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
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《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.
b、代表晶体 CO2
干冰的晶体结构图(一)
返回
干冰的晶体结构图(二)
可见:每个二氧化碳分子周围有 12 个二氧化碳分子
返回
Si o
共价键
109º28´ 共价键
返回
石墨的晶体结构图
返回
不同晶体类型熔沸点高低的判断：
来自百度文库
离子晶体：离子半径越小，所带电荷越多，离子键越牢固，
熔沸点越高。
NaCl与MgCl2
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_______.
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
=
2a 2
1987年2月，朱经武（Paul Chu）教授等发现钇钡铜氧 化合物在90K温度下即具有 超导性，若该化合物的结构 如右图所示，则该化合物的 化学式可能是（ C ）
• 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
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 个；6 这几个Cl-在 空间构成的几何 构型 为 正八面体 。
8：8
NaCl的晶体结构：
4 Na+： 4 Cl–：
CsCl的晶体结构：
8 Cs+： 8 Cl–：
3、离子晶体的物理特性：
决定因素：构成的化学键为较强的离 子键，破环需要外界提供 较多的能量
a.硬度较高，难于压缩 b.有较高的熔沸点 c.固态时不导电，熔融状态 或溶于水时
能导电。
d.各种离子晶体之间溶解度相差较大
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：
粒子间作 离子键 用力
熔沸点 较高
A. YBa2CuO7-X B. YBa2Cu2O7-X C. YBa2Cu3O7-X D. YBa2Cu4O7-X
Cu 8×(1/8) + 8×(1/4) = 3
Y1
1/8
Cu铜 Ba钡 Y钇 O氧
Ba 2
金刚石和石墨最小的环为
几元环？碳碳键的键角为多 少？
白磷的键角为多少？Wg白磷中磷磷单键的数 目为多少？
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
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；
1.离子晶体中离子的配位数的决定因素
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
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：
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
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
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
(1)几何因素----正负离子的半径比(r+/r- )
(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 。 TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数 为多少？
(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.
金属阳离子电荷数越高，半径越小 熔沸点越高
四、金属晶体的原子堆积模型 原子在二维平面上的两种放置方式－非密置层和密置层
非密置层
配位数为４
密置层
配位数为６
二、金属晶体的原子堆积模型
三维堆积－四种方式
简由
单非
立 方
密 置 层
堆一
积层
一
钾型
层 堆
体心
积
立方
而
成
四.离子晶体
NaCl和CsCl的晶胞
NaCl晶体 每个Na+同时吸引6个Cl- 每个Cl-同时吸引6个Na+
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.
b、代表晶体 CO2
干冰的晶体结构图(一)
返回
干冰的晶体结构图(二)
可见:每个二氧化碳分子周围有 12 个二氧化碳分子
返回
Si o
共价键
109º28´ 共价键
返回
石墨的晶体结构图
返回
不同晶体类型熔沸点高低的判断：
来自百度文库
离子晶体：离子半径越小，所带电荷越多，离子键越牢固，
熔沸点越高。
NaCl与MgCl2
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_______.
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
=
2a 2
1987年2月，朱经武（Paul Chu）教授等发现钇钡铜氧 化合物在90K温度下即具有 超导性，若该化合物的结构 如右图所示，则该化合物的 化学式可能是（ C ）
• 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
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 个；6 这几个Cl-在 空间构成的几何 构型 为 正八面体 。
8：8
NaCl的晶体结构：
4 Na+： 4 Cl–：
CsCl的晶体结构：
8 Cs+： 8 Cl–：
3、离子晶体的物理特性：
决定因素：构成的化学键为较强的离 子键，破环需要外界提供 较多的能量
a.硬度较高，难于压缩 b.有较高的熔沸点 c.固态时不导电，熔融状态 或溶于水时
能导电。
d.各种离子晶体之间溶解度相差较大
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：
粒子间作 离子键 用力
熔沸点 较高
A. YBa2CuO7-X B. YBa2Cu2O7-X C. YBa2Cu3O7-X D. YBa2Cu4O7-X
Cu 8×(1/8) + 8×(1/4) = 3
Y1
1/8
Cu铜 Ba钡 Y钇 O氧
Ba 2
金刚石和石墨最小的环为
几元环？碳碳键的键角为多 少？
白磷的键角为多少？Wg白磷中磷磷单键的数 目为多少？
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
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；
1.离子晶体中离子的配位数的决定因素
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
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：
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
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
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
(1)几何因素----正负离子的半径比(r+/r- )
(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 。 TiO2晶体中正离子的配位数为6，负离子的配位数 为多少？
(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.
金属阳离子电荷数越高，半径越小 熔沸点越高
四、金属晶体的原子堆积模型 原子在二维平面上的两种放置方式－非密置层和密置层
非密置层
配位数为４
密置层
配位数为６
二、金属晶体的原子堆积模型
三维堆积－四种方式
简由
单非
立 方
密 置 层
堆一
积层
一
钾型
层 堆
体心
积
立方
而
成
四.离子晶体
NaCl和CsCl的晶胞
NaCl晶体 每个Na+同时吸引6个Cl- 每个Cl-同时吸引6个Na+