内容正文:
第三章 晶体结构和性质
整理与提升
学业要求
1、能说出晶体与非晶体的区别;能结合实列描述晶体中粒子排列的周期性规律;能计算晶作胞中所含的粒子数。
2、能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的粒子及其粒子间 的相互作用。能举例说明过渡晶体和混合型晶体是普遍存在的。
3、能说出配位键的特征;能运用配位键解释配合物的某些典型性质;能举例说明配合物在生物、化学等领域的广泛应用。
4、能举例说明物质在原子、分子、超分子、聚集态等不同尺度上的结构特点对物质性质的影响。
知识体系
晶体结构与性质
物质的聚集状态与晶体常识
分子晶体与共价晶体
分子晶体
共价晶体
金属晶体与离子晶体
固、液、气、等离子体、液晶
均摊法计算原子个数、配位数
金属键与金属晶体
离子晶体
过渡晶体和混合晶体
配合物与超分子
晶体与非晶体
物质聚集状态
晶胞
晶体结构的测定
晶体有固定熔点、自范性、各向异性
X射线衍射仪
冰晶体、干冰晶体
金刚石、低温石英
电子气理论模型
NaCl晶体、CsCl晶体
石墨晶体
[Cu(H2O)4]2+ 、[Ag(NH3)2]+
杯酚识别C60、冠醚识别碱金属离子
配合物
超分子
一、晶体结构的测定和特点
晶体结构
晶体
X射线衍射实验
测定
晶胞类型、大小
原子种类、数目
分子空间结构
决定
粒子的空间排列存在周期性
特点:规则外形、自范性、各向异性、有固定熔沸点
X射线衍射测定晶体结构的实验原理示意图
二、晶体类型和结构特点
晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
微粒 阴、阳离子 分子 原子 金属阳离子
自由电子
作用力 离子键 分子间作用力 共价键 金属键
硬度 较大 较小 较大 较大
熔沸点 较高 低 较高 较高
导电性 溶于水或熔融态下均导电 熔融态不导电 不导电 导电
典型实例 NaOH、AgCl、Na2O等 HCl、Cl2、CO2、He、P4、S等 金刚石、碳化硅、刚玉、晶体硅等 金属、合金
晶体中的化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体,只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近,因而通常当作离子晶体来处理,如Na2O等。同样,偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理,如Al2O3、SiO2等。
过渡晶体
像石墨这样的晶体既有共价键又有范德华力,同时还存在类似金属键的作用力,兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体,称为混合型晶体。
混合型晶体
三、配合物和超分子
1.配位健:
3.超分子两个重要特征是________和________。
分子识别
自组装
成键原子或离子一方提供空轨道,另一方提供孤电子对而形成的,这类“电子对给予-接受”键称配位键。配位键是一种特殊的共价键,与共价键性质完全相同。具有饱和性和方向性
通常由金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配位体或配体)以配位键结合形成的化合物,简称配合物
2.配合物:
考点一:晶体类型的判断
典例1: (2021•天津)下列各组物质的晶体类型相同的是( )
A.SiO2和SO3 B.I2和NaCl C.Cu和Ag D.SiC和MgO
C
典例2: (2020•山东)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4.常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为 ,其固体的晶体类型为 。
分子晶体
正四面体形
思维建模1:晶体类型的判断依据
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断
①分子晶体的构成微粒是分子,微粒间的作用为分子间作用力。
②共价晶体的构成微粒是原子,微粒间的作用是共价键。
③金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子,微粒间的作用是金属键。
④离子晶体的构成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用是离子键。
①大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2等外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。②金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是共价晶体。
③金属单质(除汞外)和合金是金属晶体④金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
(2)依据物质的分类判断
(3)依据晶体的熔点判断
①分子晶体的熔点低②离子晶体的熔点较高③共价晶体的熔点很高
④金属晶体的多数熔点高,但也有少数熔点相当低合金的熔、沸点比其成分金属低
(5)依据硬度和机械性能判断
①分子晶体硬度小且较脆②共价晶体硬度大③金属晶体多数硬度大,但也有较低的,且具有延展性。合金的硬度比其成分金属大④离子晶体硬度较大、硬而脆
①金属晶体是电的良导