式的是 A.ABCABCABC B.ABABABABAB C.ABBAABBA D.ABCCBAABCCBA 4.下列关于粒子结构的描述不正确的是 A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子 B.HS-和HCl均是含一个极性键的18电子粒子 C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子 D.1 mol D162O中含中子、质子、电子各10 N A(N A代表阿伏加德罗常数) 5.现代无机化学对硫-氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其 中如图所示是已经合成的最著名的硫-氮化合物的分子结构。 下列说法正确的是 A.该物质的分子式为SN B.该物质的分子中既有极性键又有非极性键 C.该物质具有很高的熔沸点 D.该物质与化合物S2N2互为同素异形体 6.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是 A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B.该配合物可能是平面正方形结构 C.Cl—和NH3分子均与Pt4+配位 D.配合物中Cl—与Pt4+配位,而NH3分子不配 7.石墨能与熔融金属钾作用,形成石墨间隙化合物,钾原 子填充在石墨各层谈原子中。比较常见的石墨间隙化合物 是青铜色的化合物,其化学式可写作CxK,其平面图形见下图,则x值为: A . 8 B. 12 C.24 D.60 8.金属键具有的性质是 A.饱和性B.方向性C.无饱和性和方向性D.既有饱和性又有方向性9.下列说法正确的是 A.124g P4含有的P-P键的个数为6N A B.12g石墨中含有的C-C键的个数为2N A C.12g金刚石中含有的C-C键的个数为1.5N A D.60gSiO2中含Si-O键的个数为2N A 10.长式周期表共有18个纵行,从左到右排为1-18列,即碱金属为第一列,稀有气体元素

高中化学-晶体结构【教师版】

比较两种化学键,完成下列表格: 天然的美丽晶体 多数天然珠宝是在特定的地质作用和物理化学条件下,化学元素相互结合的产物。珠宝的特征,从根本上说决定于构成元素本身的性质。组成珠宝的常见元素有30多种,而多数宝石主要由其中8种元素组成,其他元素主要呈微量组分存在。微量成分对珠宝而言十分重要,它们可能在很大程度上决定着珠宝的价值,多数珠宝的颜色成因主要归结于以微量成分存在的过渡金属元素Sr,Ti,V,Cr,Fe,Co,Ni,Cu等。如翡翠、祖母绿等均因为含微量的Cr元素,使宝石呈艳丽的绿色而价值连城。有时微量元素还决定于珠宝的品种。如:刚玉中若含微量Cr元素而显红色,即为红宝石; 若含Fe, Ti等微量元素将显蓝色等,即为蓝宝石 类型成键微粒成键的本质存在的物质表示方法键强弱判断离子键阴、阳离子静电作用离子化合物电子式半径和电荷数 共价键 非极性 键 同种非金属原子 共用电子对 离子化合物 共价单质 共价化合物 电子式、结构式 半径和共用电子对数 离子化合物 共价化合物 极性键 不同种非金属原 子 晶体结构 知识温习 每识每课

一、晶体 1.定义:晶体是指具有规则的几何外形的固体,晶体具有固定的熔点,晶体中的微粒按一定的规则排列。 2.类型:根据化学键的种类不同,我们把晶体分为_______、_______、______和______。 【答案】离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。 二、离子晶体 1.定义:由__________________形成的晶体是离子晶体,主要包括_____________________,如:CaO、KOH、NaCl、Mg(NO3)2、NH4Cl; 2.离子晶体的构成微粒:____________________; 【答案】阴阳离子通过离子键;强碱、金属氧化物及绝大部分的盐;阳离子和阴离子 3.离子晶体的特点: 在离子晶体中,由于阴阳离子间存在较强的离子键,所以离子晶体的结构一般比较________,密度__________,且具有较___________的熔点、沸点和硬度。 离子晶体在水溶液或者熔融状态下均导电;离子晶体中不存在单个分子。 【答案】稳定、较大、高 4.代表物 (1)氯化钠晶体 由图可知,在氯化钠晶体中,每个Na+周围有_____个Cl-,而每个Cl-周围也有____个Na+,它们之间通过离子键的作用结合,并在空间有规律地排列,形成规则的几何形状。 【答案】6、6 注:NaCl指的是化学式,而不是分子式,其晶体中不存在NaCl分子 【思考】构成氯化钠晶体和氯化铯晶体的微粒是什么? 【答案】氯化钠:钠离子和氯离子氯化铯:铯离子和氯离子 新知精讲

高中化学晶体结构与性质范文晶体的常识

第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识知识归纳 一、晶体与非晶体 1.晶体与非晶体的本质差异: 2.获得晶体的三条途径 (1)______物质凝固; (2)______物质冷却不经液态直接凝固(______); (3)______从溶液中析出。 3.晶体的特点 (1)自范性 ①定义:在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现规则的______,这称为晶体的______。非晶体物质没有这个特性。 ②形成条件:晶体______适当。 ③本质原因:晶体中粒子在______里呈现______的______排列。 (2)晶体在不同的方向上表现出不同的物理特质即______。 (3)晶体的______较固定。 (4)区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行______实验。 二、晶胞 1.概念 晶胞是晶体中最小的______。 2.结构 晶胞一般都是______,晶体是由无数晶胞“______”而成。 (1)无隙:相邻晶胞之间无任何______。 (2)并置:所有晶胞都是______排列的,取向______。 (3)所有晶胞的______及内部的原子______及几何排列是完全相同的。

【答案】一、1.有周期性没有相对无序 2.(1)熔融态(2)气态凝华(3)溶质 3.(1)多面体外形性质自范性生长的速率三维空间周期性有序 (2)各向异性(3)熔点(4)X-射线衍射 二、1.结构重复单元 2.平行六面体无隙并置(1)间隙(2)平行相同(3)形状种类 知识重点 与晶体有关的计算 晶体结构的计算常常涉及如下数据:晶体密度、N A、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等,密度的表达式往往是列等式的依据。解答这类题时,一要掌握晶体“均摊法”的原理,二要有扎实的立体几何知识,三要熟悉常见晶体的结构特征,并能融会贯通,举一反三。 1.“均摊法”原理 晶胞中任意位置上的一个原子如果被n个晶胞所共有,则每个晶胞对这个原子分得的份额就是1 n 。 非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用“均摊法”,其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共 有。例如,石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为1 3 ,那么一个六 边形实际有6×1 3 =2个碳原子。又如,在六棱柱晶胞(如下图所示的MgB2晶胞)中,顶点上的原子为6个 晶胞(同层3个,上层或下层3个)共有,面上的原子为2个晶胞共有,因此镁原子个数为12×1 6 +2×

第二章晶体结构

第二章 晶体结构 2.1 (1)证明:如图所示,六角层内最近邻原子间距为a ,而相邻两层间的最近邻原子间距为: ( )2 1 2 2 4 3 c a d +=, 当a d =时构成理想的密堆六角结构,此时有: ( )2 1 2 2 4 3 c a a +=, 由此解出,() 633.138 2 1==a c (2)解:(2)体心立方每个单胞包含2个基元,一个基元所占的体积为 23 c c a V = , 单位体积内的格点数为. 1 Vc 六角密堆积每个单胞包含6个基元,一个基元所占的体积为 3 2 1 222 23843436/323a a a c a c a a V s = ? ?? ???==???? ? ????= 因为密度不变,所以 s c V V 11=,即:3 3 2 22/a a c = nm a a c s 377.02 /6 1== nm a c s 615.0633.1== 2.2证明: 设简单六角布拉菲格子基矢如图示 :

∧ ∧∧ ∧ =+ = =z c a y a x a a x a a 321, 2 32 , 则其倒格子的三个基矢为 ()( )( ) ∧ ∧ ∧∧= == ?=???? ??-=?=z c b y a a a b y x a a a b ππ ππ ππ 223322233223 2133 211323 211 另知21,b b 的夹角为120度,且 a 34π= =,2313,b b b b ⊥⊥ 故简单六角布拉菲格子的倒格子仍为简单六角,倒格子的晶格常数分别为 a c 34, 2ππ,倒格 子相对于正格子绕c 轴旋转30度,(如图中标出321,,b b b 更清晰) 2.3 体心立方

第三章晶体结构习题与解答

第三章晶体结构习题与解答 3-1 名词解释 (a)萤石型和反萤石型 (b)类质同晶和同质多晶 (c)二八面体型与三八面体型 (d)同晶取代与阳离子交换 (e)尖晶石与反尖晶石 答:(a)萤石型:CaF2型结构中,Ca2+按面心立方紧密排列,F-占据晶胞中全部四面体空隙。 反萤石型:阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反,即碱金属离子占据F-的位置,O2-占据Ca2+的位置。 (b)类质同象:物质结晶时,其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有,共同组成均匀的、呈单一相的晶体,不引起键性和晶体结构变化的现象。 同质多晶:同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 (c)二八面体型:在层状硅酸盐矿物中,若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构 三八面体型:在层状硅酸盐矿物中,若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。 (d)同晶取代:杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。 阳离子交换:在粘土矿物中,当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时,一些电价低、半径大的阳离子(如K+、Na+等)将进入晶体结构来平衡多余的负电荷,它们与晶体的结合不很牢固,在一定条件下可以被其它阳离子交换。 (e)正尖晶石:在AB2O4尖晶石型晶体结构中,若A2+分布 在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙,称为正尖晶石; 反尖晶石:若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面 体空隙另一半分布于八面体空隙,通式为B(AB)O4,称为反尖晶石。 3-2 (a)在氧离子面心立方密堆积的晶胞中,画出适合氧离 子位置的间隙类型及位置,八面体间隙位置数与氧离子数之比为若 干四面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干 (b)在氧离子面心立方密堆积结构中,对于获得稳定结构各 需何种价离子,其中: (1)所有八面体间隙位置均填满; (2)所有四面体间隙位置均填满; (3)填满一半八面体间隙位置; (4)填满一半四面体间隙位置。 并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。 解:(a)参见2-5题解答。 (b)对于氧离子紧密堆积的晶体,获得稳定的结构所需电价 离子及实例如下: (1)填满所有的八面体空隙,2价阳离子,MgO; (2)填满所有的四面体空隙,1价阳离子,Li2O; (3)填满一半的八面体空隙,4价阳离子,TiO2; (4)填满一半的四面体空隙,2价阳离子,ZnO。 3-3 MgO晶体结构,Mg2+半径为,O2-半径为,计算MgO晶体中离子堆积系数(球状离子所占据晶胞的体积分数);计算MgO的密度。 解:参见2-9题。

。高中化学晶体的结构与性质知识点及相关例题讲解

高中化学晶体的结构与性质知识点及相关例题 讲解 自然界中的固体可以分为两种存在形式:晶体和非 晶体。晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的 固体。晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排 列,从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的,而且具 有固定的熔点和规则的几何外形。 一、晶体 固体可以分为两种存在形式:晶体和非晶体。 晶体的分布非常广泛,自然界的固体物质中,绝大多数 是晶体。气体、液体和非晶体在一定条件下也可转变为晶体。 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的 固体。晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排 列,从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的,而且具 有固定的熔点和规则的几何外形。 二、晶体结构 1.几种晶体的结构、性质比较 2.几种典型的晶体结构: (1)NaCl晶体(如图1):每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+,离子个数比为1:1。 (2)CsCl晶体(如图2):每个Cl-周围有8个Cs+,每个Cs+周围有8个Cl-;距离Cs+最近的且距离相等的Cs+

有6个,距离每个Cl-最近的且距离相等的Cl-也有6个,Cs+和Cl-的离子个数比为1:1。 (3)金刚石(如图3):每个碳原子都被相邻的四个碳原子包围,以共价键结合成为正四面体结构并向空间发展, 键角都是109o28',最小的碳环上有六个碳原子。 (4)石墨(如图4、5):层状结构,每一层内,碳原子以正六边形排列成平面的网状结构,每个正六边形平均拥有 两个碳原子。片层间存在范德华力,是混合型晶体。熔点比 金刚石高。 (5)干冰(如图6):分子晶体,每个CO2分子周围紧邻其他12个CO2分子。

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