高中化学 晶体结构与性质
人教版高中化学选择性必修第2册 第三章 晶体结构与性质本章总结3
构建·知识网络
总结·专题提升
典练·素养提升
对话·命题专家
化学 选择性必修第2册 配人教版
第三章 晶体结构与性质
晶 体 结 构 与 性 质晶 体晶 体 的 分 类金离属子晶晶体体12345123良定 构微 物实定 构 微好义 成粒 理例义 成 粒的： 晶间 性：： 晶 间延金 体的 质固通 体 的展属 的相 ：态过 的 相性原 微互 熔金离 微 互、子 粒作 点属子 粒 作导通 ：用 相单键 ： 用电过 金力 差质结 阴 ：性金 属： 较、合 离 离、属 阳金 大合而 子 子导键 离属 ，金形 和 键热结 子键 硬成 阳性合 和度的 离而 自相晶 子形 由差体成 电较的 子大晶，体有
总结·专题提升
典练·素养提升
对话·命题专家
化学 选择性必修第2册 配人教版
第三章 晶体结构与性质
3．金属晶胞中原子空间利用率的计算 空间利用率＝晶球胞体体积积×100%＝VV晶球胞×100%，球体积为金属原子的 总体积。 其中球体积(或晶胞的粒子)体积＝n×43πr3(r 为金属晶胞中球的原子 半径)。
对话·命题专家
化学 选择性必修第2册 配人教版
第三章 晶体结构与性质
②非长方体晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如图所示的 正三棱柱形晶胞中：
构建·知识网络
总结·专题提升
典练·素养提升
对话·命题专家
化学 选择性必修第2册 配人教版
2．晶体密度及微粒间距离的计算
第三章 晶体结构与性质
构建·知识网络
晶
体
结
配合物一定含配位键 有配位键不一定是配合物
构 与性 质晶体配位键和配合物配 配合 合物 物的 的形 构成 成硫 银 铁酸 氨 离铜 溶 子溶 液 的液 的 检中 形 验加 成氨水
高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体新人教版选择性必修2
提示：二氧化硅晶体中Si原子与其周围相连的4个氧原子形成正四面 体结构。
4．二氧化硅晶体中Si原子与Si—O键数目之比是多少？60 g SiO2晶 体中含Si—O键的数目是多少？
提示：SiO2晶体中Si原子与Si—O键数目之比为1 4；60 g SiO2晶体 中含Si—O键的数目为4NA。
2．碳和硅同主族，它们的氧化物CO2和SiO2，为什么物理性质差异 很大？
提示：CO2的晶体是分子晶体，晶体中CO2分子之间通过范德华力 相结合，每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是共 价晶体，硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成空间网状结构， 晶体中不存在小分子。
3．金刚石、碳化硅、晶体硅均具有相似的结构，下表列出了它们
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第2课时 共价晶体
1．能辨识常见的共价晶体，并能从微观角度分析共价晶体中各构 成微粒之间的作用对共价晶体物理性质的影响。
2．能利用共价晶体的通性推断常见的共价晶体，并能利用均摊法 对晶胞进行分析。
一、共价晶体的概念及性质
1．共价晶体的结构特点及物理性质 (1)概念 相 邻 原 子 间 以 ____共__价__键____ 相 结 合 形 成 共 价 键 三 维 骨 架 结 构 的 晶 体。 (2)构成微粒及微粒间作用力
(4)碳原子的半径为r，则a、r有什么关系？
提示：2r＝
3 4a
pm，即
r＝
3 8a
pm。
2．依据金刚石的结构判断12 g金刚石晶体中含C—C共价键的数目 是多少？
提示：依据均摊法可知，金刚石中每个碳原子形成4条共价键，其 中碳原子数与C—C共价键数之比是1 2，故12 g金刚石中含有的C—C 数目是2NA。
高中化学知识点：晶体结构与性质
高中化学知识点：晶体结构与性质晶体结构与性质是高中化学中重要的知识点之一。
晶体是由原子、分子或离子等微观粒子沿着空间做周期性重复排列所形成的固体物质，具有规则的几何外形和固定的熔点。
晶体结构与其性质有着密切的关系，了解晶体结构可以帮助我们更好地理解晶体的性质和特征。
一、晶体结构晶体结构是指晶体中原子或离子的排列方式以及它们之间的相互作用。
根据晶体中微观粒子的种类和排列方式，可以将晶体分为离子晶体、分子晶体、原子晶体等不同类型。
其中，离子晶体是最常见的晶体之一，其基本结构单元是正负离子，这些离子通过离子键相互结合。
分子晶体则是由分子通过范德华力相互结合形成的，而原子晶体则是原子通过共价键相互结合形成的。
在晶体结构中，晶胞是最基本的结构单元，它是一个重复单位，可以代表整个晶体结构。
晶胞具有规则的几何外形，并且具有对称性。
晶胞中的原子或离子的排列方式以及它们之间的相互作用，决定了晶体的物理和化学性质。
二、晶体的性质1、晶体的导电性晶体的导电性是指晶体在电场的作用下能够导电的能力。
离子晶体具有较好的导电性，因为离子晶体中存在可以自由移动的离子。
而分子晶体和原子晶体由于分子或原子之间的相互作用比较强，其导电性相对较差。
2、晶体的热稳定性晶体的热稳定性是指晶体在温度变化时保持其结构的稳定性和物理性质的能力。
离子晶体具有较高的热稳定性，因为离子键的键能较大，而分子晶体和原子晶体由于分子或原子之间的相互作用比较弱，其热稳定性相对较差。
3、晶体的还原性晶体的还原性是指晶体在化学反应中失去电子的能力。
离子晶体具有较强的还原性，因为离子晶体中的离子容易失去电子。
而分子晶体和原子晶体由于分子或原子之间的相互作用比较强，其还原性相对较差。
此外，晶体的光学性质、磁性、机械性质等也是晶体性质的重要组成部分。
不同的晶体结构对应不同的物理和化学性质，理解和掌握晶体结构和性质之间的关系对于我们更好地认识化学世界具有重要的意义。
三、晶体结构与性质的关系晶体结构和性质之间存在着密切的关系。
晶体结构与性质知识总结
晶体结构与性质知识总结晶体是由原子、离子或分子组成的固体，它们按照一定的规则排列而形成的，在空间上具有周期性的结构。
晶体的结构与性质密切相关，下面对晶体的结构和性质进行总结。
一、晶体的结构：1.晶体的基本单位：晶体的基本单位是晶胞，它是晶格的最小重复单位。
晶胞可以是点状（原子）、离子状（离子）或分子状（分子）。
2.晶格：晶格是一种理想的周期性无限延伸的结构，它由晶胞重复堆积而成。
晶格可以通过指标来描述，如立方晶系的简单立方晶格用（100）、（010）和（001）来表示。
3.晶系：晶体按照对称性的不同可以分为立方系、四方系、正交系、单斜系、菱面系、三斜系和六角系等七个晶系。
4.点阵：点阵是晶胞中原子、离子或分子的空间排列方式。
常用的点阵有简单立方点阵、体心立方点阵和面心立方点阵。
5.晶体的常见缺陷：晶体中常见的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷包括空位、间隙原子和杂质原子等；线缺陷包括晶体的位错和附加平面等；面缺陷包括晶体的晶界、孪晶和堆垛疏松等。
二、晶体的性质：1.晶体的光学性质：晶体对光有吸收、透射和反射等作用，这取决于晶格结构和晶胞的对称性。
晶体在光学显微镜下观察时，有明亮的晶体颗粒。
2.晶体的热学性质：晶体的热学性质主要包括热容、热传导和热膨胀等。
晶体的热传导性能与晶胞的结构和相互作用有关，不同晶体的热传导性能差异很大。
3.晶体的电学性质：晶体的导电能力与晶体的结构和化学成分密切相关。
一些晶体可以具有金属导电性，例如铜、银和金等；而其他晶体可以具有半导体或绝缘体导电性。
4.晶体的力学性质：晶体的力学性质涉及到晶体的刚性、弹性和塑性等。
晶体在受力作用下可能发生形变，这取决于晶格的结构和原子、离子或分子之间的相互作用力。
5.晶体的化学性质：晶体的化学性质取决于晶体的成分和结构。
晶体可能与其他物质发生化学反应，形成新的物质。
晶体的化学性质对其功能和应用具有重要影响。
综上所述，晶体的结构与性质密切相关。
高中化学知识点总结：第三章晶体结构与性质
第三章晶体结构与性质课标要求1.了解化学键和分子间作用力的区别。
2.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
3.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
4.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
5.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
要点精讲一.晶体常识1.晶体与非晶体比较2.获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②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。
3.晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学中常见的晶胞为立方晶胞立方晶胞中微粒数的计算方法如下：注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状二.四种晶体的比较2．晶体熔、沸点高低的比较方法（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高．如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。
（4）分子晶体①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。
②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。
③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，其熔、沸点越高。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
（5）金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。
三.几种典型的晶体模型。
高中化学晶体的结构与性质知识点及相关例题讲解
高中化学晶体的结构与性质知识点及相关例题讲解自然界中的固体可以分为两种存在形式：晶体和非晶体。
晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。
晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列，从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的，而且具有固定的熔点和规则的几何外形。
一、晶体固体可以分为两种存在形式：晶体和非晶体。
晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。
气体、液体和非晶体在一定条件下也可转变为晶体。
晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。
晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列，从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的，而且具有固定的熔点和规则的几何外形。
二、晶体结构1．几种晶体的结构、性质比较2．几种典型的晶体结构：（1）NaCl晶体（如图1）：每个Na+周围有6个Cl-，每个Cl-周围有6个Na+，离子个数比为1：1。
（2）CsCl晶体（如图2）：每个Cl-周围有8个Cs+，每个Cs+周围有8个Cl-；距离Cs+最近的且距离相等的Cs+有6个，距离每个Cl-最近的且距离相等的Cl-也有6个，Cs+和Cl-的离子个数比为1：1。
（3）金刚石（如图3）：每个碳原子都被相邻的四个碳原子包围，以共价键结合成为正四面体结构并向空间发展，键角都是109o28'，最小的碳环上有六个碳原子。
（4）石墨（如图4、5）：层状结构，每一层内，碳原子以正六边形排列成平面的网状结构，每个正六边形平均拥有两个碳原子。
片层间存在范德华力，是混合型晶体。
熔点比金刚石高。
（5）干冰（如图6）：分子晶体，每个CO2分子周围紧邻其他12个CO2分子。
高中化学选修3人教版：第三章晶体结构与性质-归纳与整理
NaCl<MgCl2
原子晶体：原子半径越小，共价键键能越大，熔沸点越高。
Si，SiO2，SiC
SiO2>SiC > Si
分子晶体：结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力
越大，熔沸点越高。
F2，Cl2，Br2，I2
F2 < Cl2 < Br2 < I2
三.四种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 晶体粒子 阴、阳离子
60°
(W/124) ×6 ×NA
晶体中Na+和Cl-间最 小距离为a cm， 计 算NaCl晶体的密度
4 58.5g mol 1 N A mol 1
(2acm)3
29.25 a3 NA
g
cm3
第一单元 晶体的 类型与性质
2、晶体举例：
NaCl的晶体结构：
6：6
CsCl的晶体结构：
《晶体结构与性质 －归纳与整理》
一、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的区别
自范性
微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外 原子在三维空间里
形)
呈周期性有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面 原子排列相对无序 体外形)
(1)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.
• (2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当.
2.晶体形成的途径
• 熔融态物质凝固. • 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). • 溶质从溶液中析出.
3.晶体的特性
• 有规则的几何外形 • 有固定的熔沸点 • 物理性质(强度、导热性、光学性质等）各
向异性
二.晶胞
• 1.定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元
高中化学【晶体结构与性质】
②离子晶体 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子 键越强，晶体的熔、沸点越高，如熔点：MgO＞MgCl2，NaCl ＞CsCl。 ③分子晶体 a．分子间范德华力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的 分子晶体熔、沸点反常高。如 H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 b．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，如 SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 c．组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，其分子 的极性越大，熔、沸点越高，如 CH3Cl＞CH3CH3。
C．晶体熔点由低到高：CO<KCl<SiO2
D．离子键键能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
解析： A 项，金属离子的电荷越多、半径越小，金属晶体的 熔点越高，则熔点由高到低为 Al＞Mg＞Na，错误；B 项，键 长越短，键能越大，硬度越大，键长 C—C＜C—Si＜Si—Si， 则硬度由大到小为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，正确；C 项，一 般情况下，分子晶体的熔点低于离子晶体的熔点，离子晶体的 熔点低于共价晶体的熔点，晶体熔点由低到高为 CO(分子晶体) ＜KCl(离子晶体)＜SiO2(共价晶体)，正确；D 项，电荷相同的 离子，离子半径越小，离子键键能越大，F－、Cl－、Br－、I－半 径由小到大，则离子键键能由大到小为 NaF＞NaCl＞NaBr＞ NaI，正确。 答案：A
构成 微粒
__分__子__
__原__子__
粒子间 _范__德__华__力___
的相互 (某些含氢 __共__价__键__
作用力
键)
金属晶体 离子晶体 金属阳离 子、自由 __阴__、__阳__离__子__
高中化学复习 晶体的结构和性质
晶体的概念
• 什么叫晶体? 通过结晶过程形成的具有规则几何外形
的固体叫晶体。 晶体中的微粒按一定的规则排列。
• 决定晶体物理性质的因素是什么? 构成晶体微粒之间的结合力。 结合力越强，晶体的熔沸点越高，晶体
的硬度越大。
离子晶体
• 离子晶体的概念
离子间通过离子键结合而成的晶体。
• 离子晶体的特点
核间距为a×10-8 ㎝，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质 量为74.7g·mol-1) 解：在该晶体中最小正方体中所含的
• 石墨为什么很软？
石墨为层状结构，各层之间是以分子间作用力相结合， 容易滑动，所以硬度很小。
• 石墨的熔沸点为什么很高？
石墨各层均为平面网状结构，同层碳原子之间以较强 的共价键结合，所以熔沸点很高。
知识归纳
晶体类型 构成微粒 微粒间作用 熔沸点 硬度 实例
离子晶体 离子
离子键
较高 硬且脆 NaCl CsCl
(1) 固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应 是______,理由是:_______________. (2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生 反应生成C60F60(填“可能”或“不可 能”)__,并简述其理由：__. (3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分 子所Байду номын сангаас单键数为_______________. (4)C70分子也已制得,它的分子结构模型可 以与C60同样考虑而推知.通过计算确定C70 分子中五边形和六边形的数目. C70分子中 所含五边形数为_____,六边形数为______.
晶体中无单个分子存在； NaCl和CsCl是化学式不是分子式，阴阳离子个数比1∶1。 熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。 水溶液或者熔融状态下均导电。
高二化学晶体结构与性质(配合物与超分子)
[解析] (1)[Zn(NH3)4]Cl2 中[Zn(NH3)4]2＋与 Cl－形成离子键，而 1 个 [Zn(NH3)4]2＋中含有 4 个 N→Zn 键(配位键)和 12 个 N—H 键，共 16 个 σ 键， 故 1 mol 该配合物中含有 16 mol σ 键，即 16NA。
(2)Zn2＋的配位原子个数是 4，所以其配位数是 4，故 A 错误；该配合物 中氮原子提供孤电子对，所以 NH3 是配体，故 B 错误；[Zn(NH3)4]Cl2 中外 界是 Cl－，内界是[Zn(NH3)4]2＋，故 C 正确；该配合物中，锌离子提供空轨道， 氮原子提供孤电子对，所以 Zn2＋和 NH3 以配位键结合，属于特殊共价键， 不属于离子键，故 D 错误。
(2)配合物的形成
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后，试管中首
先出现蓝色沉淀，氨水 过量后沉淀逐渐溶解， Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓
＋2NH＋ 4 、Cu(OH)2＋4NH3===
滴加乙醇后析出深蓝 [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
色晶体
[Cu(NH3)4]SO4·H2O
A．Ag＋、NH3
B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO
D．Ag＋、H＋
D [配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能 提供空轨道，A、B、C 三项中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空轨道，NH3、 H2O、CO 能提供孤电子对，所以能形成配位键，而 D 项 Ag＋与 H＋ 都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。]
第三章 晶体结构与性质 第四节 配合物与超分子
一、配合物 1．配位键 (1)概念：成键原子一方提供 孤电子对，另一方提供空轨道 形成 的共价键。
高中化学第3章晶体结构与性质第1节物质的聚集状态与晶体的常识新人教版选择性必修2
(3)固定的熔点。
4．晶体与非晶体的测定方法
测定 测熔点
晶体有固定的熔点非晶体没有固定的熔点
方法 可靠方法
对固体进行_____X_射__线__衍__射______实验
正|误|判|断 1.晶体有自范性且其微粒排列有序，在化学性质上表现各向异性。 (×) 2．熔融态物质快速冷却即得到晶体。( × ) 3．粉末状的固体也有可能是晶体。( √ ) 4．晶体一定比非晶体的熔点高。( × ) 5．有规则几何外形的固体一定是晶体。( × )
②气态和液态物质不一定都是由分子构成。如等离子体是由 ___电__子____、____阳__离__子____和____电__中__性__粒__子______(分子或原子)组成的整 体上呈电中性的气态物质；离子液体是熔点不高的仅由___离__子____组成 的液体物质。
2．人们对物质聚集状态的认识历程 (1) 物 质 的 聚 集 状 态 除 了 固 态 、 液 态 、 气 态 ， 还 有 ___晶__态____ 、 __非__晶__态____，以及介乎___晶__态___和___非__晶__态_____之间的___塑__晶__态_____、 液晶态等。 (2)液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。 ①分类：热致液晶和溶致液晶。 ②性质：既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某 些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 ③应用：液晶在制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维等领域被广 泛应用。
二、晶体与非晶体
1．晶体与非晶体的本质差异
有
周期性有序
无
无序
2.获得晶体的三条途径 (1)___熔__融__态_____物质凝固。 (2)___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。
晶体的结构与性质
高二化学——晶体结构与性质一.晶体常识1.晶体与非晶体比较（1）概念：晶体：由原子、分子、离子等微粒在三维空间按一定的规律呈周期性有序排列而形成的固体。
非晶体：内部粒子在三维空间排列呈相对无序状态而形成的固体。
（2）晶体和非晶体在性质上的差异相关解释（1）自范性：晶体能自发的实现多面体外形的性质。
①实现自范性的条件：晶体生长的速率适当。
②晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表现。
（2）做x射线衍射实验、出现峰值，而非晶体没有。
这是二者最可靠的区别手段。
2.获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②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。
3.晶胞（1）概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。
（2）晶胞特点：①晶胞一般都是平行六面体。
②整块晶体由晶胞“无隙并置”而成③同种晶体晶胞中原子种类完全相同晶体结构的堆积方式：原理：组成晶体的原子、离子或分子在无其他因素（如共价键的方向性）影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。
这是因为分别借助没有方向性的金属键、离子键和分子间作用力形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，都趋向于使原子或分子吸引尽可能多的原子或分子分布与周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。
类型：①等径圆球密堆积：同种分子或原子，大小相同。
适用于分子晶体、金属晶体。
②非等径圆球密堆积：阴、阳离子，大小不同。
适用于离子晶体。
③原子晶体不遵循密堆积。
5.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法。
如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学中常见的晶胞为立方晶胞立方晶胞中微粒数的计算方法如下：【注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
若晶胞是六棱柱，则顶点上粒子占1/6，侧棱上粒子占1/3，上下面上棱占1/4。
6.晶胞密度公式M（摩尔质量）=【晶体配位数：配位数反映了晶体空间构型的紧密程度，配位数越大，排列程度越紧密。
人教版高二化学选修物质结构与性质第三章晶体
卤素、氧气、氢气等多数非金属单质、稀有气体、非金属氢化物、多数非金属氧化物等。
分子间作用力与熔、沸点的关系
温度/℃
200
I2 沸
150
点
熔点
100
I2
50
Br2
100 150
。
2. 在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 个共价键2；每个氧原子形成 3. 在SiO2 晶体中，最小环为 元环。
个共价键； 1：2
4 2
12
4.每个十二元环中平均含有硅原子
=6×1/1 硅原子个数与Si－O 共价键个数之是
=12×1/6=2 ；氧原子个数与Si－O 共价键个数之比是 1：。4
熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂。
金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。
4、 原子晶体的特点
①、晶体中
单个分子存在；没化有学式只代表
。
原子个数之比
②、熔、沸点
；硬度 ； 很溶高于一般溶剂； 导电。 很 大
难
不
5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素： 共价键的强弱 键长的大小
一般形成共价键的两原子半径越小键长越小，键能越 ，原子晶体的熔沸点越 ，硬度越 。 大
1.金属键
（1）定义： 金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。
（2）形成 成键微粒: 金属阳离子和自由电子 存 在: 金属单质和合金中
（3）方向性: 无方向性
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【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
晶体的结构与性质
晶体的结构与性质晶体是由原子、分子或离子结构规则地排列而成的物质。
晶体的结构与性质密切相关，本文将就这两方面进行探讨。
一、晶体的结构晶体的结构由周期性的、有序的结构单元构成。
晶格是指晶体中原子、分子或离子的空间排列方式。
晶格是重复的，且具有平移对称性。
晶体的结构构成有三个要素：结构单元、晶体晶格和晶体对称性。
1.结构单元结构单元是指晶体中以晶格为单位所重复出现的最小结构单元，通常由几个原子、离子或分子构成。
例如，金刚石晶体中的结构单元是一个碳原子与四个相邻的碳原子方向而成的四面体。
2.晶体晶格晶体晶格是指结构单元通过平移而得到的三维有序排列方式。
晶体中的晶格具有特殊的对称性，可以被描述为点阵、面阵或空间群。
点阵是晶体中已知单胞的基本单位，它在三维空间中重复排列构成晶体。
面阵是晶体中由重出现排列的单胞面所构成的排列，通常用于描述平面电声晶体。
空间群则是晶体中单胞的空间重复排列方式，具有丰富的对称性和分子结构信息。
3.晶体对称性晶体对称性包括点群对称性、平面群对称性和空间群对称性。
点群对称性是指晶体中一个晶格单元的一系列对称操作所具有的对称性。
平面群是指晶体中具有一定晶面对称性的平面所对应的对称操作，通常用于描述平面电声晶体。
空间群则是晶体中单胞的空间重复排列方式所具有的对称性。
二、晶体的性质晶体的性质受到晶体结构、原子、分子或离子的排列方式以及化学键的强度等因素的影响。
晶体的性质表现为热学性质、光学性质、电学性质、磁学性质等。
1.热学性质晶体的热学性质随温度变化而变化，包括热膨胀系数、热传导率、热导率、热容等。
晶体的热膨胀系数与晶体的结构紧密相关，晶体结构相对稳定的晶体热膨胀系数较低。
2.光学性质晶体的光学性质是晶体中分子或离子吸收、散射、透过或折射光线的方式和规律。
光学性质包括吸收谱、荧光谱、紫外线谱等。
每一种晶体的光学性质都有独特的特点，其差异体现在某些颜色或光谱信息上。
3.电学性质电学性质与晶体的结构、化学键的特点等密切相关。
【高中化学课件】晶体的结构与性质
非晶体
没有（不能自发呈现 多面体外形）
原子排列相对无序
说明：
➢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。
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
石英玻璃
天然水晶球里的玛瑙和水晶
玛瑙
水晶
晶体自范性的条件之一：生长速率适当。
玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外形 水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外形
5.特点和性质：
（1）自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的
性质——是晶体中粒子在微观空间里呈现周期 性有序排列的宏观表现
（2）物理性质表现各向异性：（强度、导热性、 光学性质）——同样反映了晶体内部粒子排列 的有序性 （3）晶体具有固定的熔点
⑷ 均一性：晶体的化学组成、密度等性质在晶 晶体中各部分都是相同的 ⑸能使X-射线产生衍射（最科学的区别晶体和 非晶体的方法）
非晶体:没有规则几何外形的固体。 如玻璃、橡胶、石蜡、塑料等
2.分类
晶体
离子晶体 如NaCl、CsCl等
原子晶体 如金刚石、晶体硅等 分子晶体 如冰、干冰等 金属晶体 如铁、铝等 混合型晶体 如石墨
3.晶体与非晶体的本质差异
自范性
微观结构
晶体
有（能自发呈现多面 体外形）
原子在三维空间里 呈周期性有序排列
熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速 率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或 没有规则外形的块状物。
4. 晶体形成的途径
(1)熔融态物质凝固 (2)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
经不同途径得到的晶体
粉末状的固体是否都为非晶体呢？ 一些晶体的显微照片：
高中化学知识点：晶体结构与性质
高中化学知识点：晶体结构与性质晶体常识1．晶体与非晶体晶体非晶体结构特征结构微粒在三维空间里呈周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性无各向异性区别方法熔点法有固定熔点无固定熔点X射线对固体进行X-射线衍射实验2.晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置。
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙；②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
分子晶体和原子晶体1．分子晶体(1)结构特点①晶体中只含分子。
②分子间作用力为范德华力，也可能有氢键。
③分子密堆积：一个分子周围通常有12个紧邻的分子。
(2)典型的分子晶体①冰：水分子之间的主要作用力是氢键，也存在范德华力，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。
②干冰：CO2分子之间存在范德华力，每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子。
2．原子晶体(1)结构特点①晶体中只含原子。
②原子间以共价键结合。
③三维空间网状结构。
(2)典型的原子晶体——金刚石①碳原子取sp3杂化轨道形成共价键，碳碳键之间夹角为109°28′。
②每个碳原子与相邻的4个碳原子结合。
金属晶体1．“电子气理论”要点(1)该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。
(2)金属晶体是由金属阳离子、自由电子通过金属键形成的一种“巨分子”。
(3)金属键的强度差异很大。
2．金属晶体的构成、通性及其解释金属晶体结构微粒作用力名称导电性导热性延展性金属阳离子、自由电子金属键自由电子在电场中定向移动形成电流电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子碰撞而导热当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层就会相对滑动，但不会改变其体系的排列方式，而弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用3.金属晶体的常见堆积结构型式常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积A1Cu、Ag、Au 12体心立方堆积A2Na、K、Fe 8六方最密堆积A3Mg、Zn、Ti 12离子晶体1．离子晶体(1)概念①离子键：阴、阳离子间通过静电作用(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化学键。
高二化学选修晶体结构与性质全章
钠、锌晶胞都是：8×1/8+1=2； 碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8； 金刚石：8×1/8+6×1/2+4=8。
◆
典例分析 例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱 柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为
◆
6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶 胞)的结构.请回答： (1)该化合物的化学式为_C_a_T_i_O_3_. (2)在该化合物晶体中，与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共
有____6______个.
(3)设该化合物的相对分子质量为M， 密度为 ag / cm3 阿伏加德罗常数为
氧（O2）的晶体结构
碳60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
干冰的晶体结构图
分子的密堆积
（与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 ）
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
4、晶体结构特征
（1）密堆积 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围一般有12 个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2。 （2）非密堆积
NA，则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为_______.
7、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元） 已知晶体中2个最近的Cs+核间距离为acm，氯化铯 的相对分子质量为M，NA为阿佛加德
罗常数，则CsCl晶体的密度为
（单位：克/cm3）
A、8M/a3NA C、M/a3NA
高中化学选修三晶体结构与性质
晶体结构与性质一、晶体的常识1.晶体与非晶体得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等）③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法）2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分一个晶胞平均占有的原子数=18×晶胞顶角上的原子数+14×晶胞棱上的原子+12×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？eg：1.晶体具有各向异性。
如蓝晶（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。
晶体的各向异性主要表现在（）①硬度②导热性③导电性④光学性质A.①③B.②④C.①②③D.①②③④2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（）A.晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体一定是无色透明的固体C.非晶体无自范性而且排列无序D.固体SiO2一定是晶体3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？二、分子晶体与原子晶体1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体注意：a.构成分子晶体的粒子是分子b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合①物理性质a.较低的熔、沸点b.较小的硬度c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂②典型的分子晶体a.非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等b.酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等c.部分非金属单质:：X2、O2、H2、S8、P4、C60d.部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、N2O4、P4O6、P4O10等f.大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等③结构特征a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子）CO2晶体结构图b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例，可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2.原子晶体--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注意：a.构成原子晶体的粒子是原子 b.原子间以较强的共价键相结合①物理性质a.熔点和沸点高b.硬度大c.一般不导电d.且难溶于一些常见的溶剂②常见的原子晶体a.某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等b.某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体c.某些氧化物：二氧化硅（ SiO2）晶体、Al2O3金刚石的晶体结构示意图二氧化硅的晶体结构示意图思考：1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”，这种说法对吗？eg：1.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是（）、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高可用做保护气2.氮化硼是一种新合成的无机材料，它是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀的物质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
晶胞
简单立方
Po
52%
6
钾型( bcp )
K
68%
8
镁型(hcp)
Mg
74%
12
铜型(ccp)
Cu
74%
12
四.离子晶体
NaCl和CsCl的晶胞
CsCl晶体
在氯化铯晶体中，每个Cl-(或Cs+)周围与之最接近 且距离相等的Cs+(或Cl-)共有 8个 ；这几个Cs+(或 Cl-)在空间构成的几何构型为 立方体 ；在每个Cs+ 周围距离相等且最近的Cs+共有 6 个 ；这几个 Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为 正八面体；
2.气态氢化物:
H2O,NH3,CH4,HX 3.非金属氧化物: CO2, SO2, NO2（除SiO2外） 3.酸:H2SO4,HNO3 4.大多数有机物:乙醇，蔗糖 （除有机盐）
晶体熔沸点高低的判断
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
2.晶体形成的途径
• 熔融态物质凝固. • 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华).的几何外形 • 有固定的熔沸点 • 物理性质(强度、导热性、光学性质等）各
向异性
二.晶胞
• 1.定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
立方晶体中晶胞对质点的占有率
晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该 晶胞
体心： 1
立方晶胞
面心： 1/2 棱边： 1/4
顶点： 1/8
练习一：
石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构 （如图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边 形占有C原子数为____个、 占有的碳碳键数为2____个。 碳原子数目与碳碳化3学键数 目之比为_______.
1.离子晶体中离子的配位数的决定因素
(1)几何因素----正负离子的半径比(r+/r- )
r+/r- 0.225－0.414 0.414－0.732 0.732－1.00
配位数
４
６
８
(2)电荷因素----正负离子的电荷比
CaF2 晶体中正离子配位数8,负离子配位数为4
TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数为多 少？
=
2a 2
白磷的键角为多少？Wg白磷中磷磷单键的数 目为多少？
60°
(W/124) ×6 ×NA
晶体中Na+和Cl-间最 小距离为a cm， 计 算NaCl晶体的密度
4 58.5g mol1 N A mol1
(2acm)3
29.25 a3 NA
g
cm3
(3)键性因素----离子键的纯粹程度
2.晶格能
• 1.晶格能:在标准状况下,气态正离子和气态负 离子形成1mol离子晶体所释放的能量.
• 2.影响晶格能的因素: • (1)与正负离子电荷成正比 • (2)与核间距成反比(与半径成反比) • 3.晶格能与离子晶体的物理性质: • 晶格能越大,离子晶体越稳定,熔沸点越高、硬
①离子晶体： 阴、阳离子电荷数越大，半径越小 熔沸点越高
②原子晶体：
原子半径越小→键长越短→键能越大 熔沸点越高
③分子晶体： 组成和结构相似的分子晶体
相对分子质量越大，分子的极性越大 熔沸点越高 ④金属晶体：
金属阳离子电荷数越高，半径越小 熔沸点越高
三、金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型 典型代表 空间利用率 配位数
2:3
三.四种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 晶体粒子 阴、阳离子
粒子间作 离子键 用力
熔沸点 较高
硬度
较硬
溶解性
原子晶体 分子晶体 金属晶体
原子 共价键
分子
金属阳离子、自 由电子
分子间作用 金属键 力
很高 很硬
较低 一般较软
一般较高，少部 分低 ,一般较硬， 少部分软
难溶解 相似相溶
导电情况 固体不导电， 不导电 一般不导电 良导体 熔化或溶于水 （除硅） 后导电
度越大.
晶体中微粒的排列、个数及密度的计算
在氯化钠晶体中， 每个Na+周围与 之最接近且距离 相等的Cl-共有 6 个；这几个Cl-在 空间构成的几何 构型 为 正八面体 。
每个CO2分子周围有多 少个与之最近且等距离
的CO2分子？距离为多 少？（设晶胞边长为a）
12个
a
AD=CD=a/2
AC=AB
晶体结构与性质
一、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的区别
自范性
微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外 原子在三维空间里
形)
呈周期性有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面 原子排列相对无序 体外形)
(1)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.
• (2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当.
离子晶体
1.金属氧化 物（K2O、 Na2O2） 2.强碱 （NaOH、 KOH、 Ba(OH )2 3.绝大多数 的盐类
原子晶体
1.金刚石、 石墨、晶体 硅、晶体硼
2. SiC 、 SiO2晶体、 BN晶体
分子晶体
1.大多数非金属单质: X2,O2,H2, S8,P4, C60 （除金 刚石、石墨、晶体硅、晶体 硼外）