【知识解析】分子晶体
高中化学晶体结构知识点
高中化学晶体结构知识点1、晶体类型判别:分子晶体:大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。
原子晶体:仅有几种,晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、石英等;金属晶体:金属单质、合金;离子晶体:含离子键的物质,多数碱、大部分盐、多数金属氧化物;2、分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定:离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数(离子键强弱)决定,分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定,原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定,且共价键越强,熔点越高。
4、金属熔沸点高低的比较:(1)同周期金属单质,从左到右(如Na、Mg、Al)熔沸点升高。
(2)同主族金属单质,从上到下(如碱金属)熔沸点降低。
(3)合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。
(4)金属晶体熔点差别很大,如汞常温为液体,熔点很低(-38.9℃),而铁等金属熔点很高(1535℃)。
5、原子晶体与金属晶体熔点比较:原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高,如金属钨的熔点就高于一般的原子晶体。
6、分子晶体与金属晶体熔点比较:分子晶体的熔点不一定就比金属晶体的低,如汞常温下是液体,熔点很低。
7、判断晶体类型的主要依据?一看构成晶体的粒子(分子、原子、离子);二看粒子间的相互作用;另外,分子晶体熔化时,化学键并未发生改变,如冰→水。
8、化学键:化学变化过程一定发生就化学键的断裂和新化学键的形成,但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化,如食盐的熔化会破坏离子键,食盐结晶过程会形成离子键,但均不是化学变化过程。
9、判断晶体类型的方法?(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用力是离子键。
②原子晶体的构成微粒是原子,微粒间的作用力是共价键。
(立体图,好理解)分子晶体与原子晶体
例、如右图所示, 在石墨晶体的层 状结构中,每一 个最小的碳环完 全拥有碳原子数 2 为___,每个C 完全拥有C-C 数为___ 3
石墨中C-C夹 ☉ 角为120 , C-C键长为 1.42×10-10 m 层间距
3.35× 10-10 m
小结:金刚石、石墨的比较
项目 晶体形状 晶体中的键或作用力 由最少碳原子形成环的形状 与个数 碳原子成键数 键的平均数 金刚石 石墨
小结:
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。 2、分子晶体特点:低熔点、升华、硬度很小等。 3、常见分子晶体分类:(1)所有非金属氢化物 (2)部分非 金属单质, (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱 和盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。 晶体分子结构特征
物质 熔点 沸点
干冰 很低 很低
金刚石 3550℃ 4827℃
二、原子晶体
1、定义: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、微粒之间的作用:共价键 4、气化或熔化时破坏的作用力:共价键 5、物理性质: 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)
(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:C60、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 )
1996年诺贝尔化学奖授予对发现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? (3)已知C70分子的结构模型也遵循C60的那些规律, 请确定C70分子结构中上述几项参数。
知识总结—— 晶体结构
第七章 晶体结构第一节 晶体的基本概念一、晶体概述固态物质按其组成粒子(分子、原子或离子等)在空间排列是否长程有序分成晶体(Crystal )和非晶体(又称为无定形体、玻璃体等)两类。
所谓长程有序,是指组成固态物质的粒子在三维空间按一定方式周期性的重复排列,从而使晶体成为长程有序结构。
长程有序体现了平移对称性等晶体的性质。
与晶体相反,非晶体(Non-crystal )内部的粒子(分子、原子或离子等)在空间排列不是长程有序的,而是杂乱无章的排列。
例如橡胶、玻璃等都是非晶体。
晶体内部各部分的宏观性质相同,称为晶体性质的均匀性。
非晶体也有均匀性,尽管起因与晶体不同。
晶体特有的性质是异向性、自范性、对称性、确定的熔点、X 光衍射效应、晶体的缺陷等。
对于长程有序的晶体结构来说,若了解了其周期性重复单位的结构及排列方式,就了解了整个晶体的结构。
可见,周期性重复单位对认识晶体结构非常重要。
在长程有序的晶体结构中,周期性重复的单位(一般是平行六面体)有多种不同的选取方法。
按照对称性高、体积尽量小的原则选择的周期性重复单位(平面上的重复单位是平行四边形,空间中的重复单位是平行六面体),就是正当晶胞,一般称为晶胞(Crystal cell )。
二、晶胞及以晶胞为基础的计算1. 晶胞的两个要素晶胞是代表晶体结构的最小单元,它有两个要素:一是晶胞的大小、型式,晶胞的大小可由晶胞参数确定,晶胞的型式是指素晶胞或复晶胞。
二是晶胞的内容,是指晶胞中原子的种类和位置,表示原子位置要用分数坐标。
晶体可由三个不相平行的矢量a , b , c 划分成晶胞,适量a , b , c 的长度a , b , c 及其相互之间的夹角α, β, γ称为晶胞参数,其中α是矢量b 和c 之间的交角,β是矢量a 和c 之间的交角,γ是矢量a 和b 之间的交角。
素晶胞是指只包含一个重复单位的晶胞,复晶胞是指只包含一个以上重复单位的晶胞。
分数坐标是指原子在晶胞中的坐标参数(x , y , z ),坐标参数(x , y , z )是由晶胞原点指向原子的矢量r 用单位矢量a , b , c 表达,即r = x a + y b + z c如图所示晶体,小球和大球的分数坐标分别为 小球:)21,21,21( ),21,0,0( ),0,21,0( ),0,0,21( 大球:)21,21,0( ),21,0,21( ),0,21,21( ),0,0,0( 2. 以晶胞为基础的计算(1)根据晶体的化学式计算密度:D =ZM/N A V ,M 是晶体化学式的相对式量,Z 是一个晶胞中包含化学式的个数,V 是晶胞的体积,N A 是阿佛加德罗常数。
高中化学选修3之知识讲解_晶体的常识 分子晶体与原子晶体_基础-
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【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: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。
第3章 晶体结构与性质-高中化学全册必背章节知识清单(新人教版选择性必修2)(学生版)
第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识一、物质的聚集状态1、20世纪前,人们以为_____________是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子,物质固、液、气三态的相互转化只是_____________距离发生了变化。
2、20世纪初,通过_____________等实验手段,发现许多常见的_____________中并无分子,如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种_____________等。
3、气态和液态物质不一定都是由_____________构成。
如等离子体是由_____________(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_____________组成的液体物质。
4、其他物质聚集状态,如_____________等。
二、晶体与非晶体1、晶体与非晶体的本质差异2(1)实验探究加热时,烧杯内产生大量_____________气体,没有出现液态的碘,停止加热,烧杯内的_____________气体渐渐消褪,最后消失,表面皿底部出现__________色晶体颗粒在烧杯底部慢慢析出立方体的_____________晶体颗粒获得晶体的三条途径①_____________物质凝固。
②_____________物质冷却不经液态直接_____________(凝华)。
③_____________从溶液中析出。
3、晶体的特性(1)自范性:晶体能自发地呈现_____________外形的性质。
(2)各向异性:晶体在不同方向上表现出不同的_____________性质。
(3)固定的熔点。
4、晶体与非晶体的测定方法三、晶胞 1、概念描述晶体结构的__________。
2、晶胞与晶体的关系一般来说,晶胞都是_____________体,整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“_____________并置”而成。
(1)“无隙”是指相邻晶胞之间_____________间隙。
专题07 分子晶体和共价晶体(人教版2019选择性必修2)(解析版)
专题07 分子晶体与共价晶体1.下列关于晶体的说法正确的是A.能导电的固体一定是金属晶体B.离子晶体中的化学键可能存在饱和性和方向性C.分子晶体中分子间作用力越强,分子越稳定D.由共价化合物构成的晶体都是共价晶体【答案】B【解析】A.石墨也能导电,但石墨不属于金属晶体,A错误;B.离子键没有饱和性和方向性,共价键具有饱和性和方向性,但是离子晶体中也可能存在共价键,具有饱和性和方向性,B正确;C.分子的稳定性与分子间作用力无关,与共价键的强弱有关,C错误;D.由共价化合物构成的晶体也可能是原子晶体,如二氧化硅等,D错误;故选B。
2.(2021·河南洛阳·高二期末)下列叙述不正确...的是A.由分子构成的物质其熔点一般较低B.分子晶体在熔化时,共价键没有被破坏C.分子晶体中不一定存在共价键D.分子晶体中分子间作用力越大,其化学性质越稳定【答案】D【解析】A.因为是分子晶体,熔化的时候克服的是较弱的分子间作用力,所以分子晶体的熔点一般较低,A项正确;B.分子晶体熔化时,破坏的是分子间作用力,共价键没有被破坏,B项正确;C.稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键,C项正确;D.分子晶体中分子间作用力只影响分子晶体的物理性质如熔沸点,不影响分子的稳定性,D项错误;答案选D。
3.(2021·新疆·乌鲁木齐市第四中学高二期末)直接由原子构成的一组物质是A.水、二氧化碳、金刚石B.单质碘、石墨、白磷(P4)C.氯化钠、金刚石、二氧化硅晶体D.硅晶体、金刚石、二氧化硅晶体【答案】D【解析】A .水是由水分子构成的;二氧化碳属于分子晶体,是由二氧化碳分子构成,A 错误;B .单质碘属于分子晶体,由碘分子构成;白磷不是原子晶体,白磷空间是正四面体的分子,是属于分子晶体,B 错误;C .氯化钠是离子化合物,是由钠离子和氯离子构成的,C 错误;D .硅晶体、二氧化硅、金刚石属于原子晶体,直接由原子构成,D 正确; 故选D 。
分子晶体和原子晶体1解析
2 分子晶体与原子晶体第一课时分子晶体[教材内容分析]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。
本节延续前面一节离子晶体,以“构成微粒---晶体类型---晶体性质”的认知模式为主线,着重探究了典型分子晶体冰和干冰的晶体结构特点。
并谈到了分子间作用力和氢键对物质性质的影响。
使学生对分子晶体的结构和性质特点有里一个大致的了解。
并为后面学习原子晶体做好了知识准备,以形成比较。
[教学目标设定]1.使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。
2.使学生了解晶体类型与性质的关系。
3.使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。
4.知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。
5.使学生主动参与科学探究,体验研究过程,激发他们的学习兴趣。
[教学重点难点]重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响从三维空间结构认识晶胞的组成结构[教学方法建议]运用模型和类比方法诱导分析归纳[教学过程设计]复问:什么是离子晶体?哪几类物质属于离子晶体?(离子化合物为固态时均属于离子晶体,如大部分盐、碱、金属氧化物属于离子晶体)投影晶体类型离子晶体结构构成晶体的类型粒子间的相互作用力性质硬度熔沸点导电性溶解性展示实物:冰、干冰、碘晶体教师诱导:这些物质属于离子晶体吗?构成它们的基本粒子是什么?这些粒子间通过什么作用结合而成的?学生分组讨论回答板书分子通过分子间作用力形成分子晶体二、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看图3-9,如:碘晶体中只含有I2分子,就属于分子晶体问:还有哪些属于分子晶体?2.较典型的分子晶体有非金属氢化物,部分非金属单质,部分非金属氧化物,几乎所有的酸,绝大多数有机物的晶体。
3.分子间作用力和氢键过度:首先让我们回忆一下分子间作用力的有关知识阅读必修2P22科学视眼教师诱导:分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力,也叫范徳华力。
分子和离子晶体的知识点总结
分子和离子晶体的知识点总结分子和离子晶体的知识点总结【分子晶体】分子间以范德华力相互结合形成的晶体。
大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO2)、I2、大多数有机物,其固态均为分子晶体。
分子晶体是由分子组成,可以是极性分子,也可以是非极性分子。
分子间的作用力很弱,分子晶体具有较低的熔、沸点,硬度小、易挥发,许多物质在常温下呈气态或液态,例如O2、CO2是气体,乙醇、冰醋酸是液体。
同类型分子的晶体,其熔、沸点随分子量的增加而升高,例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增;非金属元素的氢化物,按周期系同主族由上而下熔沸点升高;有机物的同系物随碳原子数的`增加,熔沸点升高。
但 HF、H2O、NH3、CH3CH2OH 等分子间,除存在范德华力外,还有氢键的作用力,它们的熔沸点较高。
分子组成的物质,其溶解性遵守“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性的有机溶剂,例如NH3、HCl极易溶于水,难溶于CCl4和苯;而Br2、I2难溶于水,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。
根据此性质,可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。
【离子晶体】离子间通过离子键结合形成的晶体。
在离子晶体中,阴、阳离子按照一定的格式交替排列,具有一定的几何外形,例如NaCl是正立方体晶体,Na+离子与Cl-离子相间排列,每个Na+离子同时吸引6个Cl-离子,每个Cl-离子同时吸引6个Na+.不同的离子晶体,离子的排列方式可能不同,形成的晶体类型也不一定相同。
离子晶体中不存在分子,通常根据阴、阳离子的数目比,用化学式表示该物质的组成,如NaCl表示氯化纳晶体中Na+离子与Cl-离子个数比为1:1,CaCl2表示氯化钙晶体中Ca2+离子与Cl-离子个数比为1:2.离子晶体是由阴、阳离子组成的,离子间的相互作用是较强烈的离子键。
离子晶体具有较高的熔、沸点,常温呈固态;硬度较大,比较脆,延展性差;在熔融状态或水溶液中易导电;大多数离子晶体易溶于水,并形成水合离子。
新版高中化学讲义(选择性必修第二册):分子晶体
第11讲分子晶体考点导航知识精讲知识点一:一、分子晶体及其结构特点1.概念只含分子的晶体。
2.粒子间的作用分子晶体中相邻的分子间以相互吸引。
【答案】分子间作用力3.常见分子晶体及物质类别物质种类实例所有H2O、NH3、CH4等部分卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分CO2、P4O10、SO2、SO3等几乎所有的HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等绝大多数苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等【答案】非金属氢化物非金属单质非金属氧化物酸有机物4.分子晶体的常见堆积方式分子间作用力堆积方式实例范德华力分子采用,如C60、干冰、I2、O2每个分子周围有 个紧邻的分子范德华 力、分子不采用 ,每个分子周围紧邻的分子少于12个如HF 、NH 3、冰【答案】密堆积 12 氢键 密堆积 【即学即练1】1.晶胞是晶体结构中可重复出现的最小的结构单元,C 60晶胞结构如下图所示,下列说法正确的是A .C 60摩尔质量是720B .C 60与苯互为同素异形体 C .C 60晶体中仅存在范德华力D .每个C 60分子周围与它距离最近且等距离的C 60分子有12个 【答案】D【解析】A .C 60的摩尔质量为720g/mol ,A 错误;B .由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体,而苯是碳氢形成的化合物,B 错误;C .C 60属于分子晶体,晶体中不仅存在范德华力,还存在碳与碳之间的共价键,C 错误;D .根据晶胞的结构可知,以晶胞中顶点上的C 60分子为研究对象,与它距离最近等距离的C 60分子分布在立方体的面心上,每个C 60分子被8个立方体共用,有12个面与之相连,所以每个C 60分子周围与它距离最近等距离的C 60分子有12个,D 正确; 答案选D 。
2.下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是 A .3NH 、HD 、108C H B .3PCl 、2CO 、24H SO C .2SO 、2SiO 、25P O D .4CCl 、2Na S 、22H O【答案】B【解析】A .该组物质均属于分子晶体,NH 3、C 10H 8属于化合物,HD 属于单质,A 不符合题意; B .该组物质均是属于分子晶体的化合物,B 符合题意;C .SO 2、P 2O 5是属于分子晶体的化合物,SiO 2是属于共价晶体的化合物,C 不符合题意;D.CCl4、H2O2是属于分子晶体的化合物,Na2S是属于离子晶体的化合物,D不符合题意;故选B。
高二化学分子晶体知识点
高二化学分子晶体知识点分子晶体是由分子构成的晶体,是指晶点被分子所占据的一种晶体,晶胞内的晶点只能被一个分子占据。
在高二化学中,学习分子晶体的知识点非常重要。
本文将介绍分子晶体的定义、特点、分类以及相关的性质和应用。
一、分子晶体的定义与特点分子晶体是由分子组成的晶体,其晶胞内的晶点只能被一个分子占据。
分子晶体的晶胞由分子构成,晶胞中的分子之间通过弱分子力相互作用而结合在一起。
分子晶体在固态下具有一定的有序性和规则的排列结构。
分子晶体具有以下特点:1. 分子晶体的晶胞内的晶点只能被一个分子占据;2. 分子晶体的晶胞是由分子构成的;3. 分子晶体的分子之间通过弱分子力相互作用结合在一起;4. 分子晶体在固态下具有一定的有序性和规则的排列结构;5. 分子晶体的熔点一般较低;6. 分子晶体往往是绝缘体。
二、分子晶体的分类根据分子晶体的结构特点,可以将其分为离子型、分子型和金属有机物晶体三类。
1. 离子型分子晶体:由正、负离子相互吸引而形成的晶体。
例如氯化钠、硝酸钾等。
2. 分子型分子晶体:由分子间的氢键、范德华力或其他弱分子力相互作用而形成的晶体。
例如冰、纤维素等。
3. 金属有机物晶体:由某些有机分子与金属离子形成的晶体。
例如锐钛矿结构的有机金属卤化物晶体。
三、分子晶体的性质1. 融点和沸点较低:由于分子之间的弱分子力相互作用,分子晶体的熔点通常较低。
同时,由于分子晶体中的分子之间相对较弱的相互作用力,沸点也相对较低。
2. 易溶于非极性溶剂:分子晶体中的分子往往是非极性分子,与非极性溶剂(如石油醚、四氯化碳等)的相互作用力较强,因此易溶于非极性溶剂。
3. 电导性差:由于分子晶体中的分子往往是化学平衡的,缺乏自由运动的电子和离子,因此分子晶体的电导性较差。
四、分子晶体的应用领域1. 药物制剂:许多药物以分子晶体的形式存在,例如晶体药物具有较好的稳定性和溶解度,有助于药物的制剂和储存。
2. 燃料电池:分子晶体可以作为燃料电池中的电解质材料,具有较好的传质性能和稳定性。
晶体的常识、分子晶体与原子晶体
晶体的常识、分子晶体与原子晶体一、晶体和非晶体1.晶体与非晶体结构特征晶体结构微粒周期性有序排列非晶体结构微粒无序排列性质特征自范性熔点异同表现有(能自发呈现多面体外形)固定各向异性无(不能自发呈现多面体外形)不固定各向同性二者区别方法间接方法科学方法看是否有固定的熔点对固体进行X-射线衍射实验注意:(1)、晶体与非晶体的本质差异表现在有无自范性和微观结构特征上。
本质上,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象;相反,非晶体中粒子的排列相对无序,因而无自范性。
(2)、晶体的特点并不仅限于外形和内部质点排列的高度有序性,它们的许多物理性质,如强度、导热性、光学性质等,常常会表现出各向异性。
2.得到晶体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。
如:从熔融态结晶出来的硫晶体;凝华得到碘;从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。
二、晶胞1.晶胞:描述晶体结构的基本单元叫晶胞。
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:所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一,也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。
晶体结构的计算常常涉及如下数据:晶体密度、N A、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等,密度的表达式往往是列等式的依据。
1.“均摊法”原理原子 金属键特别提醒 ①在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时,要注意晶胞的形状,不同形状的晶胞,应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有,如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被 6、3、4、2 个晶胞所共有。
三棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被 12、6、4、2 个晶胞所共有。
②在计算晶胞中粒子个数的过程中,不是任何晶胞都可用均摊法。
2.晶体微粒与 M 、ρ之间的关系若 1 个晶胞中含有 x 个微粒,则 1 mol 晶胞中含有 x mol 微粒,其质量为 xM g(M 为微粒的相对“分子”质量);1 个晶胞的质量为 ρa 3 g(a 3 为晶胞的体积,ρ 为晶胞的密度),则 1 mol 晶胞的质量为 ρa 3N A g ,因此有 xM =ρa 3N A 。
晶体知识点总结归纳
晶体知识点总结归纳一、晶体结构1、晶体的周期性结构晶体的原子或者分子按照一定的规则排列,形成周期性的结构。
这种周期性结构能够使得晶体在空间中呈现出一定的几何形状,比如正方体、六棱柱等。
晶体的周期性结构是晶体学的基础,它决定了晶体的物理性质和化学性质。
2、晶体的晶胞晶体的周期性结构可以用一个最小的单位来描述,这个单位就是晶胞。
晶胞是一个由原子或者分子组成的空间结构,它能够通过平移操作重复填充整个晶格。
晶胞的几何形状可以是立方体、正六边形、正八面体等。
晶胞之间的排列方式可以分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、六方晶系、单斜晶系和三斜晶系六种。
3、晶体的结构体系晶体学根据晶体的结构特点将晶体分为七种结构体系:三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、六方晶系、三方晶系、四方晶系和立方晶系。
每种结构体系又可以进一步细分为不同的晶体族和晶体面。
4、晶体的晶面和晶向在晶体的结构中,晶面和晶向是两个非常重要的概念。
晶面是晶体中原子或者分子排列的平行表面,它通过Miller指数来进行描述。
晶向是晶体中原子或者分子排列的方向,它通过晶向指数来进行描述。
晶面和晶向的概念对于描述和理解晶体的外观和物理性质有着重要的作用。
5、晶体的点阵和空间群晶体的周期性结构可以用点阵和空间群来描述。
点阵是晶体结构中最小的重复单元,它能够通过平移操作重复填充整个晶格。
空间群是晶体结构中具有平移、旋转和镜像对称性的一种对称操作。
点阵和空间群的描述能够完整地描述晶体的结构和对称性。
二、晶体的生长1、晶体生长的方式晶体生长是晶体学中一个非常重要的研究领域,它研究的是晶体是如何从溶液或者气态中长大的。
晶体生长的方式包括溶液生长、气相生长和固相生长三种。
溶液生长是晶体从溶液中长大的过程,这是晶体生长中最常见的一种方式。
气相生长是晶体从气态中长大的过程,它常用于生长单晶膜和纳米颗粒。
固相生长是晶体从固态中长大的过程,它常用于生长大尺寸的单晶材料。
2、晶体生长的控制晶体生长的过程受到各种因素的影响,比如温度、浓度、界面能等。
化学键与晶体类型基础知识归纳
化学键与晶体类型基础知识归纳一、晶体类型1、离子晶体:阴、阳离子以一定的数目比、并按照一定的方式依靠离子键结合而成的晶体。
如“NaCl、CsCl 构成晶体的微粒:阴、阳离子;微粒间相互作用:离子键;物理性质:熔点较高、沸点高,较硬而脆,固体不导电,熔化或溶于水导电。
2、原子晶体:晶体内相临原子间以共价键相结合形成的空间网状结构。
如:金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅构成晶体的微粒:原子;微粒间相互作用:共价键;物理性质:熔沸点高,高硬度,导电性差。
3、分子晶体:通过分子间作用力互相结合形成的晶体。
如:所有的非金属氢化物,大多数的非金属氧化物,绝大多数的共价化合物,少数盐(如AlCl3)。
构成晶体的微粒:分子;微粒间相互作用:范德华力;物理性质:熔沸点低,硬度小,导电性差。
4、金属晶体(包括合金):由失去价电子的金属阳离子和自由电子间强烈的作用形成的。
构成晶体的微粒:金属阳离子和自由电子;微粒间相互作用:金属键;物理性质:熔沸点一般较高部分低,硬度一般较高部分低,导电性良好。
二、化学键1、离子键:使阴、阳离子结合成化合物的静电作用。
离子键存在于离子化合物中,活泼的金属与活泼的非金属形成离子键。
2、金属键:在金属晶体中,金属阳离子与自由电子间的强烈相互作用。
金属键存在于金属和合金中。
3、共价键:分子中或原子晶体、原子团中,相邻的两个或多个原子通过共用电子对所形成的相互作用。
(1)非极性共价键:由同种元素的原子间通过共用电子对形成的共价键,又称为非极性键。
存在于非金属单质中。
某些共价化合物分子中也有非极性键,如:H2O2中的O-O键,C2H6中的C-C键等。
少数离子化合物中也有非极性键,如:Na2O2中的O-O键,CaC2中的碳碳三键等。
(2)极性共价键:不同种元素的原子形成分子时共用电子对偏向吸引电子能力强的原子而形成的共价键,又称为极性键。
所有的共价化合物分子中都存在极性键,离子化合物的原子团中也存在极性键。
离子晶体、分子晶体和原子晶体
离子晶体、分子晶体和原子晶体攀钢一中 高从俊【教学目标】1、了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的初步知识.2、懂得离子晶体和原子晶体不存在单个分子的原因.3、能从组成晶体的微粒、相互作用、物理性质入手,对离子晶体、分子晶体和原 子晶体进行比较,并能进行晶体类型和熔沸点的相互判断.【知识讲解】一、离子晶体定义:离子间通过离子键结合而成的晶体.说明:①以离子键结合的化合物就是离子化合物.离子化合物在室温下以晶体形式 存在.②离子晶体中微粒间的作用力为离子键.③在离子晶体中,阴、阳离子按一定规律在空间排列(见课本NaCl 、CsCl 的晶体结构).④离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比.而不是表示分子组成的化学式.⑤一般说来,离子间存在较强的离子键,因此一般说来,离子晶体硬度较高、密度较大,难于压缩,难于挥发、有较高的熔点和沸点.⑥离子化合物熔沸点比较,其实质是比较阴阳离子间的作用力.例1、 关于化学键的下列叙述中正确的是A 、 离子化合物可能含有共价键B 、共价化合物可能含离子键C 、 离子化合物只含离子键D 、共价化合物中不含离子键解析:由简单离子构成的离子化合物是不含共价键的,由复杂离子(如NO 3-、 SO 42-、NH 4+、HS -等)构成的离子化合物是含有共价键的,所以A 对C 错.在共价化合物中只含有共价键,不含离了键,B 错.答案:AD例2、某物质晶体中,含A 、B 、C 三种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B 原子不能画出).晶体中A 、B 、CA 、1:3:1B 、2:3:1C 、2:2:3D 、1:3:3解析:在所给图中,A 被8每个晶胞中平均含A :8×81=1,B 为2个重复单元所共用,在每个晶胞中面心B 占21,每个晶胞中平均含B :21×6=3,每个晶胞中含C 为1,则A:B:C=1:3:1.答案:A例3、比较下列三组物质的熔点:①NaCl 和KCl ②NaCl 和NaI ③NaF 和KBr 解析:阴离子相同时,比较阳离子的半径,离子半径大则与阴离子的作用力小,离子键弱、熔点低.阳离子相同时,比较阴离子半径,阴离子半径大则与阳离子的作用力小,离子键弱则熔点低.如果相比较阳离子、阴离子半径均小子,则离子键必然相对强,熔点也必然相对高.答案:熔点:NaCl>KCl、NaCl>NaI、NaF>KBr二、分子晶体定义:分子间以分子间作用力(范德华力)相互结合的晶体.说明:①分子晶体可以是单质,也可是化合物②分子晶体中微粒间的作用力为范德华力(分子间作用力)③由于分子晶体中微粒间的作用力较小,因此分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度.④分子晶体中分子按一定规律在空间排列(见课本固态二氧化碳的晶体结构示意图).⑤组成结构相似的物质,其化学式量越大,分子间作用力越大,该分子晶体的熔、沸点相对越高.①钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤离子及碱金属离子的______有关,随着______的增大,熔点依次降低.②硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物熔点与_____有关,随着______增大,______增大,故熔点依次升高.③钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多,这与______有关,因为一般______比______熔点高.解析:第一栏熔点高,均为离子晶体;第二栏熔点低,可判断为分子晶体.由熔点变化规律及晶体类型,可总结出熔点变化规律的原因.答案:①半径,半径. ②分子相对质量,分子相对质量,分子间作用力. ③晶体类型,离子晶体、分子晶体.三、原子晶体定义:相邻原子间以共价键相结合而成空间网状结构的晶体.说明:①原子晶体可以为单质,也可是化合物②原子晶体中微粒间的作用力为共价键③由于原子晶体中,原子间用较强的共价键相结合,因而熔、沸点较高、硬度较大,并难溶于溶剂④原子晶体中,原子按一定规律在空间排列(见课本金刚石和石墨晶体结构示意图)⑤原子晶体熔点的比较其实质为键能的比较可视作为成键的两原子核间距离的比较即键长的比较.例5、比较三种原子晶体,金刚石、晶体硅、金刚砂(SiC)的熔沸点高低.解析:碳原子半径小于硅原子半径,C—C键长比Si—Si键键长短则键能大,键断裂吸收能量高,因此金刚石的熔沸点高于晶体硅的熔沸点,而C—Si键长介于C—C键和Si—Si键之间,因此熔沸点也介于之间.答案:熔沸点:金刚石>金刚砂>晶体硅.四、三种晶体的比较。
高中化学知识总结离子晶体、分子晶体和原子晶体
离子晶体、分子晶体和原子晶体[学法指导]在学习中要加强对化学键中的非极性键、极性键、离子键、晶体类型及结构的认识与理解;在掌握粒子半径递变规律的基础上,分析离子晶体、原子晶体、分子晶体的熔点、沸点等物理性质的变化规律;并在认识晶体的空间结构的过程中,培养空间想象能力及思维的严密性和抽象性。
同时,关于晶体空间结构的问题,很容易与数学等学科知识结合起来,在综合题的命题中具有广阔的空间,因此,一定要把握基础、领会实质,建立同类题的解题策略和相应的思维模式。
[要点分析]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。
NaCl晶体结构食盐晶体金刚石晶体金刚石晶体模型钻石C60分子二、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109°28',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。
(6)SiO2:原子晶体,空间网状结构,Si原子构成正四面体,O原子位于Si-Si键中间。
《分子晶体与共价晶体》 知识清单
《分子晶体与共价晶体》知识清单一、分子晶体1、定义分子晶体是由分子通过分子间作用力(范德华力、氢键等)构成的晶体。
2、构成粒子分子晶体的构成粒子是分子。
3、粒子间的作用力(1)范德华力:这是一种普遍存在于分子之间的较弱的相互作用,其大小取决于分子的相对分子质量、分子的极性等因素。
相对分子质量越大,范德华力通常越强;分子的极性越大,范德华力也相对较大。
(2)氢键:当分子中存在氢原子与电负性较大的原子(如氮、氧、氟)形成共价键时,氢原子与另一个电负性较大的原子之间会产生一种特殊的分子间作用力,称为氢键。
氢键的强度比范德华力强,但比共价键弱。
4、物理性质(1)熔点和沸点:通常较低。
因为分子间作用力相对较弱,在加热时容易克服这些作用力,使物质由固态变为液态或气态。
(2)硬度:一般较小,质地较软。
(3)溶解性:遵循“相似相溶”原理,即极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。
5、常见的分子晶体(1)所有的非金属氢化物,如 H₂O、NH₃、CH₄等。
(2)部分非金属单质,如卤素(X₂)、氧气(O₂)、氮气(N₂)等。
(3)部分非金属氧化物,如 CO₂、SO₂等。
(4)几乎所有的酸,如 HCl、H₂SO₄等。
(5)大多数有机物,如蔗糖、乙醇等。
6、干冰的结构与性质干冰是固态二氧化碳,其晶体结构中,二氧化碳分子呈面心立方堆积。
每个二氧化碳分子周围等距离紧邻的二氧化碳分子有 12 个。
干冰常用于人工降雨和舞台烟雾效果,因为在常温常压下,干冰容易升华吸热,使周围环境温度降低,水蒸气凝结成小液滴。
二、共价晶体1、定义共价晶体,又称为原子晶体,是原子之间通过共价键结合形成的具有空间网状结构的晶体。
2、构成粒子原子。
3、粒子间的作用力共价键,其强度很大,键能高。
4、物理性质(1)熔点和沸点:很高。
由于共价键非常牢固,需要很高的能量才能破坏,所以共价晶体具有很高的熔点和沸点。
(2)硬度:很大。
(3)导电性:一般不导电,除非在高温下原子晶体中的共价键被破坏,形成自由电子,才可能导电。
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分子晶体
温故
1.晶体中的粒子可以是分子、原子或离子;粒子间的相互作用可以是共价键、离子键、金属键或分子间作用力。
2.根据晶体中粒子间的相互作用及排列方式,可把晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体。
1 分子晶体的定义
只含分子的晶体,或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。
如I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体。
名师提醒
(1)定义中的“分子”指真实存在的小分子、分子的聚集体、缔合分子、大分子(高分子),因此,H2SO4、H2O2、C4H10等既是化学式也是分子式。
(2)离子化合物、金属单质、原子间相互结合形成空间网状结构(如金刚石、SiO2)的物质中没有分子,因此,Na2O2、Fe、SiO2等是化学式而不是分子式。
(3)稀有气体的分子是单原子分子,因此,由稀有气体单质形成的晶体也是分子晶体。
2 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用
3 常见的典型分子晶体
(1)所有非金属氢化物:H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。
(2)部分非金属单质:X2(卤素单质)、O2、H2、S8、N2、P4、C60、稀有气体等。
(3)部分非金属氧化物:CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。
(4)几乎所有的酸:H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。
(5)绝大多数有机物:苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。
4 分子晶体的物理性质
(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。
分子晶体熔化时要破坏分子间作用力,由于分子间作用力很弱,所以分子晶体的熔、沸点一般较低,部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等),且硬度较小。
(2)分子晶体不导电。
分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或电子,因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。
有些分子晶体的水溶液能导电,如HI、乙酸等。
(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律,即极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。
如:H2O是极性溶剂,SO2、H2S、HBr等都是极性分子,它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子在水中的溶解度大。
苯、CCl4是非极性溶剂,则Br2、I2等非极性分子易溶于其中,而水则不溶于苯和CCl4中。
5 分子晶体的结构特征
分子非密堆积分子密堆积
微粒间作用力范德华力和氢键范德华力
每个分子周围紧邻的分子数小于12,
空间特点
通常每个分子周围有12个紧邻的分子空间利用率不高
举例HF、NH3、冰C60、干冰、I2、O2
6 常见分子晶体的结构分析
(1)冰(分子非密堆积形式)
①如图3-2-1所示,冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键,冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。
②氢键的方向性→1个水分子与周围4个水分子相结合→水分子中的氧原子
共4个氢原子。
③氢键H—O…H较长→分子间距离增大并在水分子中间留有空隙→固态水的密度比液态水的小。
图3-2-1 冰和液态水的结构对比(虚线表示氢键)
(2)干冰(分子密堆积形式)
①分子间作用力为范德华力。
②图3-2-2表示的是CO2晶体晶胞的结构。
晶胞类型为面心立方结构。
图3-2-2
③属于晶胞的CO2分子数共4个
④每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有12个(同层、上层、下层各4个)。
⑤无数个CO2晶胞在空间“无隙并置”形成CO2晶体。
名师提醒
(1)由冰的结构可知,含有氢键的晶体中,分子间的堆积较疏松,属于分子非密堆积。
(2)冰晶体中,每个水分子与其他4个水分子形成氢键,每个水分子平均形成2个氢键(每
个氢键由2个水分子均摊,故4×1
2
=2)。
典例详析
例1-1
下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是A.NH3、HD、C10H l8
B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SO2、C60、P2O5
D.CCl4、Na2S、H2O2
解析◆分子晶体的构成微粒为分子,分子内部以共价键结合,分子间存在分子间作用力。
HD属于分子晶体,但为单质,A项错误;PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体,且均为化合物,B项正确;C60属于分子晶体,但为单质,C项错误;Na2S中含有离子键,不属于分子晶体,D项错误。
答案◆B
例1-2(2020河北衡水月考)
下列有关分子晶体的说法一定正确的是
A.分子内均存在共价键
B.分子间一定存在范德华力
C.分子间一定存在氢键
D.其结构一定为分子密堆积
解析◆稀有气体是单原子分子,呈固态时原子间通过范德华力结合成晶体,其分子内不存在任何化学键,A项错误;分子间作用力包括范德华力和氢键,范德华力存在于所有的分子晶体中,而只有部分分子晶体的分子间存在氢键,B项正确,C项错误;分子间只存在范德华力的分子晶体才采取分子密堆积的方式,D项错误。
答案◆B
例1-3(2020江苏徐州一中期末)
如图3-2-3所示是某无机化合物二聚分子的模型,该分子中A、B两种元素都是第三周期元素,分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构。
下列说法不正确的是
图3-2-3
A.该化合物的分子式是Al2Cl6
B.该化合物是离子化合物,在熔融状态下能导电
C.该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体
D.该化合物中不存在离子键,也不含有非极性共价键
解析◆将二聚分子变成单分子,得BA3,根据两种元素都处于第三周期可知,BA3可能是PCl3或AlCl3,而在PCl3中所有原子均已达到稳定结构,不可能形成二聚分子,故只可能是
AlCl3,则该化合物的分子式是Al2Cl6,A项正确;由题给分子结构模型可知,该化合物属于共价化合物,不存在离子键,只有极性共价键,在熔融状态下不能导电,固态时形成的晶体是分子晶体,B项错误,C、D项正确。
答案◆B
例1-4
(1)如图3-2-4为干冰的晶胞结构示意图。
图3-2-4
通过观察分析,每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有________个,有________种取向不同的CO2分子。
(2)在冰晶体中,水分子之间的主要作用力是________,还有________,由于该主要作用力与共价键一样具有________性,故1个水分子周围只有________个紧邻的水分子,这些水分子位于________的顶角。
这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率________(填“较高”或“较低”),故冰的密度比液态水的密度要________(填“大”或“小”)。
解析◆(1)观察并分析干冰的晶胞结构可知,在干冰晶胞中,位于顶角的CO2分子为一种取向,位于三对平行面的CO2分子分别为三种不同取向。
(2)在冰晶体中,水分子间的主要作用力是氢键,氢键具有方向性,1个水分子周围只有4个紧邻的水分子,使冰晶体中水分子的空间利用率较低,分子的间距较大,结构中有许多空隙,造成冰的密度小于液态水的密度。
答案◆(1)12 4 (2)氢键范德华力方向 4 四面体较低小
点评◆干冰的外观很像冰,硬度也跟冰相似,但干冰是固态的二氧化碳,不是冰。
干冰晶体中1个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子,冰晶体中1个H2O分子周围只有4个紧邻的H2O分子。