第三章 晶体结构与性质单元知识梳理
文档属性
| 名称 | 第三章 晶体结构与性质单元知识梳理 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 98.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2011-04-02 10:29:00 | ||
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文档简介
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第三章 晶体结构与性质单元知识梳理
一、晶体结构的基本单元 —— 晶胞
1.晶胞是 。一般说来，晶胞都是 ，整块晶体可看作是数量巨大的晶胞 而成；即指相邻晶胞之间 ，都是
的， 相同。
2.晶体化学式的确定主要采用均摊法，均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目，如某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子对一个晶胞的贡献为1/n。
⑴长方体形（或正方体形）晶胞中，不同位置的粒子对该晶胞的贡献（即晶胞对该粒子的均摊结果）：
①处于顶点的粒子，同时为 个晶胞共有，每个粒子对该晶胞的贡献为 。
②处于棱上的粒子，同时为 个晶胞共有，每个粒子对该晶胞的贡献为 。
③处于面上的粒子，同时为 个晶胞共有，每个粒子对该晶胞的贡献为 。
④处于体内的粒子，则完全属于该晶胞，每个粒子对该晶胞的贡献为 。
⑵非长方体晶胞粒子对晶胞的贡献视情况而定，如石墨晶胞，每一层内碳原子排成正六边形，其顶点（一个碳原子）对六边形的贡献为 。
二、分子晶体
1、定义： 。
2、构成微粒： 。
3、微粒间作用力： 。
4、溶解性： 。
5、熔沸点、硬度： 。
6、分子晶体熔沸点高低的判断：对组成和结构相似的晶体，
①若不含氢键，随着相对分子质量的增大，分子间作用力 ，晶体的熔沸点 ；
②若含氢键，由于氢键比分子间作用力强，则含氢键的分子晶体的熔沸点 。
三、原子晶体
1、定义： 叫做原子晶体。如 、 、 。
2、原子晶体中的微粒是 ，这些 以 结合向空间发展形成 结构。因此，在原子晶体中 单个分子。所以原子晶体的化学式如SiO2代表 。
3、原子晶体的物理性质
原子晶体中，原子间用较 的 键相结合，要使物质熔化和汽化就要克服 作用，需要很多的能量。因此，原子晶体一般都具有 的熔点和沸点， 溶于水。形成原子晶体的原子间 越小， 越大，晶体的熔沸点越 ，硬度越
。
四、金属键
1.金属晶体定义：由 和 通过 键形成的具有一定几何外形的晶体。
2.构成微粒： 和 。
3.微粒间的作用力： 键。
4.金属的物理通性（用电子气理论解释）
“电子气理论”：金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子共用，金属键就是将所有原子维系在一起的这种金属脱落价电子后形成的离子与
“价电子气”之间的强烈的相互作用。
金属晶体的物理性质及其解释
物理性质 解释
不透明性 金属晶体是层状结构，属于原子的密堆积
有金属光泽 金属可以吸收波长范围极广的光并重新反射出
有良好的导电性 在外加电压的作用下自由电子可以定向运动
有良好的导热性 自由电子间及其与金属离子之间的碰撞可以传递能量
有良好的延展性 金属受外力作用时，密积层之间发生相对滑动而金属键不被破坏
比较电解质溶液、金属晶体导电的区别
类别 电解质溶液 金属晶体
导电粒子
过程（填化学变化、 物理变化）
温度影响 温度越高，导电能力越 温度越高，导电能力越
硬度和熔沸点：与金属键的强弱有关。
一般规律：原子半径越小、金属键就越
价电子数（即阳离子的的电荷）越 ，金属键就越 。
金属键的强弱影响金属晶体的物理性质。
金属键越强，硬度就越 ，熔沸点就越 。
5.金属晶体的基本结构型式对比：晶体的基本构成微粒之间以金属键相互结合，金属键没有 和 ，从而导致金属晶体最常见的结构型式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。金属等径圆球密堆积有三种基本方式：
结构型式 堆积型式 晶胞结构 配位数 空间利用率 常见金属
面心立方最密堆积 面心立方 74%
六方最密堆积 六方晶胞 74%
体心立方密堆积 体心立方 68%
6. 形成金属晶体的物质类别：金属单质及其合金。合金：由一种金属与另一种或几种金属或某些非金属所组成的、具有金属特性的物质。
7. 合金的熔点一般比成分金属的熔点低，但合金的硬度、强度一般比成分金属大。
5、离子晶体
一、离子晶体
1、定义：由 和 通过 结合而成的晶体
（1）构成微粒：
（2）相互作用：
（3）种类繁多：离子晶体有：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐
（4）不存在单个小分子，为“巨分子”。
思考：下列物质的晶体，哪些属离子晶体？离子晶体与离子化合物之间的关系是什么？
干冰、NaOH、H2SO4 、K2SO4 、NH4Cl、CsCl
思考： 1.含有阳离子的晶体中一定有阴离子？
2 .离子晶体必含离子键
3.离子晶体只含离子键
4 .共价化合物中也可含离子键
2、NaCl 、CsCl晶体模型
NaCl晶体：
1)在一个NaCl晶胞中，有 个Na+，有 个Cl－。
2)在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引 个Cl－，形成 形； 每个Cl－同时强烈吸引 个Na+。
离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数 。
则NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为 、 。
3)在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有 个。
同理：每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个。
CsCl晶体：
1)在一个CsCl晶胞中，有 个Cs+，有 个Cl－。
2)在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引 个Cl－,即 Cs+的配位数为 每个Cl－ 同时强烈吸引 个Cs+，即Cl－的配位数为 。
3)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有 个，形成 形。
同理：在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个。
讨论：为什么NaCl、CsCl化学式相似，空间结构不同？
结论：AB型离子晶体的配位数与阴、阳离子的半径比有关
ZnS晶胞：
1）1个ZnS晶胞中，有 个S2－，
有 个Zn2＋。
2）Zn2＋的配位数为 。
S2－的配位数为 。
2. 决定离子晶体结构(即配位数)的因素
1)几何因素
晶体中正、负离子的半径比
半径比（r+/r_） 0.2～0.4 0.4～0.7 0.7～1.0 〉1.0
配位数 4 6 8 10
代表物 ZnS NaCl CsCl CsF
结论：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子的半径比越大，离子的配位数越大。
2)电荷因素----晶体中正、负离子的电荷比
a)1个CaF2的晶胞中，有 个Ca2＋， 有 个F－。
b)CaF2的晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是 ，
F－的配位数是 。
3)键性因素
离子键的纯粹程度
3. 离子晶体的物理性质及解释
1）熔、沸点 （常温下都为 态）
硬度较 ，难压缩。理由：
离子晶体熔、沸点高低一般比较规律:阴、阳离子的电荷数之积越大，离子半径越小，离子键越强，离子晶体熔、沸点越高。
比较下列离子晶体熔、沸点高低：
NaCl CsCl; MgO MgCl2
2)固体 导电，熔融状态下 导电,水溶液 导电.
3)溶解性:大多 溶于极性溶剂， 溶于非极性溶剂.
二、晶格能
1.定义： 。
2.规律：
（1）离子电荷越 ，离子半径越 ，则离子晶体的晶格能越 。
（2）晶格能越 ，形成的离子晶体越 ，熔点越 ，硬度越大。
3.岩浆晶出规则：晶格能越高的晶体，越稳定，越容易在岩浆冷却过程中先结晶析出。（美国矿物学家鲍文）
4.离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较
晶体类型 原子晶体 分子晶体 金属晶体 离子晶体
晶体质点（粒子）
粒子间作用力
熔沸点
硬度
溶解性
导电情况
实例
5、石墨晶体的结构和性质
（1）石墨晶体是 结构，在每一层内，碳原子排列成 形，一个个 形排列成平面的 结构，每一个碳原子都跟其他 个碳原子相结合。在同一层内，相邻的碳原子以 相结合，层与层之间以 相结合。
（2）石墨晶体不是原子晶体，而是 。
（3）石墨的物理性质：熔点 ， 导电性。
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第三章 晶体结构与性质单元知识梳理
一、晶体结构的基本单元 —— 晶胞
1.晶胞是 。一般说来，晶胞都是 ，整块晶体可看作是数量巨大的晶胞 而成；即指相邻晶胞之间 ，都是
的， 相同。
2.晶体化学式的确定主要采用均摊法，均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目，如某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子对一个晶胞的贡献为1/n。
⑴长方体形（或正方体形）晶胞中，不同位置的粒子对该晶胞的贡献（即晶胞对该粒子的均摊结果）：
①处于顶点的粒子，同时为 个晶胞共有，每个粒子对该晶胞的贡献为 。
②处于棱上的粒子，同时为 个晶胞共有，每个粒子对该晶胞的贡献为 。
③处于面上的粒子，同时为 个晶胞共有，每个粒子对该晶胞的贡献为 。
④处于体内的粒子，则完全属于该晶胞，每个粒子对该晶胞的贡献为 。
⑵非长方体晶胞粒子对晶胞的贡献视情况而定，如石墨晶胞，每一层内碳原子排成正六边形，其顶点（一个碳原子）对六边形的贡献为 。
二、分子晶体
1、定义： 。
2、构成微粒： 。
3、微粒间作用力： 。
4、溶解性： 。
5、熔沸点、硬度： 。
6、分子晶体熔沸点高低的判断：对组成和结构相似的晶体，
①若不含氢键，随着相对分子质量的增大，分子间作用力 ，晶体的熔沸点 ；
②若含氢键，由于氢键比分子间作用力强，则含氢键的分子晶体的熔沸点 。
三、原子晶体
1、定义： 叫做原子晶体。如 、 、 。
2、原子晶体中的微粒是 ，这些 以 结合向空间发展形成 结构。因此，在原子晶体中 单个分子。所以原子晶体的化学式如SiO2代表 。
3、原子晶体的物理性质
原子晶体中，原子间用较 的 键相结合，要使物质熔化和汽化就要克服 作用，需要很多的能量。因此，原子晶体一般都具有 的熔点和沸点， 溶于水。形成原子晶体的原子间 越小， 越大，晶体的熔沸点越 ，硬度越
。
四、金属键
1.金属晶体定义：由 和 通过 键形成的具有一定几何外形的晶体。
2.构成微粒： 和 。
3.微粒间的作用力： 键。
4.金属的物理通性（用电子气理论解释）
“电子气理论”：金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子共用，金属键就是将所有原子维系在一起的这种金属脱落价电子后形成的离子与
“价电子气”之间的强烈的相互作用。
金属晶体的物理性质及其解释
物理性质 解释
不透明性 金属晶体是层状结构，属于原子的密堆积
有金属光泽 金属可以吸收波长范围极广的光并重新反射出
有良好的导电性 在外加电压的作用下自由电子可以定向运动
有良好的导热性 自由电子间及其与金属离子之间的碰撞可以传递能量
有良好的延展性 金属受外力作用时，密积层之间发生相对滑动而金属键不被破坏
比较电解质溶液、金属晶体导电的区别
类别 电解质溶液 金属晶体
导电粒子
过程（填化学变化、 物理变化）
温度影响 温度越高，导电能力越 温度越高，导电能力越
硬度和熔沸点：与金属键的强弱有关。
一般规律：原子半径越小、金属键就越
价电子数（即阳离子的的电荷）越 ，金属键就越 。
金属键的强弱影响金属晶体的物理性质。
金属键越强，硬度就越 ，熔沸点就越 。
5.金属晶体的基本结构型式对比：晶体的基本构成微粒之间以金属键相互结合，金属键没有 和 ，从而导致金属晶体最常见的结构型式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。金属等径圆球密堆积有三种基本方式：
结构型式 堆积型式 晶胞结构 配位数 空间利用率 常见金属
面心立方最密堆积 面心立方 74%
六方最密堆积 六方晶胞 74%
体心立方密堆积 体心立方 68%
6. 形成金属晶体的物质类别：金属单质及其合金。合金：由一种金属与另一种或几种金属或某些非金属所组成的、具有金属特性的物质。
7. 合金的熔点一般比成分金属的熔点低，但合金的硬度、强度一般比成分金属大。
5、离子晶体
一、离子晶体
1、定义：由 和 通过 结合而成的晶体
（1）构成微粒：
（2）相互作用：
（3）种类繁多：离子晶体有：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐
（4）不存在单个小分子，为“巨分子”。
思考：下列物质的晶体，哪些属离子晶体？离子晶体与离子化合物之间的关系是什么？
干冰、NaOH、H2SO4 、K2SO4 、NH4Cl、CsCl
思考： 1.含有阳离子的晶体中一定有阴离子？
2 .离子晶体必含离子键
3.离子晶体只含离子键
4 .共价化合物中也可含离子键
2、NaCl 、CsCl晶体模型
NaCl晶体：
1)在一个NaCl晶胞中，有 个Na+，有 个Cl－。
2)在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引 个Cl－，形成 形； 每个Cl－同时强烈吸引 个Na+。
离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数 。
则NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为 、 。
3)在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有 个。
同理：每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个。
CsCl晶体：
1)在一个CsCl晶胞中，有 个Cs+，有 个Cl－。
2)在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引 个Cl－,即 Cs+的配位数为 每个Cl－ 同时强烈吸引 个Cs+，即Cl－的配位数为 。
3)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有 个，形成 形。
同理：在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个。
讨论：为什么NaCl、CsCl化学式相似，空间结构不同？
结论：AB型离子晶体的配位数与阴、阳离子的半径比有关
ZnS晶胞：
1）1个ZnS晶胞中，有 个S2－，
有 个Zn2＋。
2）Zn2＋的配位数为 。
S2－的配位数为 。
2. 决定离子晶体结构(即配位数)的因素
1)几何因素
晶体中正、负离子的半径比
半径比（r+/r_） 0.2～0.4 0.4～0.7 0.7～1.0 〉1.0
配位数 4 6 8 10
代表物 ZnS NaCl CsCl CsF
结论：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子的半径比越大，离子的配位数越大。
2)电荷因素----晶体中正、负离子的电荷比
a)1个CaF2的晶胞中，有 个Ca2＋， 有 个F－。
b)CaF2的晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是 ，
F－的配位数是 。
3)键性因素
离子键的纯粹程度
3. 离子晶体的物理性质及解释
1）熔、沸点 （常温下都为 态）
硬度较 ，难压缩。理由：
离子晶体熔、沸点高低一般比较规律:阴、阳离子的电荷数之积越大，离子半径越小，离子键越强，离子晶体熔、沸点越高。
比较下列离子晶体熔、沸点高低：
NaCl CsCl; MgO MgCl2
2)固体 导电，熔融状态下 导电,水溶液 导电.
3)溶解性:大多 溶于极性溶剂， 溶于非极性溶剂.
二、晶格能
1.定义： 。
2.规律：
（1）离子电荷越 ，离子半径越 ，则离子晶体的晶格能越 。
（2）晶格能越 ，形成的离子晶体越 ，熔点越 ，硬度越大。
3.岩浆晶出规则：晶格能越高的晶体，越稳定，越容易在岩浆冷却过程中先结晶析出。（美国矿物学家鲍文）
4.离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较
晶体类型 原子晶体 分子晶体 金属晶体 离子晶体
晶体质点（粒子）
粒子间作用力
熔沸点
硬度
溶解性
导电情况
实例
5、石墨晶体的结构和性质
（1）石墨晶体是 结构，在每一层内，碳原子排列成 形，一个个 形排列成平面的 结构，每一个碳原子都跟其他 个碳原子相结合。在同一层内，相邻的碳原子以 相结合，层与层之间以 相结合。
（2）石墨晶体不是原子晶体，而是 。
（3）石墨的物理性质：熔点 ， 导电性。
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