《分子晶体》PPT课件

1、 分 子 间 作 用 力 怎 样 证 明 分 子 间 存 在 作 用 力 ？说 明 了 物 质 的 分 子 间 存 在 着 作 用 力气 态 液 态 固 态降 温 加 压 降 温分 子 距 离 缩 短 分 子 距 离 缩 短分 子 无 规 则 运 动 分 子 有 规 则 排 列二 、 分 子 晶 体 分 子 间 存 在 着 将 分 子 聚 集 在 一 起的 作 用 力 ， 这 种 作 用 力 称 为 分 子 间 作用 力 又 称 为 范 德 华 力 范 德 华 力 化 学 键 存 在 于 何 种微 粒 之 间 相 互 作 用 的 强 弱 分 子 与 分 子间 的 作 用 力 相 邻 原 子 间的 相 互 作 用弱 （ 几 到 几 十kJ/mol） 强 （ 120800 kJ/mol）HCl分 子 中 ， H Cl 键 能 为 431kJ/mol , HCl 分 子 间 的 作 用 力 为 21kJ/mol 。 分 子 间 作 用 力 对 物 质 的 熔 点 、 沸 点 有何 影 响 ？ 分 子 间 作 用 力 越 大 ， 克 服 分 子 间 引 力使 物 质 熔 化 和 气 化 就 需 要 更 多 的 能 量 ， 熔沸 点 越 高 。 分 子 组 成 和 结 构 相 似 时 ， 分 子 量 越 大 ， 分子 间 作 用 力 越 大 。 请 解 释 ， 卤 素 单 质 熔 沸 点 变化 规 律 。 氟 、 氯 、 溴 、 碘 的 单 质 均 是 分 子 晶 体 ，双 原 子 分 子 ， 每 个 分 子 都 是 通 过 一 个 单 键 结合 而 成 ， 随 着 分 子 量 的 增 大 ， 分 子 间 作 用 力增 大 ， 故 熔 沸 点 递 升 。 氢 键 的 本 质 氢 原 子 与 电 负 性 大 的 原 子 X以 共 价 键 结 合 时 ， H原 子 还 能 够 跟 另 外 一 个 电 负 性 大 的 原 子 Y之 间 产 生静 电 引 力 的 作 用 ， 成 为 氢 键 ， 表 示 为 ： X-HY（ X、Y为 N、 O、 F） 。 氢 键 的 特 征 氢 键 既 有 方 向 性 （ X-HY尽 可 能 在 同 一 条 直线 上 ） ， 又 有 饱 和 性 （ X-H只 能 和 一 个 Y原 子 结合 ） 。 氢 键 的 大 小 ， 介 于 化 学 键 与 范 德 华 力 之 间 ， 不属 于 化 学 键 。 但 也 有 键 长 、 键 能 。分 子 间 形 成 氢 键 时 ， 可 使 化 合 物 的 熔 、 沸 点 显 著 升 高 。 概 念 ： 分 子 间 以 分 子 间 作 用 力 （ 范 德 华 力 ,氢 键 ） 相 结 合 的 晶 体要 点 ： 构 成 分 子 晶 体 的 粒 子 是 分 子 ， 分 子 内 的 原 子 间 以 共 价 键 结 合 ， 相 邻 分 子 间 的 相 互 作 用 是 范 德 华 力特 点 ： 低 熔 沸 点 、 硬 度 小 、 易 升 华 、 不 导 电2. 分 子 晶 体 (1)所 有 非 金 属 氢 化 物 ： H2O,H2S,NH3,CH4,HX(2)部 分 非 金 属 单 质 ： X2,O2,H2, S8,P4, C60(除 B、 Si、 等 的 单 质 )(3)部 分 非 金 属 氧 化 物 : CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10(除 SiO2 等 ）(4)几 乎 所 有 的 酸 ： H2SO4,HNO3,H3PO4(5)绝 大 多 数 有 机 物 晶 体 ： 乙 醇 ， 冰 醋 酸 ， 蔗 糖那 些 晶 体 属 于 分 子 晶 体 呢 ？ 干 冰 晶 体 结 构 示 意 图分 子 晶 体 结 构 有 何 特 征 ？ (1)只 有 范 德 华 力 ， 无 分 子 间 氢 键 -分 子 密 堆 积分 子 晶 体 结 构 有 何 特 征 ？ 如 果 分 子 间 作 用 力 只 是 范 德 华 力 ， 若 以 一 个 分 子为 中 心 ， 其 周 围 通 常 可 以 有 12个 紧 邻 的 分 子 。 分 子 晶体 的 这 一 特 征 称 为 分 子 密 堆 积 。每 个 分 子 周 围 有 12个 紧 邻 的 分 子 氢 键 具 有 方向 性分 子 晶 体 结 构 有 何 特 征 ？ （ ） 只 有 范 德 华 力 ， 无 分 子 间 氢 键 分子 密 堆 积 （ 每 个 分 子 周 围 有 12个 紧 邻 的分 子 ， 如 ： C60、 干 冰 、 I2、 O2） （ ） 有 分 子 间 氢 键 不 具 有 分 子 密 堆 积特 征 （ 如 ： HF 、 冰 、 NH3 ）分 子 晶 体 结 构 有 何 特 征 ？ 为 什 么 冰 的 密 度 小 于 水 ？ 在 冰 的 晶 体 中 ， 水 分 子 之 间 的 主 要 作 用 力 是 氢键 （ 范 德 华 力 为 次 ） 。 这 会 对 冰 晶 体 的 结 构 造 成 什 么样 的 影 响 呢 ？ 氢 键 具 有 方 向性 每 个 水 分 子 的 周 围 只 有 4个 紧 邻 的 水 分 子 。 这 一 排 列使 冰 晶 体 中 的 水 分 子 的 利 用率 不 高 ， 留 有 相 当 大 的 空 隙 。 为 什 么 冰 的 密 度 小 于 干 冰 ？ 干 冰 晶 体 内 只 存 在 范 德 华 力 ， 一 个 分 子周 围 有 12个 紧 邻 分 子 。 形 成 分 子 密 堆 积 。 在 冰 晶体 中 分 子 间 作 用 力 主 要 是 氢 键 ， 一 个 水 分 子 周 围只 有 4个 紧 邻 的 水 分 子 ， 形 成 分 子 非 密 堆 积 。 所以 干 冰 的 密 度 大 于 冰 的 密 度 。为 什 么 水 在 40C时 的 密 度 最 大 ？ 当 冰 刚 刚 融 化 成 液 态 水 时 ， 热 运 动 使 冰 的 结构 部 分 解 体 ， 水 分 子 的 空 隙 减 小 ， 密 度 增 大 。 超过 40C时 ， 由 于 热 运 动 加 剧 ， 分 子 间 距 离 加 大 ，密 度 逐 渐 减 小 ， 所 以 4 0C时 水 的 密 度 最 大 。 强 调 ： 分 子 间 作 用 力 作 用 范 围 小 ， 只 有 分 子 包 括 范 德 华 力 和 氢键 与 分 子 充 分 接 近 时 ， 才 有 明 显 的 作 用 ， 气态 分 子 一 般 不 再 考 虑 分 子 间 作 用 力 的 存 在 分 子 间 作 用 力 很 弱 ， 能 量 很 小 ， 易 被 破 坏 ，克 服 它 需 能 量 少 ， 这 就 是 干 冰 易 气 化 、 碘易 升 华 的 原 因 分 子 间 作 用 力 能 使 分 子 间 的 排 列 有 序 化 ，不 能 改 变 分 子 内 的 结 构 ， 因 此 只 影 响 物 质的 物 理 性 质 1. 共 价 键 、 离 子 键 和 范 德 华 力 是 构 成 物 质 粒 子 间 的不 同 作 用 方 式 ， 下 列 物 质 中 ， 只 含 有 上 述 一 种 作 用的 是 A.干 冰 B.氯 化 钠 C.氢 氧 化 钠 D.碘课 堂 练 习 B 2. 下 列 物 质 在 变 化 过 程 中 ， 只 需 克 服 分 子 间 作 用 力的 是 ( ) A.食 盐 溶 解 B.铁 的 熔 化 C.干 冰 升 华 D.氯 化 铵 受 热 分 解 3. 当 SO3晶 体 熔 化 或 气 化 时 ， 下 述 各 项 中 发 生 变 化的 是 ( ) A.分 子 内 化 学 键 B.分 子 间 距 离 C.分 子 构 型 D.分 子 间 作 用 力 4. 支 持 固 态 氨 是 分 子 晶 体 的 事 实 是 A.氮 原 子 不 能 形 成 阳 离 子 B.铵 离 子 不 能 单 独 存 在 C.常 温 下 ， 氨 是 气 态 物 质 D.氨 极 易 溶 于 水 CBDC 6. 下 列 有 关 共 价 化 合 物 的 说 法 ： 具 有 较 低 的熔 、 沸 点 不 是 电 解 质 固 态 时 是 分 子 晶 体 都 是 由 分 子 构 成 液 态 时 不 导 电 ， 其 中 一定 正 确 的 是 ( )A. B. C. D.7. 下 列 分 子 晶 体 ： HCl HBr HF CO H2 熔 沸 点 由 高到 低 的 顺 序 是 ( ) A. B. C. D. DC .概 念 ： 相 邻 原 子 间 以 共 价 键 相 结 合 而 形 成 空 间 立 体网 状 结 构 的 晶 体 构 成 原 子 晶 体 的 粒 子 是 原 子 ， 原 子 间 以 较 强 的 共 价 键相 结 合 。2 原 子 晶 体 （ 共 价 晶 体 ） 10928共 价 键 在 金 刚 石 晶 体 里 ， 每 个 碳 原 子 都 被 相 邻 的 4个 碳 原 子所 包 围 ， 以 共 价 键 跟 这 4个 碳 原 子 结 合 ， 形 成 正 四 面 体 。最 小 的 碳 环 上 有 6个 碳 原 子 。 金 刚 石 里 的 C-C键 的 键 长 很 短 （ 154pm） ， 键 能 很 大（ 347.7KJ/mol） ,所 以 金 刚 石 在 所 有 晶 体 中 硬 度 最 大 ， 而且 熔 点 也 很 高 （ 35500C） 。 练 习 1： 金 刚 石 晶 体 是 一种 立 体 的 空 间 网 状 结 构 ，试 分 析 ；（ 1） 晶 体 中 最 小 碳 环 由 个 C原 子 组 成 ？（ 2） 晶 体 中 每 个 C原 子参 与 了 条 CC键 的形 成 ？ （ 3） 原 子 个 数 与CC键 数 之 比为 ？6 41： 2 常 见 的 原 子 晶 体某 些 非 金 属 单 质 ： 金 刚 石 （ C） 、 晶 体 硅 (Si)、 晶 体 硼 （ B） 、 晶 体 锗 (Ge)等某 些 非 金 属 化 合 物 ： 碳 化 硅 （ SiC） 晶 体 、 氮 化 硼 （ BN） 晶 体某 些 氧 化 物 ： 二 氧 化 硅 （ SiO ） 晶 体 、 Al2O3 练 习 2： 有 下 列 八 种 物 质 ： 水 晶 、 冰 醋 酸 、 白 磷 、 氩 晶 体 、碳 化 硅 、 干 冰 、 金 刚 石 和 过 氧 化 氢 晶 体 。填 空 ： 属 于 原 子 晶 体 的 化 合 物 是 ： ； 直 接 由 原 子 构 成 的 晶 体 是 ： ； 含 有 极 性 键 和 非 极 性 键 的 分 子 晶 体 是 是 ： ； 属 于 分 子 晶 体 的 单 质 是 ： ； 受 热 熔 化 后 化 学 键 不 发 生 变 化 的 是 ： ； 受 热 熔 化 需 破 坏 化 学 键 的 是 ： 。水 晶 碳 化 硅水 晶 碳 化 硅 、 金 刚 石冰 醋 酸 过 氧 化 氢 晶 体氩 晶 体 、 白 磷冰 醋 酸 、 氩 晶 体 白 磷 干 冰 过 氧 化 氢 晶 体水 晶 碳 化 硅 金 刚 石 练 习 3： 下 列 物 质 不 存 在 氢 键 的 是 A.冰 醋 酸 中 醋 酸 分 子 之 间 B.液 态 HF中 的 HF分 子 之 间 C.一 水 合 氨 分 子 中 的 氨 分 子 与 水 分 子 之 间 D.可 燃 冰 (CH48H2O)中 甲 烷 分 子 与 水 分 子 之 间练 习 4： 有 关 晶 体 的 下 列 说 法 正 确 的 是 A.晶 体 中 分 子 间 作 用 越 大 ， 分 子 越 稳 定 B.原 子 晶 体 中 原 子 间 键 长 越 短 ， 晶 体 越 稳 定 C.原 子 晶 体 中 共 价 键 越 强 ， 熔 沸 点 越 高 D.分 子 晶 体 中 ， 共 价 键 键 能 越 大 ， 该 分 子 的 熔 沸 点 越 高 E.微 粒 间 通 过 共 价 键 形 成 的 晶 体 ， 具 有 高 的 熔 沸 点 F.冰 融 化 时 水 分 子 中 共 价 键 发 生 断 裂 G.分 子 晶 体 内 一 定 存 在 共 价 键 5. 下 列 有 关 晶 体 的 叙 述 ， 属 于 原 子 晶 体 的 是 ：A. 由 分 子 间 作 用 力 结 合 而 成 ， 熔 点 低 ；B. 固 体 熔 融 后 容 易 导 电 ， 熔 点 在 1000 左 右 ；C. 由 共 价 键 结 合 形 成 空 间 网 状 结 构 ；D. 熔 沸 点 高 ， 硬 度 大 。6. 某 单 质 组 成 的 晶 体 一 定 不 是 ：A. 离 子 晶 体 ； B. 分 子 晶 体 ；C. 原 子 晶 体 ； D. 金 属 晶 体 CA 三 、 金 属 晶 体一 、 金 属 键 ：1.金 属 键 ： 在 金 属 单 质 晶 体 中 ,使 金 属 原 子 相 互 结 合 的 强 烈 作用 （ 金 属 离 子 与 自 由 电 子 间 的 强 烈 的 相 互 作 用 ） 叫 金 属 键 2.金 属 晶 体 :金 属 阳 离 子 和 自 由 电 子 之 间 通 过 金 属 键 结 合 而 形成 的 晶 体 构 成 微 粒 ： 金 属 阳 离 子 与 自 由 电 子 ； 微 粒 间 的 作 用 ： 金 属 键 物 性 特 点 ： 大 部 分 金 属 熔 点 较 高 、 质 硬 （ 少 数 质 软 ） ， 难 溶 于水 （ K、 Na、 Ca等 与 水 反 应 ） ， 能 导 电 、 导 热 、 有 延 展 性 等 堆 积模 型 典 型 代 表 空 间 利用 率 配 位 数 晶 胞简 单立 方 只 有 Po 52 6钾型 碱 金 属 、 Fe 68 8镁 型 Mg/Zn/Ti 74 12 最紧密堆积铜型 Cu/Ag/Au 74 12 3. 金 属 晶 体 Po周 围 相 切 的 Po为 64. 金 属 晶 体 碱 金 属 或 Fe周 围 相 切 的 原 子 为 8 5. 金 属 晶 体 Mg、 Zn、 Ti周 围 相 切 的 原 子 为 126. 金 属 晶 体 Cu、 Ag、 Au周 围 相 切 的 原 子 为 12 NaCl晶 胞 CsCl晶 胞离 子 晶 体 中 存 在 的 微 粒 是 ： 阴 、 阳 离 子微 粒 间 的 作 用 力 是 ： 离 子 键 (离 子 内 可 能 存 在 共 价键 )哪 些 是 离 子 晶 体 ： 大 多 数 盐 、 碱 、 金 属 氧 化 物强 调 ： 离 子 晶 体 一 定 是 化 合 物离 子 键 无 饱 和 性 、 无 方 向 性四 、 离 子 晶 体 两 种 晶 体 中 阳 离 子 和 阴 离 子 的 配 位 数 是 否相 等 ？离 子 晶 体 阴 离 子 的 配 位 数 阳 离 子 的 配 位 数NaClCsCl 68 86 离 子 晶 体 的 性 质在 离 子 晶 体 中 ， 离 子 间 存 在 较 强 的 离 子键 ， 使 离 子 晶 体 的 硬 度 较 大 ， 难 于 压 缩 ，具 有 较 高 的 熔 沸 点 。一 般 来 说 ： 熔 沸 点 的 顺 序 是 原 子 晶 体 离 子 晶 体 分 子 晶 体离 子 晶 体 的 熔 点 高 低 取 决 于 离 子 键 的 强 弱离 子 键 的 强 弱 取 决 于 离 子 半 径 和 所 带 电 荷 NaCl 晶 体 是 个 大 分 子 ， 晶 体 中 无 单 独 的 NaCl 分 子 存 在 。NaCl 是 化 学 式 ， 因 而 58.5 可 以 认 为 是式 量 ， 不 是 分 子 量 。离 子 晶 体 中 没 有 分 子 式 ， 只 有 化 学 式 。化 学 式 是 微 粒 的 配 位 数 之 比 。 晶 体 类 型 分 子 晶 体 原 子 晶 体 金 属 晶 体 离 子 晶 体构 成 粒 子粒 子 间 作 用 力熔 、 沸 点硬 度延 展 性导 电 性典 型 实 例 分 子 原 子 金 属 离 子 和 自 由 电 子 阴 、 阳 离 子范 德 华 力 共 价 键 金 属 键 离 子 键可 能 的 化 学 键 共 价 键 共 价 键低 很 高 变 化 大 高小 很 大 变 化 大 较 大差 差 良 好 差不 导 电 不 导 电 良 好 的 导电 性 不 导 电NaCl、CsCl、CaF 2干 冰 、 冰 、Ne、 HCl等 金 刚 石 、水 晶 等 钋 、 钾 、镁 、 铜 四 种 晶 体 比 较 最 近 原 子 个 数 求 算 或 空 间 构 型 判 断 ：1. 求 离 Na+最 近 的 Cl 个 数 求 离 Cl 最 近 的 Na 个 数方 法 三 :配 位 数 为 6， 配 位 原 子 空 间 构 型 为 正 八 面 体方 法 一 ： 找 点 法 (x、 y、 z) 方 法 二 ： 排 除 重 复 计 算 法 2. 求 离 Cs+最 近 的 Cl 个 数 求 离 Cl 最 近 的 Cs 个 数方 法 ： 配 位 数 为 8， 配 位 原 子 空 间 构 型 为 正方 体 3. 求 离 Ca2 最 近 的 F 个 数 求 离 F 最 近 的 Ca2+个 数方 法 :Ca2+的 配 位 数 为 8， 配 位 原 子 构 型 为 正方 体 F 的 配 位 数 为 4， 配 位 原 子 构 型 为 正四 面 体 FCa 2 4. 求 离 Na+最 近 的 Na 个 数 求 离 Cl 最 近 的 Cl 个 数方 法 一 ： 找 点 法 (x、 y、 z) 方 法 二 ： 排 除 重 复 计 算 法 5. 求 离 CO2最 近 的 CO2个 数方 法 一 ： 找 点 法 (x、 y、 z) 方 法 二 ： 排 除 重 复 计 算 法 6. 冰 中 ， 求 离 H2O最 近 的 H2O个 数 氢 键 具 有 方向 性 1 下 列 化 学 式 能 真 实 表 示 物 质 分 子 组 成 的 是 （ ）A NaOH B SiO2 C CsCl D SO3 2 下 列 的 晶 体 中 ， 化 学 键 种 类 相 同 ， 晶 体 类型 也 相 同 的 是 （ ）A SO2与 SiO2 B CO2与 H2O C NaCl与 HCl D CCl4与 KClD B课 堂 检 测 3 下 面 有 关 离 子 晶 体 的 叙 述中 ， 不 正 确 的 是 （ ）A 1mol氯 化 钠 中 有 NA个NaCl分 子B 氯 化 钠 晶 体 中 ， 每 个 Na+周 围 距 离 相 等 的 Na+共 有 6个C 氯 化 铯 晶 体 中 ， 每 个 CS+周 围 紧 邻 8个 Cl-D 平 均 每 个 NaCl晶 胞 中 有 4个 Na +、 4个 Cl-AB 5 20世 纪 80年 代 中 期 ， 科 学 家 发 现 并 证 明 碳 还 以 新 的 单 质 形态 C60存 在 。 后 来 人 们 又 相 继 得 到 了 C70、 C76、 C84、 C90、 C94等 另 外 一 些 球 碳 分 子 。 90年 代 初 ， 科 学 家 又 发 现 了 管 状 碳 分 子和 洋 葱 状 碳 分 子 。 (如 图 1-5)： 下 列 说 法 错 误 的 是 A 金 刚 石 和 石 墨 的 熔 点 肯 定 要 比 C60高B 据 估 计 C60熔 点 比 金 刚 石 和 石 墨 要 高C 无 论 是 球 碳 分 子 ， 还 是 管 状 碳 分 子 、 洋 葱 状 碳 分 子 ， 都 应看 作 是 碳 的 同 素 异 形 体D 球 碳 分 子 是 碳 的 同 素 异 形 体 ， 而 管 状 碳 分 子 、 洋 葱 状 碳 分子 则 不 一 定 BD 6 下 列 数 据 是 对 应 物 质 的 熔 点据 此 做 出 的 下 列 判 断 中 错 误 的 是 A 铝 的 化 合 物 的 晶 体 中 有 的 是 离 子 晶 体B 表 中 只 有 BCl3和 干 冰 是 分 子 晶 体C 同 族 元 素 的 氧 化 物 可 形 成 不 同 类 型 的 晶 体D 不 同 族 元 素 的 氧 化 物 可 形 成 相 同 类 型 的 晶 体 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 920 801 1291 190BCl3 Al2O3 CO2 SiO2-107 2073 -57 1723B 7. 某 离 子 晶 体 晶 胞 结 构 如 下 图 所 示 ， x位 于 立 方 体 的 顶点 ，Y位 于 立 方 体 中 心 。 试 分 析 ：(1)晶 体 中 每 个 Y同 时 吸 引 着 _个 X， 每 个 x同时 吸 引 着 _个 Y， 该 晶 体 的 化 学 式 为_ 。(2)晶 体 中 在 每 个 X周 围 与 它 最 接 近 且 距 离 相 等 的 X共 有_个 。(3)晶 体 中 距 离 最 近 的 2个 X与 1个 Y形 成 的 夹 XYX的 度数 为 _。(4)设 该 晶 体 的 摩 尔 质 量 为 M gmol -1， 晶 体 密 度 为 cm-3，阿 伏 加 德 罗 常 数 为 NA则 晶 体 中 两 个 距 离 最 近 的 X中 心 间的 距 离 为 _ 。 48XY212109 28 3 2AmN 8. 二 氧 化 硅 晶 体 是 立 体 的网 状 结 构 ， 其 晶 体 模 型 如 右图 所 示 。 认 真 观 察 晶 体 模 型并 回 答 下 列 问 题 ：(1)二 氧 化 硅 晶 体 中 最 小 的环 为 元 环 。(2)每 个 硅 原 子 为 个 最 小环 共 有 。(3)每 个 最 小 环 平 均 拥 有 _个 氧 原 子 。 SiO12 121 3 Aa NMN A3 NNaM 3 ANMNa 五 . 晶 胞 边 长 的 求 法 ：NaCl晶 胞1. 求 晶 胞 的 边 长2. 求 Na 最 近 的 Cl 的 距 离3. 求 相 邻 两 个 最 近 的 Na 间 或 相邻 两 个 最 近 的 Cl 间 的 距 离 a2r4 Cl ar2r2 ClNa 2/r 4a 2r边 长相 邻 原 子 间 距 3/4ra 2r边 长相 邻 原 子 间 距 四 、 密 度 的 计 算 、 空 间 利 用 率 (金 属 晶 体 )： 1001003 3)( 3r4 aN 利 用 率 3 A)( NMaN 密 度 利 用 率密 度 四 、 密 度 的 计 算 、 空 间 利 用 率 (金 属 晶 体 )： 2ra 2r边 长相 邻 原 子 间 距 1001003r)2( 3 3r4818 利 用 率 3r)2( ANM818 密 度 利 用 率密 度 晶 体 Po 3/4ra 2r边 长相 邻 原 子 间 距 1001003)3/r4( 3 3r41818 ）（利 用 率 3)3/r4( ANM1818 ）（密 度 利 用 率密 度 碱 金 属 或 Fe r 22a 2r边 长相 邻 原 子 间 距 1001003)2/r4( 3 3r4216818 ）（利 用 率 3)2/r4( ANM216818 ）（密 度 利 用 率密 度 CuAgAu NaCl晶 胞 3 AaN58.54密 度 3 Aa N58.521 密 度 NaCl晶 胞 1001003NaCl 3Cl3Na 1001003Cl 3Cl3Na )2rr2( 3r443r44 )2/r4( 3r443r44 利 用 率 CsCl晶 胞 3 AaN58.51密 度 3/)r2r2( 3r413r41 1001003CsCl 3Cl3Cs 利 用 率 CaF2晶 胞 3 AaN784密 度 石 墨 h621 N122Sin60aa 0A 密 度 练 习 .1986年 ， 瑞 士 两 位 科 学 家 发 现 一 种 性 能 良 好的 金 属 氧 化 物 超 导 体 ， 使 超 导 工 作 取 得 突 破 性 进展 ， 为 此 两 位 科 学 家 获 得 了 1987年 的 Nobel物 理学 奖 。 其 晶 胞 结 构 如 图 。 (1)根 据 图 示 晶 胞 结 构 ， 推 算 晶 体 中 Y， Cu， Ba和 O原 子 个 数 比 ， 确 定 其 化 学 式 (2)根 据 (1)所 推 出 的 化 合 物 的 组 成 ， 计 算 其 中 Cu原 子 的 平 均 化 合 价 (该 化 合 物 中 各 元 素 的 化 合 价为 Y+3， Ba+2， Cu+2和 Cu+3)试 计 算 化 合 物 中 这 两种 价 态 Cu原 子 个 数 比 (1)YBa2Cu3O7 (2)Cu 2+:Cu3+=2:1 Cu 练 习 ： 食 盐 晶 体 是 由 钠 离 子 和 氯 离 子 组 成 ， 这 两 种 离子 在 空 间 按 3个 垂 直 方 向 都 是 等 距 离 地 交 错 排 列 。 已 知食 盐 的 摩 尔 质 量 是 58.5g/mol， 密 度 是 2.2g/cm3则 食 盐中 相 邻 的 钠 离 子 核 间 距 离 的 数 值 _ 4.0 10 8cm A 3.0 10-8cmB 3.5 10-8cmC 4.0 10-8cmD 5.0 10-8cm 练 习 3： 如 图 2， 最 近 Cs+和 Cl-间 的 距 离 是 3.55 10-8cm， 算 出 CsCl晶 体 的 密 度 。(3.99gcm-3) 练 习 ： 晶 体 硼 的 基 本 结 构 单 元 都 是 由 硼 原 子 组 成 的 正 二 十 面体 ， 其 中 含 有 20个 等 边 三 角 形 的 面 和 一 定 数 目 的 顶 角 ， 每 个 顶角 各 有 一 个 硼 原 子 ， 如 图 2-10所 示 ， 回 答 ：（ 1） 键 角 ；（ 2） 晶 体 硼 中 的 硼 原 子 数 个 ； B B键 条 。600 1230多 面 体 中 ： 面 数 +顶 点 数 -棱 数 2欧 拉 公 式 ： 常 见 的 原 子 晶 体某 些 非 金 属 单 质 ： 金 刚 石 、 晶 体 硅 、 晶 体 硼 、 晶 体 锗 等某 些 非 金 属 化 合 物 ： 碳 化 硅 、 氮 化 硼某 些 氧 化 物 ： 二 氧 化 硅 、 Al2O3晶 体 的 判 断 方 法方 法 一 :从 晶 体 的 硬 度 、 熔 沸 点 等 物 理 性 质 进 行 判 断方 法 二 :从 晶 体 的 构 成 微 粒 及 微 粒 间 作 用 力 进 行 判 断方 法 三 :从 物 质 的 类 别 ， 如 ： 金 属 对 应 的 晶 体 是 金 属 晶 体 ， 离子 化 合 物 对 应 的 晶 体 是 离 子 晶 体 ， 记 住 常 见 的 原 子 晶 体 ， 其 余的 就 是 分 子 晶 体 。晶 体 类 别 的 判 断 ： (1)所 有 非 金 属 氢 化 物 ： H2O,H2S,NH3,CH4,HX(2)部 分 非 金 属 单 质 ： X2,O2,H2, S8,P4, C60(除 B、 Si、Ge等 的 单 质 )(3)部 分 非 金 属 氧 化 物 : CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10(除 SiO2 、 Al2O3等 的 单 质 )(4)几 乎 所 有 的 酸 ： H2SO4,HNO3,H3PO4(5)绝 大 多 数 有 机 物 晶 体 ： 乙 醇 ， 冰 醋 酸 ， 蔗 糖分 子 晶 体 的 常 见 类 型晶 体 类 别 的 判 断 ： 晶 体 与 单 质 、 化 合 物 的 交 叉 关 系 ： 金 属 单 质 一 般 金 属 晶 体 (除 Ge)、 非 金 属 单 质 一 般 分子 晶 体 (除 C、 Si、 Ge、 B) 金 属 氧 化 物 一 般 离 子 晶 体 (除 Al2O3等 )、 非 金 属 氧 化物 一 般 分 子 晶 体 (除 SiO2等 ) 所 有 酸 类 都 属 于 分 子 晶 体 碱 类 (除 氨 水 )一 般 都 是 离 子 晶 体 盐 类 (除 AlCl 3)一 般 都 是 离 子 晶 体 晶 体 中 存 在 的 作 用 力 ： 分 子 晶 体 中 一 般 存 在 范 德 华 力 (受 相 对 分 子 质 量 和 分子 极 性 影 响 )、 存 在 分 子 内 共 价 键 (稀 有 气 体 不 存 在共 价 键 )、 HF/H2O/NH3 /-OH/-NH2还 存 在 氢 键 (不 是 化学 键 ) 原 子 晶 体 中 只 存 在 共 价 键 (单 质 是 非 极 性 键 ) 金 属 晶 体 中 只 存 在 金 属 键 离 子 晶 体 中 存 在 离 子 键 、 可 能 存 在 共 价 键 (如 NH4Cl、NaOH、 Na 2O2 中 ) 石 墨 晶 体 存 在 共 价 键 、 金 属 键 、 范 德 华 力 熔 沸 点 大 小 比 较 ：一 般 ， 原 子 晶 体 离 子 晶 体 分 子 晶 体 固 态 液 态 气 态 ， 合 金 单 质原 子 晶 体 ： 组 成 相 似 ， 原 子 半 径 越 小 、 键 能 越 大 ， 熔沸 点 越 高 ， 如 金 刚 石 SiC 单 晶 硅离 子 晶 体 ： 组 成 相 似 ， 阴 阳 离 子 半 径 和 越 小 ， 离 子 电荷 越 多 ， 离 子 键 越 强 ， 熔 沸 点 越 高金 属 晶 体 ： 金 属 阳 离 子 半 径 越 小 、 自 由 电 子 越 多 ， 金属 键 越 强 ， 熔 沸 点 越 高分 子 晶 体 ： 首 先 考 虑 氢 键 ， 再 结 构 相 似 时 考 虑 范 德 华力 ， 有 机 物 要 考 虑 支 链 数 目 常 见 的 非 晶 体 有 ： 玻 璃 、 松 香 、 塑 料 、 明胶 、 沥 青大 多 数 固 体 是 晶 体二 、 晶 胞 的 分 析 和 计 算（ 1） 均 摊 法对 于 长 方 形 （ 正 方 形 ） 顶 点 1/8、 棱 上 1/4、面 上 1/2、 体 内 1（ 2） 晶 胞 的 计 算 确 定 化 学 式求 出 一 个 晶 胞 所 含 各 微 粒 的 个 数 ， 确 定 最简 比 。确 定 边 长 、 密 度 、 摩 尔 质 量NA晶 胞 中 微 粒 个 数 晶 胞 的 体 积