晶体结构分子空间结构配合物.ppt

晶体的熔点：原子晶体 >离子晶体 >分子晶体 中学学到的 原子晶体有： Si、SiC 、SiO2和金刚石。 原子晶体的熔点的 比较是以原子半径为依据的： 金刚石 > SiC > Si （因为原 子半径：Si> C> O）．
⑴不同晶体类型的熔沸点比较 一般：原子晶体>离子晶体>分子晶体（有例外） ⑵同种晶体类型物质的熔沸点比较
sp 直线形 180°直线形 180° sp2平面三角形 120°平 角面 形三 120°
sp3 正四
面体
正四 109.5° 面体 109.5° 109.5°V形 104.5°
三角 107.3°
锥形 107.3°
小结:
代表 中心原子 物 结合的原子数
CO2
2
中心原子
无孤对电子 CH2O
3
CH4
4
分子 类型
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结 合
4、（08全国Ⅱ卷）Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种， Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等，R与Q同族，
(1)Q的最高价氧化物，其固体属于__分__子____晶体，俗名叫 _____干_冰_______。
(2)R的氢化物的分子的空间构型是___正_四__面__体_____，属于 ____非__极__性____分子(填“极性”或“非极性”)，它与X形成
n = 中心原子A的价电子数+配位原子B提供的价电子数×m
2
（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配 位原子中氢或卤素原子提供价电子数为1;
如：PCl3 中
n = 5 + 1× 3 = 4 2；
（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原 子时价电子数为6；
（3）离子的价电子对数计算
1几种类型的晶体的比较晶体类型金属晶体离子晶体原子晶体分子晶体构成微粒金属阳离子和自由电子阴阳离子原子分子微粒间作用力金属键离子键共价键分子间作用熔沸点随金属键强弱变化差别较大较高很高较低硬度随金属键强弱变化差别较大较大很大较小导电性良好水溶液和熔融状态能导电一般不导电一般不导电举例所有固态金属naclcsclcaf金刚石晶体硅sio一晶体的类型例1下列物质的熔沸点高低顺序中正确a
总数（或价电子总数）相同的微粒互为等电
子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO
分子互为等电子体的分子和离子分别为
____和N2
_C_N_－__（填化学式）。
（3）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取
sp3杂化的分子有 CH4 CH3OH
。
三、配合物的概念
中心原子
配体
例配如合:物[C:u(由NH提3)供4]孤SO电4、子F对e(的SC配N)体3 、与N接a受3[A孤lF电6]子、对[A的g(中NH心3)原2]O子H 以等配 位键结合形成的化合物称为配位化合物简称配合物。
SiBr4 5.21
SiI4 20.5
（1）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多， 其原因是 钠的卤化物。是离子晶体，硅的卤化物是分子晶体，而离子
键一般比分子间作用力强得多。
（2）NaF 的熔点比NaBr的熔点高的原因 是 F-离子半径比Br-小，NaF。离子键键能比NaBr大
（3） SiF4 的熔点比SiBr4的熔点低的原因 是SiF4 的相对分子质量比SiBr。4小，SiF4 的分子间作用力比SiBr4小
⑴A元素名称 氮 ，它在元素周期表中的位置第二周期。第ⅤA族
B元素原子的电子式 Cl ，E元素的简单离子结构示意图 +11 2。8
⑵分别写出A和B的最高价氧化物对应水化物的分子
式
、
。
⑶写H出NCO和3 DH形C成lO的4 化合物的化学式
，其晶体类型属
于
。
SiO2
⑷写出原A子的晶气体态氢化物的结构式 N ，其分子的空间构型
的化合物可作为一种重要陶瓷材料，其化学式S是i3N4
___________。
三角锥
(3)X的常见氢化物的空间构型是____________；它的H另H一种
氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分，其电子式是H N N H
__________。
CS2
(4)QC分Cl别4 与Y、Z形成的共价化合物的化学式S是_C___S___和 ______非_；极Q性与Y形成的分子的电子式是____________，属
•确定中心原子的价层电子对数， 以AXm为例 (A—中心原子,X—配位原子) ：
n=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数×m
原则：
±离子电荷数(
负 正
)]
①A的价电子数 =主族序数；
②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电 子, 规定氧与硫不提供价电子；
③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。
（1）.ABm型分子的价电子对数n的确定
8
晶格能越大，离子晶体越稳定，其熔点越高，硬度越大。 对于晶体构型相同的离子晶体：离子所带电荷数越高、核 间距越短，晶格能越大，晶体越稳定。
例2、人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后， 第四种将被广泛应用的金属则被科学家预测为是钛（Ti）。 钛被誉为“未来世纪的金属”。试回答下列问题：
例、(1)利用VSEPR推断分子或离子的空间构型 PO43－_四__面__体__形；CS2__直_线__形__ ；AlBr3(共价分
子)____平__面__形_______ 。 (2)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有
1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种 微粒的球棍模型，写出相应的化学式：_________； _______C_H_3_+___C_H_3_－。
为
，属于
三角锥型
极性分子
分H子H。H
石墨结构 层内碳原子之间 共价键 ， 层与层之间 分子间作用力 。
是一种 混合型 晶体
层状结构 每一层内，碳原子排列成正六边形， 一个个正六边形排列成平面的网状结构
其中每个 正六边形占有的 C 原子数平均为 2 个
每个六边形占有的化学键 数平均为 3 个
练习1、（08全国Ⅰ卷）下列化合物，按其品 体的熔点由高到低排列正确的是（A ）
SO2
3
SP2 平面三角形 1
V形
课堂练习
例3：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
物质
价电
子对 数
气态
2 BeCl2 2 CO2
3 BF3
4 CH4 4 NH4+
4 H2O 4 NH3
4 PCl3
中心原 子杂化 轨道类型
杂化轨道/ 电子对空
间构型
轨道 夹角
分子空 间构型
键角
sp 直线形 180°直线形 180°
思考：金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的顺序？
C—C，C—Si， Si—Si键 键长逐渐增大，键能逐渐减小， 要破坏它们消耗的能量逐渐减小， 熔沸点逐渐降低
5、分子晶体
分子晶体中（１）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：干冰 、I2、O2）（２）有分子间氢键 －不具有分子密堆积特征（如：HF 、冰、NH3 ）， 在冰的晶体中，每一个水分子周围只有4个紧邻的 水分子，这是由于氢键也有方向性，从而导致空 间利用率不高。
NH4+ ：n = 5 +
4 -1 = 4 2
SO42-
：n
=
6
+
0 2
+
2
=
4
（2）.推断分子空间构型的具体步骤：
对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨 道数恰好与A的价电子对数相等。
A的价电子对数
2
3
4
A的杂化轨道数
2
3
4
杂化类型
sp
sp2
sp3
A的价电子空间构型 直线型 平面三角形 正四面体
①金属晶体：
金属阳离子半径越小、离子电荷数越多
熔沸点越高
②离子晶体：组成相似的离子晶体
离子半径越小、离子电荷数越多
熔沸点越高
③原子晶体：
原子半径越小→键长越短→键能越大
熔沸点越高
④分子晶体：组成和结构相似的分子晶体
相对分子质量越大
熔沸点越高
2、典型离子晶体的结构特征
NaCl型晶体
CsCl型晶体
配位数： 6
SiO2 CO2
性质
熔点 硬度
高
大
低
小
结构 原子晶体 分子晶体
分子晶体的熔、沸点：组成和结构相似的物质，分子量越大熔、沸点越高。
例3、下表列出了钠的卤化物和硅的卤化物的熔点：
NaX
NaF
NaCl
NaBr
NaI
熔点
995
801
775
651
SiX4
SiF4
熔点
-90.2
回答下列问题：
SiCl4 -70.4
空间构型
AB2 直线形
AB3 平面三角形
AB4 正四面体
中心原子 H2O
2
AB2
V形
有孤对电子 NH3
3
AB3 三角锥形
(3)、等电子原理
例5、（1）周期表中基态Ga原子的最外层电子 排布式为 4s24p1 。
（2）Fe元素位于周期表的 d 分区；Fe与CO
易形成配合物Fe(CO)5，在Fe(CO)5中铁的化 合价为__0________；已知：原子数目和电子
120°
1、 SP型的三种杂化
杂化类型
SP
SP2
SP3
参与杂化的 原子轨道
1个S
1个P
1个S 2个P 1个S 3个P
杂化轨道数 2个SP
3个SP2 4个SP3
杂化轨道间 夹角
空
109.5° 正四面体
实例
BeCl2 C2H2 BF3 C2H4
CH4 CCl4
2.推断分子或离子的空间构型的具体步骤：
3、金属原子在空间的堆积方式
钠、钾、铬、钨等 镁、锌、钛等
体心立方堆积
六方堆积
配位数： 8
12
金、银、铜等、 面心立方堆积
12
4、常见的原子晶体
由Si原子和O 原子按 1：2的比例所组成的 立体网状的原子晶体
金刚石的结构
每个Si原子周围结合 4 个O 原子 每个O 原子周围结合 2 个Si原子
其中最小的环上有 12 个 原子
于______________分子(填“极性”或“非极性”)。
二、分子的立体结构
(1)键的极性和分子的极性的区别
例、根据下列要求，各用电子式表示一实例： （1）只含有极性键并有一对孤对电子的分子
（2）只含有离子键、极性共价键的物质
（3）只含有极性共价键、常温下为液态的非 极性分子
(2)价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型
C．H2S和CS2分子都是含极性键的极性 D．熔点由高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅
＞晶体硅
3、（08四川卷）下列说法中正确的是(D ) A．离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个 带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外加电场的作用下金 属产生自由电子，电子定向运动
C．分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或 气态
一般不导电
一般不导电
举例
所有固态金属
NaCl、CsCl、 金刚石、晶 干冰、冰、
CaF2
体硅、SiO2 I2
例1、下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确
的是
B（ ）
A．金刚石 ＞晶体硅 ＞二氧化硅 ＞碳化硅
B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4 C．MgO＞O2＞N2＞H2O D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
（1）22Ti元素基态原子的价电子层排布式为 3d24s2 。 （2）在Ti的化合物中，可以呈现+2、+3、+4三种化合价，其
中以+4价的Ti最为稳定。偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数 高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶 体中晶胞的结构示意图如右图，则它的化学式是BaTiO。3
（3）现有含Ti3+的配合物，化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。配 离子[TiCl（H2O）5]2+中含有的化学键类型是 极性共价键、，配位键 该配合物的配体是 H2O、C。l
一、晶体的类型 1、几种类型的晶体的比较
晶体类型
金属晶体
离子晶体
结
构成微粒
金属阳离子和自 由电子
阴、阳离子
构
微粒间作 用力
金属键
离子键
熔、沸点
随金属键强弱变 化，差别较大
较高
原子晶体 原子 共价键 很高
分子晶体
分子 分子间作用 力
较低
性 硬度 质
导电性
随金属键强弱变 化，差别较大
较大
很大
较小
良好
水溶液和熔融 状态能导电
⑷NaF和NaBr的晶格能的高低顺序为NaF>NaBr，硬度大小
为 NaF>Na。Br
例4．有五种短周期元素，xA、yB、zC、mD、nE，其中 x+y+z+m+n=57。已知A元素的气态氢化物与其最高价氧化 物的水化物在常温下能化合成一种化合物；C元素的原子最 外层电子数是其电子层数的3倍；D元素的最高正化合价与 最低负化合价的绝对值相等，且D与C只能形成一种化合物； E单质在空气中燃烧能生成一种淡黄色固体。试回答：
课堂练习
分 子 SiCl4
中心原 子的价 电子对 数
4
中心原子 的杂化轨 道类型
SP3
电子对的 中心原子的 空间排布 孤对电子对
分子的空间 构型
正四面体 0 正四面体
CS2
2
SP 直线
0 直线
BF3
3
SP2 平面三角形 0 平面三角形
PCl3
4
OF2
4
SP3 SP3
正四面体 1 正四面体 2
三角锥 V形
配位键形成的条件： 一个原子有孤电子对， 另一个原子有接受孤电子对的空轨道。
A．SiO2 CaCl CBr4 CF2 B．SiO2 CsCl CF4 CBr4 C．CsCl SiO2 CBr4 CF4 D．CF4 CBr4 CsCl SiO2
2、（08天津卷）下列叙述正确的是（D ）
A．1个甘氨酸分子中存在9对共用电子
B．PCl3和了BCl3分子中所有原子的最外层都 达到8电子稳定结构