高考化学专题专题八 晶体结构.docx

专题 八 晶体结构 1、化学键 离子键：阴阳离子间的静电作用 共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用金属键：金属阳离子与自由电子间的相互作用 配位键：当共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应时，就称配位键。范德华力：分子聚集在一起的一种作用力。（分子间） 氢键：氢原子与电负性大、半径小的原子X（氟、氧、氮等）以共价键结合，若与电负性大的原子 Y（与 X 相同的也可以）接近，在 X 与 Y 之间以氢为媒介，生成 X-H…Y 形式的键，… 称为氢键。 2、键参数 键能以能量标志化学键强弱的物理量称键能 键长分子中两个原子核间的平均距离称为键长 键能以能量标志化学键强弱的物理量称键能 键长分子中两个原子核间的平均距离称为键长 键角一个原子周围如果形成几个共价键，这几个共价键之间有一定的夹角，这样的夹角就是 共价键的键角 3、价层电子对互斥理论 4、轨道杂化理论 5、晶体理论金属晶体 离子晶体原子晶体 晶体类型离子晶体 晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 组成晶体的粒子 阳离子和阴离子 原子 分子 组成晶体粒子间的 相互作用 离子键 共价键 范德华力（有的还 有氢键） 典型实例 NaCl 金刚石、晶体硅、 SiO 、SiC 2 冰（H O）、干冰（CO ） 2 2 晶 体的物理特性 熔点、沸点 熔点较高、沸点高 熔、沸点高 熔、沸点低 导热性 导电性 不良 固态不导电，熔化或溶于水能导电 不良 不良 差 差 机械加工 性能 硬度 不良 不良 不良 略硬而脆 高硬度 硬度较小 晶体熔、沸点高低的比较规律 不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，而汞、镓、铯等熔、沸点很低。 原子晶体 由共价键形成的原子晶体中，原子半径越小的键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高， 如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。 离子晶体 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 分子晶体 分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；分子间具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高，如 H O＞H Te＞H Se＞H S。 2 2 2 2 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH ＞GeH ＞SiH 4 4 4 ＞CH 。 4 组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如 CO＞N ，CH OH＞CH CH 。 2 3 3 3 对 于 互 为 同 分 异 构 体 的 分 子 晶 体 ， 支 链 越 多 ， 熔 、 沸 点 越 低 ， 如 CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞ 金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点： Na＜Mg＜Al。 合金的熔、沸点一般来说比它各组分纯金属的熔、沸点低。如：钠钾合金常温下为液态。 几种常见晶体的结构 原子晶体(金刚石和二氧化硅) 1∶2。 金刚石——每个碳原子与 4 个碳原子紧邻。由 5 个碳原子形成正四面体结构单元。由共价键构成的最小环状结构中有 6 个碳原子，不在同一平原上(键角为 109°28′)。晶体中每个碳原子参与了 4 个 C—C 键的形成，而在每个键中的贡献只有一半，碳原子个数与碳碳键数之比为1:(4×1/2 ) ＝ 二氧化硅——每个硅原子与 4 个氧原子紧邻，每个氧原子与2 个硅原子紧邻。键角(O—S 键)为 109°28′，每个最小的环上有 12 个原子(有 6 个 Si 和 6 个 O)。1 mol SiO2 内含有 4mol Si—O 键。 分子晶体(干冰) 干冰——每个 CO2 分子紧邻 12 个 CO2 分子。晶格的一个面上有 5 个 CO2 分子，其中有 1 个 CO2 分子位于面心。 离子晶体 金属晶体  氯化钠——在晶体中，每个 Na＋同时吸引 6 个 Cl－，每个 Cl－同时吸引 6 个 Na＋(上、下、左、右、前、后)，配位数为 6。每个晶胞含 4 个Na＋和 4 个 Cl－。每个Na＋与 12 个Na＋等距离相邻。 氯化铯——每个 Cs＋紧邻 8 个 Cl－，每个 Cl －紧邻 8 个 Cs＋，配位数为 8。每个 Cs＋与 6 个 Cs＋等距离相邻(上、下、左、右、前、后)。 堆积模型采用这种堆积模型的典型代表空间的利用率 堆积模型 采用这种堆积模型的 典型代表 空间的利用率 配位数 晶胞 简单立方堆积 Po 52% 6 钾型 Na、K、Fe 68% 8 镁型 Mg、Zn、Ti 74% 12 铜型 Cu、Ag、Au 74% 12 金属阳离子与自由电子间的强相互作用。 金属晶体的几种典型堆积模型 混合晶体(石墨) 由共价键形成的