1、晶体结构晶体结构第一课时第一课时 分子晶体分子晶体 O2的晶胞结构C60的晶胞结构下图是下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个分子？分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个分子？与每个与每个CO2分子距离相等且最近的分子距离相等且最近的CO2分子有多少个？分子有多少个？每个晶胞中有4个CO2分子密堆积密堆积 只有范德华力，无分子间氢键只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积。这类晶体每个分子周分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有围一般有12个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C60、干冰干冰、I2、O2。一个水分子周围有几个水分子？一个水分子周围有4个水分子？非密堆积非密堆积 分子间有
2、氢键分子间有氢键氢键具有方向性氢键具有方向性,使使晶体中的空间利率不高晶体中的空间利率不高,留有相当大的空留有相当大的空隙隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。如这种晶体不具有分子密堆积特征。如：HF、NH3、冰（每个水分子周围只有、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。个紧邻的水分子）。1 1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引（氢键和、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引（氢键和范德华力）。范德华力）。2 2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。3 3、常见分子晶体分类：、常见分子晶体分类：(1)(1)所有非金
3、属氢化物所有非金属氢化物 (2)(2)部分非金属单质，部分非金属单质，(3)(3)部部分非金属氧化物分非金属氧化物(4)(4)几乎所有的酸几乎所有的酸 (5)(5)绝大多数有机物的晶体。绝大多数有机物的晶体。练习、水分子间存在着氢键的作用，使水分子练习、水分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成（彼此结合而成（H2O）n。在冰中每个水分子。在冰中每个水分子被被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键氢键”相互连接成庞大的分子晶体，其结构相互连接成庞大的分子晶体，其结构如图：试分析：如图：试分析：1mol 冰中有冰中有 mol氢键？氢键？H2O的熔沸点
4、比的熔沸点比H2S高还是低？为什么？高还是低？为什么？已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河水总是浮在水面上？水总是浮在水面上？2氢键氢键 由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的顶点的4 4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度比水小，所以结的冰会浮在水面上比水小，所以结的冰会浮在水面上zxxkw 1.组成结构相似，相对分子质量越大大，范德华力越大，熔沸点就越高。2.如果存在氢键，熔沸点就更高了。3.极性分子的熔沸点比非极性分子熔沸点高1996年诺贝尔
5、化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体，分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C60分子只含有五边形和六边形；碳与碳之间既有单键又有双键，每个碳原子仍然满足四个价键饱和；多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。请回答：(1)一个C60分子中有几个五边形和几个六边形？(2)一个C60分子中有多少个C=C？（1）12个五边形，20个六边形（2）30结构晶体结构晶体第二课时第二课时 原子晶体原子晶体(1)金刚石金刚石每个每个C C周围有周围有 个个C C，围成空间，围成空间 图形图形 C的杂化轨道类型是的杂化轨道类型是
6、 。这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。彼此联结的空间网状晶体。C C原子与碳碳键之比为（原子与碳碳键之比为（）最小碳环为（最小碳环为（）且不共面）且不共面一个一个C-CC-C键被键被 个环个环共用，每个环平均有共用，每个环平均有 个个C-C键键一个一个C原子被原子被 个环共用，每个环平均有个环共用，每个环平均有 个个C原子原子4正四面体正四面体SP3杂化杂化1：2六元环六元环6121/21 金刚石是金刚石是 晶胞，一个晶胞中平均晶胞，一个晶胞中平均含有含有 个原子。个原子。面心立方面心立方8晶体硅结构与金刚石相似，键长不同晶
7、体硅结构与金刚石相似，键长不同（2）SiO2原子晶体原子晶体每个每个Si周围有周围有 个个O,每个每个O周围有周围有 个个SiSi周围的周围的Si围成空间围成空间 图形图形 1mol SiO2中共价键为（中共价键为（）mol最小环上有（最小环上有（）个原子）个原子每个每个Si被被 个环共用，每个氧被个环共用，每个氧被 个环个环共用共用每个最小环平均拥有每个最小环平均拥有 个个Si 个个O原子原子42正四面体正四面体4121261/21zxxkw （1）某些非金属单质：硼（）某些非金属单质：硼（B）、硅（）、硅（Si）、）、锗（锗（Ge）、金刚石（）、金刚石（C）等）等（2）某些非金属化合物：）
8、某些非金属化合物：SiC、BN等等（3）某些氧化物：）某些氧化物：SiO2等等 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。（共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大 共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大晶体结构晶体结构第三课时第三课时 离子晶体离子晶体u 哪些物质中含有离子键？1、活泼的金属元素（IA、IIA）和活泼的非金属元素（VIA、VIIA）形成的化合物。2、活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）形成的化合物3、铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）形成的盐。4、从物质类别的角度来说，离子化合
9、物通常包括_、_和_。一一.常见的离子化合物常见的离子化合物中学学科顶点和面心是钠离子棱上和体心是氯离子思考：氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处于晶胞的什么位置？晶体的微观结构NaCl1 氯化钠晶体 二二.晶胞类型晶胞类型Na+Cl-3156241542366每个Na+周围与之距离相等且最近的Na+有几个？12个2.CsCl晶体的结构铯离子和氯离子的配位数是几？都是8铯离子 氯离子 氯化铯晶体中氯离子和铯离子分别处于晶胞的什么位置？氯离子位于顶点，铯离子位于体心。2氯化铯晶体铯离子 氯离子 氯化铯晶体中氯离子和铯离子分别处于晶胞的什么位置？氯离子位于顶点，铯离子位于体心。2氯化铯晶体3.CaF3
10、.CaF2 2型晶胞型晶胞2Ca2+的配位数：F-的配位数：1一个CaF2晶胞中含：4个Ca2+和8个F84CaFCa2配位数是_，F的配位数是_。84图示为CaF2晶胞的1/8,观察点为上左前方晶胞上面心4.ZnS4.ZnS型晶胞型晶胞2阳离子的配位数：阴离子的配位数：1一个ZnS晶胞中含：4个阳离子和4个阴离子44NaClCsCl熔点沸点 801 645 1413 1290 为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？结论:对于组成和结构相似的物质，阴、阳离子半径越小，离子键越强，熔沸点较高，晶体越稳定。离子键的强弱在一定程度上可以用离子晶体的晶格能来衡量。1.概念：气态离子形成1摩尔离子晶体释放
11、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三、离子晶体的晶格能2.表示：符号为U 单位是KJ/mol,取正值3、影响晶格能大小因素离子晶体中阴阳离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，晶格能越大 4 晶格能的作用：（1）晶格能越大，离子晶体越稳定，离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。（2）岩浆晶出规则与晶格能的关系晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶晶体结构晶体结构第四课时第四课时 金属晶体金属晶体1 1、金属键的定义：金属离子和自由电子、金属键的定义：金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用，叫金属键。之间的强烈的相互作用，
12、叫金属键。（1 1）金属键的成键微粒是金属阳离子和）金属键的成键微粒是金属阳离子和自由电子。自由电子。（2 2）金属键存在于金属单质和合金中。）金属键存在于金属单质和合金中。（3 3）金属键没有方向性也没有饱和性。）金属键没有方向性也没有饱和性。构成金属晶体的微粒：金属阳离子和自由电子一、金属的结构2 2、金属晶体的定义：通过金属、金属晶体的定义：通过金属离子与离子与自由电子之间自由电子之间的较强的相互作用形成的的较强的相互作用形成的晶体。晶体。（1 1）在晶体中，不存在单个分子）在晶体中，不存在单个分子（2 2）金属阳离子被自由电子所包围。）金属阳离子被自由电子所包围。金属晶体金属原子自由电
13、子3 3、电子气理论：经典的金属键理论叫做、电子气理论：经典的金属键理论叫做“电子气理论电子气理论”。它把金属键形象地描绘。它把金属键形象地描绘成从金属原子上成从金属原子上“脱落脱落”下来的大量自由下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的电子形成可与气体相比拟的带负电的“电电子气子气”，金属原子则，金属原子则“浸泡浸泡”在在“电子气电子气”的的“海洋海洋”之中。之中。二、二、金属共同的物理性质金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。等。三、影响金属键强弱的因素：三、影响金属键强弱的因素：金属阳离子所带电荷越多、离子半径越金属阳离子所带
14、电荷越多、离子半径越小，金属键越强。小，金属键越强。一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度子越多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大也越大一、金属晶体的原子堆积模型一、金属晶体的原子堆积模型 由于金属键没有方向性，每个金属由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。圆球的三维空间堆积而
15、成的。1、理论基础：、理论基础：2 2、二维堆积、二维堆积I I 型型II II 型型行列对齐四球一行列对齐四球一空空 非密置层排列非密置层排列行列相错三球一行列相错三球一空密置层排列空密置层排列密置层密置层非密置层非密置层3 3、三维堆积、三维堆积密置层密置层非密置层非密置层（1 1）.简单立方堆积：简单立方堆积：4、金属晶体基本构型、金属晶体基本构型 非最紧密堆积，空间利用率低（非最紧密堆积，空间利用率低（52%52%）配位数是配位数是 个个.只有金属（只有金属（PoPo）采取这种堆积方式）采取这种堆积方式（2 2）钾型）钾型-体心立方堆积体心立方堆积：这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞
16、含这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞含 个原子，空间利用率不高（个原子，空间利用率不高（68%68%），属于非密），属于非密置层堆积，配位数为置层堆积，配位数为 ，许多金属（如许多金属（如NaNa、K K、FeFe等）等）采取这种堆积方式。采取这种堆积方式。12345678金属晶体的两种最密堆积方式金属晶体的两种最密堆积方式镁型和铜型镁型和铜型（3 3）镁型和铜型）镁型和铜型镁型镁型铜型铜型123456123456镁型镁型 第三层的第三层的另一种另一种排列排列方式，方式，是将球对准第一层是将球对准第一层的的 2，4，6 位位，不同于不同于 AB 两层的位置两层的位置，这是这是 C 层。层。1
17、23456123456123456铜型铜型123456 下图是镁型紧密堆积的前视图下图是镁型紧密堆积的前视图ABABA123456123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC 第四层再排第四层再排 A，于是形于是形成成 ABC ABC 三层一个周三层一个周期。期。得到面心立方堆积得到面心立方堆积。配位数配位数 12。(同层同层 6，上下层各上下层各 3)下图是铜型型紧密堆积的前视图下图是铜型型紧密堆积的前视图ACBACBA镁型（立方紧密堆积）镁型（立方紧密堆积）123456789101112 这种堆积晶胞空间利用率高（这种堆积晶胞空间利用率高（74%74%），属于），属于最密置层堆集，配位数为最密置层堆集，配位数为 ，许多金属（如许多金属（如MgMg、ZnZn、TiTi等）等）采取这种堆积方式。采取这种堆积方式。1200平行六面体平行六面体
