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高中化学晶体的常识分子晶体与原子晶体(基础)知识讲解学
案新人教版选修3
晶体的常识分子晶体与原子晶体
【学习目标】
1、初步了解晶体的知识,知道晶体与非相遇相知
晶体的本质差异,学会识
别晶体与非晶体的结构示意图;
2、知道晶胞的概念,了解晶胞与晶体的关系,学会通过分析晶胞
得出晶体的组成;
3、了解分子晶体和原子晶体的特征,能以典型的物质为例描述分
子晶体和原子晶体的结构与性质的关系;
4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】
要点一、晶体与非晶体【高清课堂:分子晶体与原子晶体#晶体与
非晶体】
1、概念:
①晶体:质点(分子、离子、原子)在空间有规则地排列成的、
具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。晶体具有的规则的几何外
形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
②非晶体:非晶态物质内部结构没有周期性特点,而是杂乱无章
地排列,如:玻璃、松香、明胶等。非晶体不具有晶体物质的共性,
某些非晶态物质具有优良的性质
要点诠释:晶体与非晶体的区分:
晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的
固体物质。周期性是晶体结构最基本的特征。许多固体的粉末用肉眼
是看不见晶体的,但我们可以借助于显微镜观察,这也证明固体粉末
仍是晶体,只不过晶粒太小了。
晶体的熔点较固定,而非晶体则没有固定的熔点。区分晶体和非
晶体最可靠的科学方法是对固体,进行X—射线衍射实验,X射线透过
晶体时发生衍射现象。
特别注意:一种物质是否晶体,是由其内部结构决定的,而非由
外观判断。
2、分类:
3、晶体与非晶体的本质差异:
说明:
①自范性:晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。所谓自范性
即“自发”进行,但这里要注意,“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,但若不打开拦截水流的闸门,
水库里的水不能下泻;
②晶体自范性的条件之一:生长速率适当;
③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序
排列的宏观表象。
4、晶体形成的途径:
①熔融态物质凝固,例:熔融态的二氧化硅,快速冷却得到玛瑙,
而缓慢冷却得到水晶。
②猫的英语怎么说
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。
5、晶体的特性:
①有规则的几何外形;
②有固定的熔沸点;
③各向异性(强度、导热性、光学性质等);
说明:因研究角度不同而产生差异,即为各向异性。
例如:蓝晶石(Al2O3SiO2)在不同方向上的硬度不同;
石墨在与层垂直的方向上的导电率是层平行的方向上的导电率
1/104。
④自发的形成多面体外形;
⑤有特定的对称性;
⑥使X射线产生衍射。
要点二、晶胞【高清课堂:分子晶体与原子晶体#晶胞】
1、定义:晶敬谢不敏的意思
体中重复出现的最基本的结构单元。
晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成,所谓“无隙”
是指相邻晶胞之间没有任何间隙,所谓“并置”是指所有晶胞都是平
行排列的,取向相同。
说明:划分晶胞要遵循2个原则:一是尽可能反应晶体内部结构
的对称性,二是尽可能小。
2、三种典型的立方晶体结构:
说明:晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的,晶胞棱上的原子是4
个晶胞共用的,晶胞面上的原子是2个晶胞共用的。
3、晶胞中原子个数的计算:
位于晶胞顶点的微粒,实际提供给晶胞的只有1/8;
位于晶胞棱边的微粒,实际提供给晶胞的只有1/4;
位于晶胞面心的微粒,实际提供给晶胞的只有1/2;
位于晶胞中心的微粒,实际提供给晶胞的只有1。
要点三、晶胞中原子个数的计算:
在一个晶胞结构中出现的多个原子,这些原子并不是只何必在乎我是谁
为这
个晶胞所独立占有,而是为多个晶胞所共有,那么,在一个晶胞
结构中出现的每个原子,这个晶体能分摊到多少比例,这就是分
摊法。分摊法的根本目的是算出一个晶胞单独占有的各类原子的
个数。
分摊法的根本原则是:晶胞任意位置上的一个原子如果是被
x个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。
在立体晶胞中,原子可以位于它的顶点,也可以位于它的棱上,
还可以在它的面上(不含棱),当然,它的体内也可以有原子。
每个顶点被8个晶胞共有,所以晶胞对自己顶点上的每个原子只
占1/8份额;每条棱被4个晶胞共有,所以晶胞对自己棱上的每
个原子只占1/4份额;每个面被2个晶胞共有,所以晶胞对自己
面上(不含棱)的每个原子只占1/2份额;晶胞体内的原子不与
其他晶胞分享,完全属于该晶胞。
①每个晶胞涉及A原子数目m个,每个A原子为n个晶胞共有,
则每个晶胞占有A原子:m1/n。
②计算方法
要点四、判断晶体类型的依据:
(1)看构成晶体的微粒种女生体重
类及微粒间的相互作用
对于分子晶体,构成晶体的微粒是分子,微粒间的相互作用是分子
间作用力;
对于原子晶体,构成晶体的微粒是原子,微粒间的相互作用是共
价键。
(2)看物质的物理性质(如:熔、沸点或硬度等)
一般情况下,不同类晶体熔点高低顺序是:原子晶体>分子晶体。
原子晶体比分子晶体的熔沸点高得多。
(3)依据物质的分类判断
金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaCl、KOH等)
和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、
晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、
绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的原子晶体单质有
金刚石、石墨、晶体硅其实楠木可依
、晶体硼等;常见的原子晶体化合物有碳化硅、
二氧化硅等。金属单质(除汞外)与合金都是金属晶体。
要点五、晶体熔、沸点比较规律:
(1)不同晶体类型的物质:原子晶体>分子晶体;
(2)同一晶体类型的物质,需比较晶体内部粒子间的作用力,作
用力越大,熔沸点越高。
原子晶体:要比较共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形
成共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔沸点越高,如熔点:金刚
石>碳化硅>晶体硅。
分子晶体:分子组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔
沸点越高,
如熔沸点:O2>N2、HI>HBr>HCl。
组成结构不相似的物质,分子的极性越大,其熔沸点就越高,如
熔沸点:CO>N2。
由上述可知,同类晶体熔沸点比较思路为:原子晶体→共价键键
能→键长→原子半径、分子晶体→分子间作用力→相对分子质量。
要点六、分子晶体【高清课堂:分子晶体与原子晶体#分子晶体】
1、定义:
含分子的晶体称为分子晶体,也就是说,分子间以分子间作用力
相结合的晶体叫做分子晶体。
例:干冰晶体中只含有CO2分子,碘晶体中只含有I2分子。
2、构成微粒:分子。
3、微粒间的作用力:分子间作用力——范德华力和氢键
一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分
子间作用力越大,物质的熔沸点就越高。但是有些氢化物的熔点和沸
点的递变不完全符合此规律。例如: H2O的沸点就出现反常。因为
H2O分子之间的主要作用力是氢键(当然也存在范德华力)。
氢键形成的过程:
①氢键形成的条件:半径小,吸引电子能力强的原子(N、O、F)
与H原子;
②氢键的定义:半径小、吸引电子能力强的原子与H原子之萝卜丝怎么腌
间的
静电吸引作用。氢键可看作是一种比较强的分子间作用力;
③中班公开课
氢键对物质性质的影响:氢键使物质的熔沸点升高。如H2O、
HF、NH3的沸点出现反常现象。
4、较典型的分子晶体:
①所有非金属氢化物,如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等;
②部分非金属单质,如卤素X2、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷
(P4悦纳自己
)、碳60(C60)等;
③部分非金属氧化物,如CO2、P4O6、P4O10、SO2等;
④几乎所有的酸;
⑤绝大多数有机物的晶体。
5、分子晶体的物理特性:
熔沸点较低、易升华、硬度小。一般都是绝缘体,固态和熔融状
态都不导电。
6、分子晶体的结构特点:
①对于大多数分子晶体结构,如果分子间作用力只是范德华力。
以一个分子为中心,其周围通常可以有几个紧邻的分子。如O2、C60,
把这一特征叫做分子紧密堆积。
实例:干冰的晶体结构晶胞模型。
干冰中
干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间作用力不存在氢键,因此
CO2分子紧密堆积。每个CO2分子周围,最近且等距离的CO2
分子数目有12个。
一个CO2分子处于三个相互垂直的面的中心,在每个面上,处于
四个对角
线上各有一个CO2分子,所以每个CO2分子周围最近且等距离
的CO2分子数目
是12个。
②分子间除范德华力外还有其他作用力(如氢键),如果分子间
存在着氢
键,分子就不会采取紧密堆积的方式。
实例:冰的晶体结构。
在冰的晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子,形成正
四面体。
氢键不是化学键,比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性,
而氢键的存在
迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分
子的相互吸
引,这一排列使冰晶体中空间利用率不高,皆有相当大的空隙,
使得冰的密度
减小。
说明:分子的密度取决于晶体的体积,取决于紧密堆积程度,分
子晶体的
紧密堆积由两个因素决定:范德华力和分子间氢键。
要点七、原子晶体:【高清课堂:分子晶体与原子晶体#原子晶体】
1、定义:相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶
体。
2、构成微粒:原子。
3、微粒间的作用力:共价键。
4、原子晶体的物理性质: