高中化学晶体结构课件

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高中化学选修三-晶体课件ppt课件

化学选修三
原子结构与性质
原子结构
原子结构与元素的性质共价键
分子结构与性质分子的立体结构
晶体结构与性质
分子的性质晶体的常识分子晶体与原子晶体金属晶体离子晶体
1、化学键及其分类
相邻原子或离子之间强烈的相互作用
金属键按成键方式分为：共价键
金属晶体分子晶体
离子键
离子晶体
四、配合物理论简介
SiC、BN、SiO2、Al2O3等
3、结构特征
晶体中只存在共价键，无单个分子存在；晶体为空间网状结构。
二氧化硅
金刚石
4、原子晶体的物理性质
熔沸点高硬度大一般不导电难溶于溶剂
在SiO2晶体中，每个Si原子和（ 4 ）个O原子形成（ 4 ）个共价键即每个Si原子周围结合（ 4 ）个O原子；同时，每个O 原子和（ 2 ）个Si原子相结合。在SiO2晶体中，最小的环是（ 12 ）元环。( 没有 )单个的 SiO2分子存在。
练习 1、下列物质属于分子晶体的化合物是（ C ）
A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐
2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是
A、分子内共价键 C、分子键距离
B、分子间作用力 BC
D、分子间的氢键
3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（ A ）
A、离子键
B、极性键
C、非极性键
D、范德华力
4、水分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成（H2O）n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体，其结构如图：试分析：
B.熔点10.31 ℃，液态不导电、水溶液能导电
C.易溶于CS2、熔点112.8 ℃，沸点444.6℃ D.熔点97.81℃，质软、导电、密度0.97g／cm3

高中化学第四章第一节晶体的常识PPT课件

探究: 下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石
(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?
Na
Zn
I2
金刚石
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。
1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为 1：1 ；乙晶体的化学式为 C2D ；丙晶体的化学式为__E_F___；丁晶体的化学式为__X_Y_3Z__。
4. 下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个分子？
8×
81+ 6 ×
1 2
=4
含4个CO2分子
5. 下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和Cl¯
的个数比是多少？晶胞含多少个氯化钠？
Na原子：
8×
1 8
+
6
×
1 2
=4
Cl原子：
1+
12
×
1 2
=4
含4个钠、4个氯
6. 最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气
6.鉴别晶体和非晶体
（1）物理性质差异如：外形、硬度、熔点、折光率
（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固
体进行X-射线衍射实验。
固体
外观
微观结构自范性各向熔点异性
具有规粒子在三晶体则的几维空间周有
何外形期性有序排列
有各固定
向异性
非晶体
不具有规则的几何外形
粒子排列相对无序
2、特点：晶胞都是平行六面体.晶胞在晶体中“无隙并置”.

高中化学课件：共价晶体

√B.②③④
C.④⑤
D.②⑤
4.将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅(Si3N4)固体，氮化硅是一种新型耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。下列推断可能正确的是
A.SiCl4、Si3N4的晶体类型相同
√B.Si3N4晶体是立体网状结构
键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。 ②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：原子半径：C<Si，则键长：C-C < C-Si < Si-Si，故键能：C-C<C-Si<Si-Si，熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
②比较范德华力
组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高
③比较分子极性
相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。
④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。
任务五：分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较
1.不同类型的晶体熔、沸点：共价晶体>分子晶体 2.同一类型的晶体熔、沸点：
共价晶体： ①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。
③ 在SiO2 晶体中，最小环为 12 元环，没有单个的SiO2分子存在。
180º
109º28´
共价键
知识拓展碳化硅
俗名“金刚砂”，它具有类似金刚石的结构和性质，其空间结构中碳原子和硅原子相间排列，化学式为 SiC。
SiC 的球棍模型
用途
功能陶瓷高级耐火材料磨料
深度思考
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。

第三章第二节分子晶体与共价晶体第二课时-2024-2025学年高中化学选择性必修二课件

3.常见的共价晶体（1）部分单质。
以碳为中心
金刚石、硼(B)、硅(Si)、锗(Ge) 和灰锡(Sn)等。（2）部分非金属化合物。
碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、二氧化硅
(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等（3）极少数金属氧化物。
刚玉(Al2O3)等近年来以Si3N4 为基础，用Al取代部分 Si，用O取代部分N而获得结构多样化的陶瓷，用于制造LED发光材料。
(2)第ⅣA族相邻元素间也可形成相似结构的晶体(如SiC) (3)与第ⅣA族相邻的元素间根，如BN、GaAs等也可形成与金刚石结构相似的晶体。
金刚石
晶体硅
SiC
GaAs
(2)二氧化硅晶体
①SiO2在自然界分布： SiO2是自然界含量最高的二元氧化物，熔点1713 ℃，有多种结构，最常见的是低温石英。遍布河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗石里的白色晶体以及透明的水晶都低温石英。
√ 类型。( ) × (6)SiO2是二氧化硅的分子式。( )
5.共价晶体的结构特征
(1)金刚石晶体
天然金刚石呈现多面体外形
金刚石的结构
金刚石的晶胞
金刚石晶体的结构特点
①每个碳与相邻_4__个碳以共__价__键__键结合，形成__正__四__面__体__结构。键角为1__0_9_°__2_8_'.每个碳原子都采取_s_p_3_杂__化_。 ②晶体中最小的碳环由__6_个碳组成，且_不__在__ 同一平面内；
碳原子硅原子
(4)依据导电性判断。分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体硅、锗是半导体。 (5)依据物质的分类判断常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。 (6)依据物质的状态判断一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。

高中化学-3-1晶体结构和性质(晶体常识)优秀课件

8×1/8+6×1/2+4=8
举一反三·分析 NaCl晶胞中氯离子和钠离子的个数
Cl- 顶点： ( 1/8 ) 8 = 1，
面心： ( 1/2 ) 6 = 3 ，共4个
Na+ 棱上： ( 1/4 ) 12 = 3 ，
体心： 1 共4个
NaCl晶胞 ----Na+ ---- Cl-
2、推算晶体的化学式
思考与交流
1、某同学在网站上找到一张
玻璃的结构示意图，如右图，
这张图说明玻璃是不是晶体？
为什么？
玻璃的结构示意图
不是，质点不是有序排列
2、根据晶体的物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？
(四)鉴别晶体和非晶体
〔1〕性质差异 ------外形、硬度、熔点、折光率等
顶点：1/8
位于顶点上的粒子为8个小立方体所共有，每个立方体拥有其1/8
棱心：1/4
位于棱心上的离子为4个小立方体所共有，每个立方体拥有其1/4
面心： 1/2
位于面心上的离子为2个小立方体所共有，每个立方体拥有其1/2
体心：1
位于体心上的离子为1个小立方体所有，每个立方体拥有1个离子
立方晶胞对粒子〔质点〕的占有率：
----求晶体中微粒个数最简整数比
例题1 下图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元（晶胞）的排列方式，其对应的化学式正确的
是（图中：O-X，●-Y，○-Z）（）C
XY
X3Y
XY3Z
例题 2 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。如下图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。那么该化合物的化学式可表示为( )

高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课件新人教版选修3

(3)观察下列三个图片，说明了什么？
答案晶体在不同方向上导电性、导热性不同；而非晶①晶体具有自范性。它是指在适当条件下可以自发地呈现多面体外形的性质。它是晶体中结构微粒在微观空间呈现周期性的有序排列的宏观表象。 ②晶体具有固定的熔点。 ③晶体具有各向异性。它是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。例如：蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度是不同的。 3.“盐成卤水，暴晒日中，即成方印，洁白可爱”，说明结晶可获得晶体，除此之外，熔融态物质凝固，气态物质的凝华均可得到晶体。
12
2.非晶硅光电薄膜产业的研发成长，在转换效率上，已逐渐接近于多晶硅太阳能电池，发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率，将比多晶硅太阳能产业更为快速，非晶硅薄膜技术将成为今后太阳能电池的市场主流。试探究下列问题： (1)下图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅？
a：__非__晶__硅___；b：__晶__体__硅__。解析从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。
12
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是__A__C_D___。 A.玻璃是非晶体 B.固体粉末都是非晶体 C.晶体内部质点具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性 D.区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X-射线衍射实验解析 A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体； B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。
归纳总结
1.晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置，就可以认识整个晶体的结构。 2.晶胞中微粒个数的计算，其关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个微粒被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞，情况不同。

人教版高中化学选择性必修二第3章晶体结构与性质第1节第2课时晶胞晶体结构的测定课件

答案:(1)YBa2Cu3O7 (2)2∶1
。
。

解析:(1)由题图可知,该晶胞中 N(Cu)=8×+8×=3,N(Ba)=2,

N(Y)=1,N(O)=12× +8× =7,

则钇钡铜氧的化学式为 YBa2Cu3O7。
(2)根据题中各元素的化合价,以及化合物中各元素的正负化
合价的代数和为零可知,+2价铜与+3价铜的化合价之和为7,
于体心,数目为 1,化学式为 XY3Z,D 项正确。
2.最近发现一种由R、Q、T三种原子构成的气态团簇分子,
其分子模型如图所示,则该分子的化学式为(
)。
A.RQT
C.RQ3T
答案:D
B.RQ2T
D.R8Q6T
二、晶体结构的测定
1.测定晶体结构最常用的仪器是 X射线衍射仪。当单
一波长X射线通过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用,会

确;B 项中,晶胞中含有 X、Y 的个数比为 1∶(8×)=1∶1,化学式

为 XY,B 项错误;C 项中,晶胞中含有 X 的数目为 4×+1=,晶胞

中含有 Y 的数目为 4× = ,化学式为 X3Y,C 项正确;D 项中,晶

胞中含有 X 的数目为 8×=1,晶胞中含有 Y 的数目为 6×=3,Z 位
(1)晶胞是晶体的最小重复单元。( √ )
(2)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。( × )
(3)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。( × )
微训练 1.下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单
元的排列方式,图中:○—X,·—Y,⊗—Z。其中对应的化学式

人教版高中化学选修3课件-金属晶体

知识点二
金属晶体的结构
1．金属晶体的原子堆积模型
2.晶胞中原子的空间利用率的计算方法 (1)以面心立方晶胞为例，求晶胞中原子的空间利用率
图乙是面心立方晶胞的结构剖面图，晶胞的面对角线为金属原子半径的 4 倍。设金属原子的半径为 R，则晶胞的面对角线为 4R，晶胞立方体的体积为(2 2R)3。每个面心立方晶胞中实际含有 4 个金属原子，4 个金属原子的体积为 4×43πR3，因此晶胞中原子的空间利用率为42×432πRR33×100%＝74%。
Hale Waihona Puke ①该晶胞“实际”拥有的铜原子是____4____个。
②该晶胞称为_____C___(填序号)。
A．立方晶胞
B．体心立方晶胞
C．面心立方晶胞 D．简单立方晶胞
③此晶胞立方体的边长为 a cm, Cu 的相对原子质量为 64，金属铜的密度为 ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数为___ρ2_·5a_63__m_o_l_－_1(用
1金属晶体在受外力作用下，各层之间发生相对滑动，但金属键并没有被破坏。
2金属晶体中只有金属阳离子，无阴离子。 3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。 4分子晶体的熔点不一定都比金属晶体的低，如汞常温下是液体，熔点很低。
1.晶体中有阳离子，一定有阴离子吗？反之，晶体中有阴离子，一定有阳离子吗？
(4)颜色/光泽——自由电子吸收所有频率光释放一定频率光由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光辐射到它的表面上时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，这就使得绝大多数金属呈现银灰色以至银白色光泽，金属能反射照射到其表面的光而具有光泽。而金属在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。

晶体结构-高中化学课件

32
立方ZnS
33
CaF2
34
Mg/Zn
a=b≠c
== 90˚ ，=120˚
V=
2
ac

35
钙钛矿 CaTiO3
36
晶体X射线衍射
37
38
39
40
41
其中，顶点占1/8，棱上占1/4，面上占1/2，体内占1
• 以上占比不仅适用于长方体，也适用于任意的平行六面体
26
27
28
晶胞的两个基本要素
晶胞的大小和形状：可用晶胞参数来表示，晶轴三个方
向确定后，a, b, c, , , 描述晶胞边长、晶面夹角
晶胞的内容：原子的种类、数目
ZM
15
晶体生长
速率适当
凝固
凝华
结晶
16
晶体生长
速率适当
17
Crystalline Solid
Glass
(Amorphous Solid)
18
2.晶体内部的微粒在空间按照一定规律做周期性重复排
列（本质区别）
Long-range-order
19
3.晶体的各向异性
石墨晶体结构
20
4. 晶体具有确定的熔点
三斜晶系
8
晶体结构与性质
9
一、物质的聚集状态
气态
物质三种聚集态
液态
晶体
固态
非晶体
准晶体
10
一、物质的聚集状态
11
一、物质的聚集状态
12
二、晶体与非晶体
1 .晶体的特征
13
14
1. 自发的形成凸多面体外形（自范性）
F+V=E+2

分子晶体与共价晶体课件——高中化学人教版选择性必修二

➢ 最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。每个最小的环实际拥有的硅原子为6×1/12=1/2，氧原子数为1。
➢ 1mol SiO2中含4mol Si—O键，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。 ➢ 正四面体内O—Si—O键角为109°28′。
2023/9/21
第二节分子晶体和共价晶体 27
2023/9/21
第二节分子晶体和共价晶体 14
高中化学选择性必修2 《物质结构与性质》
➢ 分子晶体的结构特征干冰升华过程中破坏共价键吗？
• 干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。
硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？
分子晶体的物理性质
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离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电
分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律
极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂
2023/9/21
第二节分子晶体和共价晶体
7
高中化学选择性必修2 《物质结构与性质》
➢ 分子晶体的结构特征
为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？
• 水分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力)，在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
• 氢键有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引
• 冰晶体中的水分子的空间利用率不高，当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大
➢ 二氧化硅的结构:二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(αSiO2)。

新教材适用2023_2024学年高中化学第3章晶体结构与性质章末总结课件新人教版选择性必修2

选项
性质差异
结构因素
A 沸点：正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃)
分子间作用力
B 熔点：AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华)
晶体类型
C 酸性：CF3COOH(pKa＝0.23)远强于CH3COOH (pKa＝4.76)
羟基极性
D 溶解度(20 ℃)：Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g) 阴离子电荷
(2)根据萤石晶胞结构，浅色 X 离子分布在晶胞的顶点和面心上，则
1 个晶胞中浅色 X 离子共有 8×18＋6×12＝4 个，深色 Y 离子分布在晶胞内部，则 1 个晶胞中共有 8 个深色 Y 离子，因此该晶胞的化学式应为 XY2，结合萤石的化学式可知，X 为 Ca2＋；根据晶胞，将晶胞分成 8 个相等的小正方体，仔细观察 CaF2 的晶胞结构不难发现 F－位于晶胞中 8 个小立
解析：由 LaH2 的晶胞结构可知，La 位于顶点和面心，晶胞内 8 个小立方体的中心各有 1 个 H 原子，若以顶点 La 研究，与之最近的 H 原子有 8 个，则 La 的配位数为 8，故 A 正确；由 LaHx 晶胞结构可知，每个 H 结合 4 个 H 形成类似 CH4 的结构，H 和 H 之间的最短距离变小，则晶体中 H 和 H 的最短距离：LaH2>LaHx，故 B 正确；由题干信息可知，在 LaHx 晶胞中，每个 H 结合 4 个 H 形成类似 CH4 的结构，这样的结构有 8 个，顶点数为 4×8＝32，且不是闭合的结构，故 C 错误；1 个
解析：正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体，由于新戊烷支链多，对称性好，分子间作用力小，所以沸点较低，故 A 正确；AlF3 为离子化合物，形成的晶体为离子晶体，熔点较高，AlCl3 为共价化合物，形成的晶体为分子晶体，熔点较低，则 AlF3 熔点远高于 AlCl3，故 B 正确；由于电负性 F>H，C—F 键极性大于 C—H 键，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更容易电离，酸性增强，故 C 正确；碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中 HCO3－间存在氢键，与晶格能大小无关，即与阴离子电荷无关，故 D 错误。故选 D。