新课标人教版高中化学选修3第三章晶体结构与性质全部课件

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金属离子
金属原子
资 料
金属之最
熔点最低的金属是-------- 汞 熔点最高的金属是-------- 钨 密度最小的金属是-------- 锂 密度最大的金属是-------- 锇 硬度最小的金属是-------- 铯 硬度最大的金属是-------- 铬 延性最好的金属是-------- 铂 展性最好的金属是-------- 金 最活泼的金属是----------铯
分子的非密堆积
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
笼装化合物
思 考与交流 CO2和SiO2的一些物理性质如下表所 示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子 晶体。
二．原子晶体（共价晶体）
１.概念：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． **构成原子晶体的粒子是原子，原 子间以较强的共价键相结合。
金属晶体的原Biblioteka Baidu平面堆积模型
金属晶体中的原子可堪称直径相等 的小球。将等径园球在一平面上排 列，有两种排布方式，按（a）图方 式排列，园球周围剩余空隙最小， 称为密置层；按（b）图方式排列， 剩余的空隙较大，称为非密置层。
（a）非密置层
（b）密置层
金属晶体的原子空间堆积模型1
简单立方堆积（Po）
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 场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形 成电流，所以金属容易导电。
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
晶体类型 导电时的状态 离子晶体 金属晶体
课堂练习三
下列叙述正确的是 （ ） B
A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含 有阴离子 B．原子晶体中只含有共价键 C.离子晶体中只含有离子键，不含有共 价键 D．分子晶体中只存在分子间作用力， 不含有其他化学键
课堂练习四
为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐
降低，
而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？
面心立方
2.晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心:1/2
顶点:1/8
棱边:1/4
小结:晶胞对质点的占有率
体心：
立方晶胞
1
面心： 1/2
棱边： 1/4
顶点： 1/8
例1．
水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。 它是由液态水急速冷却到165k时形成的，玻 璃态的水无固态形状，不存在晶体结构，且 密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态 水的叙述正确的是( D ) D A.水由液态变为玻璃态，体积缩小 B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C. 玻璃态是水的一种特殊状态 D. 玻璃态水是分子晶体
金 刚 石
对比分子晶体和原子晶体的数据， 原子晶体有何物理特性？
2.原子晶体的物理特性
在原子晶体中，由于原子间以较强的 共价键相结合，而且形成空间立体网状结构， 所以原子晶体的 （1）熔点和沸点高 （2）硬度大 （3）一般不导电 （4）且难溶于一些常见的溶剂
3.常见的原子晶体
某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、 晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等
离子键的形成
氯化钠的形成过程
布拉格父子测定：正负离子在空间 有规则地周期排列形成的无限结构。 思路：微粒→结合力→空间线形→ 面→体→无限(是否有单个小分子)→ 球棍模型
ClCl+ Na Na Cl- Na+ + ClCl+ Cl+ Na ClNa+ Na
第二节晶体和原子晶体
（2课时）
复习回忆
一、晶体与非晶体 1.概念 2.分类 3.晶体与非晶体的本质差异 4.晶体形成的途径 5.晶体的特性 二、晶胞
一．分子晶体
１.概念
分子间以分子间作用力（范德华力, 氢键）相结合的晶体叫分子晶体。
**构成分子晶体的粒子是分子， 粒子间的相互作用是分子间作用力 ． 碘晶体结构
4.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.
5.晶体的特性
有规则的几何外形 有固定的熔沸点 各向异性(强度、导热性、光学性 质等）
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
5
4
六方密堆积
金属晶体的原子空间堆积模型4
面心立方 （铜型）
面心立方紧密堆积堆积的过程
1 6 5 4 1 6 2 3 2 3
5
4
6
1
2 3 4
5
面心立方
C
B A
六方密堆积
金属晶体的四中堆积模型对比
石墨是层状结构的混合型晶体
同学们再见！
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第三章
晶体结构与性质
一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁 黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指 成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、 鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质 不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热 可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂， 并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。
知识拓展－石墨
分子晶体有哪些物理特性,为什么？
2.分子晶体的物理特性
由于分子间作用力很弱，所以分子晶体一 般具有： ①较低的熔点和沸点 ②较小的硬度。 ③一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。
3.典型的分子晶体
(1)非金属氢化物： H2O,H2S,NH3,CH4,HX (2)酸： H2SO4,HNO3,H3PO4 (3)部分非金属单质: X2,O2,H2, S8,P4, C60 (4)部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10 (5)大多数有机物： 乙醇，冰醋酸，蔗 糖
水溶液或 熔融状态下
晶体状态
导电粒子
自由移动的离子 自由电子
2、金属晶体结构与金属导热性的关系
【讨论2】金属为什么易导热？
自由电子在运动时经常与金属离子碰撞， 引起两者能量的交换。当金属某部分受热时， 那个区域里的自由电子能量增加，运动速度 加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。
金属容易导热，是由于自由电子运动时与 金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温 度低的部分，从而使整块金属达到相同的温 度。
不同的金属在某些性质方面，如密度、硬 度、熔点等又表现出很大差别。这与金属原 子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。
金属的延展性
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 自由电子
位错
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
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、 2 占有的碳碳键数为____个。 3 碳原子数目与碳碳化学键数 目之比为_______. 2:3
水晶石
无隙并置
平行六 面体
例2．
最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气 态团簇分子，如右图所示，顶角和面心的 原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是 碳原子，它的化学式是 Ti14。 13 C
离子型晶体 原子型晶体 晶体 分子型晶体
金属型晶体
混合型晶体
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
原子排列相对无序
非晶体 没有(不能自发呈现多面 体外形)
说明: (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.
某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3
109º 28´
共价键
Si O
109º 28´
180º
共价键
交流与研讨 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？
解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小， 键长越短，键能越大，晶体熔点越高 金刚石 ＞ 碳化硅 ＞ 晶体硅
4.晶体分子结构特征
（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 ）
分子的密堆积
（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个 ）
分子的密堆积
干 冰 的 晶 体 结 构 图 （与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ）
2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这 种说法对吗？为什么？
资料 莫氏硬度
莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准， 1824年由德国矿物学家莫斯（Frederich Mohs） 首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金 刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕，用测 得的划痕的深度来表示硬度。
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
石墨
1、石墨为什么很软？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合， 容易滑动，所以石墨很软。 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？ 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间 存在很强的共价键（大π 键），故熔沸点 很高。 3、石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为混合键型晶体。
同学们再见！
同学们再见！
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第三章
晶体结构与性质
（2课时）
第二章 分子结构与性质
第三节金属晶体
金属样品
Ti
一、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
金属为什么具有这些共同性质呢?
二、金属的结构
组成粒子： 金属阳离子和自由电子 作用力： 金属离子和自由电子之间的较强作 用－－ 金属键（电子气理论） 金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体 金属 键强弱判断: 阳离子所带电荷多、 半径小－金属键强， 熔沸点高。
3、金属晶体结构与金属延展性的关系 【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？
原子晶体受外力作用时，原子间的位移 必然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型， 无延展性。而金属晶体中由于金属离子与自 由电子间的相互作用没有方向性，各原子层 之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互 作用，因而即使在外力作用下，发生形变也 不易断裂。
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第三章
晶体结构与性质
第二章 分子结构与性质 第一节晶体的常识 （2课时）
学习目标
晶体的特征、类型 晶体与非晶体的差异 晶体形成的途径 晶体的特性 晶胞的概念 晶胞中原子个数的计算
雪花晶体 食盐晶体
食糖晶体
明矾晶体 单质硫
一、晶体与非晶体
1.概念 晶体:具有规则几何外形的固体 非晶体:没有规则几何外形的固体 2.分类
练习二
某物质的晶体中含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 未能画出)，晶体中A、B、C的中原子个数之 比依次为(A) A.1:3:1 B.2:3:1 C.2:2:1 D.1:3:3
同学们再见！
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第三章
晶体结构与性质
第二章 分子结构与性质
第二章 分子结构与性质 第四节离子晶体 （2课时）
明矾晶体
食盐晶体
蔗糖晶体 （冰糖）
胆矾
冰晶
复习回忆
一.晶体
晶体是通过结晶形成的具有规 则几何外形的固体.
极性键 共价键 非极性键 配位键 离子键
化学键
分子间相 互作用
范德瓦耳斯 力
离子键
定义
形成条件 形成过程 表示方法
共价键
写出下列化合物的电子式 NaCl HCl
金属晶体的堆积方式──简单立方堆积
简单立方堆积
金属晶体的原子空间堆积模型2
体心立方堆积（ IA，VB，VIB）
金属晶体的堆积方式──钾型
体心立方堆积
配位数：8 空间占有率： 68.02%
金属晶体的原子空间堆积模型3
六方密堆积（镁型）
六方堆积过程图
1 6 2 3
5
4
6
1 5
2 3 4 1 6 2 3
最稳定的金属是----------金
课堂练习一
金属晶体的形成是因为晶体中存在 （ ）
C
A.金属离子间的相互作用 B．金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D.金属原子与自由电子间的相互作用
课堂练习二
2．金属能导电的原因是 （ ） C
A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的 相互作用较弱 B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下 可发生定向移动 C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用 下可发生定向移动 D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子