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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,一.分子晶体,1,、概念：,分子间以分子间作用力（范德华力及氢键）相结合的晶体叫分子晶体。,构成粒子：,分子（构成分子的原子间以共价键结合）,构成粒子间的相互作用：,分子间作用力,(,范德华力,及,氢键）,气化或熔化时破坏的作用力：,分子间作用力,稀有气体分子为单原子分子，无共价键。,组成和结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。分子间形成氢键时，熔沸点升高。,原因：分子间作用力很弱,2.物理特性,构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是,范德华力力或氢键,较低的熔沸点（部分易升华）,较小的硬度,固态或熔融状态下都不导电,分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的,分子的极性相关,相似相溶,.所有非金属氢化物：,H,2,O,，,H,2,S,，,NH,3,，,CH,4,.部分非金属单质,:,X,2,，,O,2,，,H,2,，,S,8,，,P,4,，,C,60,，稀有气体,.部分非金属氧化物,:,CO,2,，,SO,2,，,NO,2,，,P,4,O,6,，,P,4,O,10,.几乎所有的酸：,H,2,SO,4,，,HNO,3,，,H,3,PO,4,.绝大多数有机物的晶体：,乙醇，冰醋酸，蔗糖,3.,典型的分子晶体,分子的密堆积,只有范德华力，无分子间氢键,（与,CO,2,分子距离最近的,CO,2,分子共有,12,个）,干冰的晶体结构图,碘的晶体结构图,每个碘分子周围有,个碘分子,12,冰中个水分子周围有个水分子,冰的结构,分子的非密堆积,存在,分子间氢键,科学视野,天然气水合物,一种潜在的能源,最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是,。,解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：,Ti,14,C,13,二.原子晶体,1.,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。,构成粒子：,原子,构成粒子之间的作用：,共价键,熔化时需克服的作用：,共价键,原子晶体中，成键元素原子半径越小，共价键键能越大，熔点越高。,2.物理特性,.熔点和沸点很高,.硬度很大,.一般不导电，但,晶体硅、锗,是半导体,.且难溶于一些常见的溶剂,原因：在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构,3.,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)、灰锡（Sn）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,2,）晶体、Al,2,O,3,（1）在金刚石晶体中,C采取什么杂化方式？每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？,（2）在金刚石晶体中，C原子个数与CC键数之比为多少？,（3）12克金刚石中CC键数为多少N,A,？,（4）每个碳原子被多少个六元环所共用？,每个六元环平均含有多少个碳原子？,（,5,）每个,CC,键被多少个六元环所共用？,每个六元环平均拥有的单键数是多少？,（6）每个金刚石晶胞中含有多少个碳原子？,典型的原子晶体,金刚石,12,1/2,1,6,8,（,1,）在,SiO,2,晶体中,在,SiO,2,晶体中每个硅原子,与几个氧原子成键？每个氧原子与几个,硅原子成键？,（,2,）在,SiO,2,晶体中硅原子与氧原子,个数之比是多少？,（,3,）在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?每个硅原子被几个环共用？每个氧原子被几个环共用？,（,4,）,1 mol,SiO,2,中含有几,mol,Si,O键？,典型的原子晶体二氧化硅,石墨及其结构（,混合型晶体,）,空间层状结构,空间结构俯视图,（,1,）石墨中,C,原子以,sp2,杂化；,（,2,）石墨晶体中最小环为六元环，平均含有,2,个碳原子，,3,个,C-C,键，,碳原子数目与碳碳化学键数目之比为,2,：,3,；,（,3,）石墨分层，层内为共价键，层间为范德华力，硬度小，可导电；,（,4,）石墨中,r,（,C-C,）比金刚石中,r,（,C-C,）短，故,石墨更稳定,。,1.,定义,:,由阳离子,和,阴离子,通过,离子键,结合而成的晶体。,2.,成键粒子,:,阴、阳离子,。,3.,相互作用力：,离子键,。,三,.,离子晶体,5.,常见的离子晶体,:,强碱,活泼金属氧化物,大部分的盐类,。,化合物所含离子所带电荷,(,主要因素,),越多,、离子半径越小,，晶格能就越大，其熔沸点就越高，硬度就越大。,如,：,NaClKCl;CaOBaO,4.,熔化所需克服作用力：,离子键,。,晶格能：,气态离子,形成,1,摩,离子晶体时释放的能量，通常取正值。,或指拆开,1mol,离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量。,(2),硬度,，难压缩。,(1),熔沸点,，,难挥发。,较高,较大,(3),水溶性,(4),导电性,一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂（如苯、汽油、,CCl,4,等）。,固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电。,6.,离子晶体的物理性质,在,NaCl,晶体中：,每个,Na,+,周围最近且等距离的,Cl,-,有,个，且构成,_,每个,Cl,-,周围最近且等距离的,Na,+,有,个；,且构成,_,在每个,Na,+,周围最近且等距离的,Na,+,有,个，,在每个,Cl,-,周围最近且等距离的,Cl,-,有,个；,Na,+,和,Cl,-,的配位数分别为,、,。,一个,NaCl,晶胞中含,个,Na,+,和,个,Cl,-,。,NaCl,晶体中无,NaCl,分子，化学式,NaCl,表示,。,6,6,12,12,6,6,4,4,Na,+,和,Cl,-,的最简个数比,比较并区分配合物以及金属晶体中的配位数,正八面体,正八面体,典型的离子晶体,NaCl,晶体,每个,Cs,+,周围最近且等距离的,Cl,-,有,个,每个,Cl,-,周围最近且等距离的,Cs,+,有,个；,在每个,Cs,+,周围最近且等距离的,Cs,+,有,个,在每个,Cl,-,周围最近且等距离的,Cl,-,有,个；,一个,CsCl,晶胞中含,个,Cs,+,和,个,Cl,-,。,Cs,+,和,Cl,-,的配位数分别为,、,。,8,8,6,6,1,1,8,8,典型的离子晶体,Cs,Cl,晶体,Ca,2+,的配位数：,F,-,的配位数：,一个,CaF,2,晶胞中含,:,个Ca,2+,和,个F,-,8,4,4,8,典型的离子晶体,CaF,2,晶体,8,个,F,-,构成,立方体,4,个,Ca,2+,构成,正四面体,2.,阳离子的配位数,：,阴离子的配位数,：,1.,一个,ZnS,晶胞中含：个阳离子和,个阴离子,4,4,4,4,典型的离子晶体,ZnS晶体,决定离子晶体结构的因素,几何因素,晶体中正负离子的半径比,电荷因素,晶体中正负离子的电荷比,键性因素,离子键的纯粹程度,岩浆晶出规则：,一般先出晶格能大的,1.“,电子气理论”,(,自由电子理论,),金属原子脱落来的,价电子,形成遍布,整个晶体,的“电子气”,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。,三,.,金属晶体,2、金属键：,金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用叫做金属键（电子气理论）,本质：,静电作用,强弱判断:,阳离子所带电荷越多（即,原子的价电子越多），半径越小,，金属键强。,存在：,金属单质和合金中,组成粒子：,金属,阳离子,和自由,电子,3、金属晶体：,通过金属键结合形成的单质晶体。,微粒间作用力：,金属键,熔化所需克服作用力：,金属键,【讨论1】金属为什么易导电？,在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但,在外加电场的条件下自由电子会发生定向运动,，因而,形成电流,，所以金属容易导电。,【讨论2】金属为什么易导热？,金属容易导热，是由于,自由电子运动时与金属离子,碰撞,把能量从温度高的部分,传导,到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。,【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？,金属晶体中由于金属离子与自由电子间的,相互作用没有方向性,，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。,【,讨论,4】,金属为什么具有金属光泽和颜色？,由于自由电子可,吸收所有频率的光,，然后很快释,放出各种频率的光,，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于,较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色,。,当金属成粉末状时，金属晶体的,晶面取向杂乱、晶格排列不规则,，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。,平面上,金属原子,紧密排列,的,两种方式,非密置层放置,密置层放置,配位数为,4,配位数为,6,1,1,2,2,3,3,4,4,5,6,简单立方晶胞,（,1,）简单立方堆积,Po,4,、金属晶体的原子堆积模型,配位数：,1,2,3,4,1,2,3,4,5,6,6,同层,4,，上下层各,1,简单立方晶胞平均占有的原子数目：,8,1,8,=1,金属原子半径,r,与正方体边长,a,的关系：,a,a,a,a,a=2 r,体心立方晶胞,（,2,）体心立方堆积,碱金属和铁,配位数：,8,1,2,3,4,5,6,7,8,上下层各,4,体心立方晶胞平均占有的原子数目：,8,1,8,=2,+1,金属原子半径,r,与正方体边长,a,的关系：,a,a,a,a,2,a,b,=4,r,b,=,3,a,a=4 r,3,b,2,a,（,3,）,ABAB,堆积方式,六方最密堆积,（,Mg,、,Zn,、,Ti,）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,配位数：,1,2,3,4,5,6,同层 6，上下层各 3,六方最密堆积,晶胞平均占有的原子数目：,晶胞！,不是晶胞,8,1,8,=2,+1,六方最密堆积,晶胞的空间利用率：,74%,（,4,）,ABCABC,堆积方式,面心立方最密堆积,（Cu、Ag、Au）,A B C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12,配位数：,同层 6，上下层各 3,1,2,3,4,5,6,面心立方紧密堆积晶胞平均占有的原子数目：,8,1,8,=4,+,2,1,6,金属原子的半径,r,与正方体的边长,a,的关系：,a,=4,r,2,a,a,a,a,a,立方面心最密堆积的空间占有率,=74%,密置层三维堆积,非密置层三维堆积,5.,金属晶体的原子堆积方式,a,、简单立方堆积,配位数,6,；空间利用率,52%,b,、体心立方堆积,（钾型）,代表物：,Be,、,Mg,、,Zn,、,Ti;,配位数,:12,；,空间利用率,74%,；方式,ABAB,C,、六方最密堆积,（镁型）,代表物：,Li,、,Na,、,K,、,Rb,、,Cs,、,Fe;,配位数,8,；,空间利用率,68%,d,、面心立方最密堆积,（铜型）,代表物：,Cu,、,Ag,、,Au;,配位数,:12,；,空间利用率,74%;,方式：,ABCABC,金属晶体的四种堆积模型对比,每个晶胞平均含有的原子数,1,2,2,4,
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