化学竟赛-晶 体 结 构.ppt

* 除了分子间氢键外，还有分子内氢键。例如，硝酸的分子内氢键使其熔、沸点较低。 干冰的晶体结构图(一) 返回 干冰的晶体结构图(二) 返回 可见:每个二氧化碳分子周围有 个二氧化碳分子 12 石墨的晶体结构图 层间为分子间力 同一层：C－C 键长为142pm，C 原子与周围三个 C 原子形成共价键，键角为 1200。 层与层间：距离为 340pm，靠分子间力结合起来。 石墨晶体既有共价键，又有分子间作用力，是过渡型或混合型晶体。 石墨晶体中每一层为正六边形的平面网状结构,则每个正六边形占有多少个碳原子?多少个C-C键? 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。 石墨的熔沸点为什么很高？ 四、金属晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 。 金属离子与自由电子之间的较强作用就是金属键 金属晶体容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等 金属导电的原因： 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。 金属晶体的结构与金属性质的内在联系 金属的延展性 自由电子 + 金属离子 金属原子 外力 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 金属导热的原因 金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子发生碰撞，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。 金属晶体中粒子的排列方式常见的有三种： 体心立方堆积 面心立方密堆积 六方密堆积 体心立方晶胞中金属原子的空间利用率(?) (2)原子半径r 与晶胞边长a 的关系： 勾股定理： 2a 2 + a 2 = (4r) 2 底面对角线平方 垂直边长平方 斜边平方 得： (3)? = 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 ? 100% = (1)计算每个晶胞含有几个原子: 1 + 8 × 1/8 = 2 面心立方晶胞的空间利用率 晶胞边长为a，原子半径为r. 据勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r 每个面心立方晶胞含原子数目： 8 ? 1/8 + 6 ? ? = 4 8个顶点各1个原子，为8个晶胞共享； 6个面心，各1个原子，为2个晶胞共享. ? % = (4 ? 4/3 ?r 3) / a 3 = (4 ? 4/3 ?r 3) / (2.83 r ) 3 ? 100% = 74% 四种晶体类型及性质的比较 晶体类型 构成的微粒 微粒间的作用 含化学键情况 熔化需克服的作用 固体导电情况 熔化时导电情况 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子、自由电子 离子键 共价键 分子间作用力 (氢键) 金属键 一定有离子键，可能有共价键 含有极性键或非极性键 含有共价键或不含任何化学键 金属键 离子键 共价键 分子间作用力 金属键 不导电 除半导体外不导电 不导电 导电 导电 导电 不导电 除半导体外不导电 晶型的判断 1．从组成上判断(仅限于中学范围)： 化合物有无活泼金属或铵根(有，则多为离子晶体) 是否属于四种常见的原子晶体 是否为金属单质 以上皆否定，则多数是分子晶体 2．从性质上判断： 熔沸点和硬度(高：原子晶体；中：离子晶体； 低：分子晶体) 熔融状态的导电性(导电：离子晶体) 已知下列晶体的熔点：NaCl?801℃ AlF3? 1291℃ AlCl3?190℃ BCl3?107℃ Al2O3 ?2045℃ CO2?-56.6℃ SiO2?1