2023届高三化学一轮复习 晶体结构与性质 课件

（一）晶体的常识 晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图 原子周期性有序排列 排列相对无序 归纳总结 1、晶体与非晶体   晶体 非晶体 结构特征(本质区别) 性质 特征 自范性 熔、沸点 某些物理性质 判断二者方法 间接方法 最可靠的科学方法 结构微粒周期 性有序排列 结构微粒无序 排列 有 无 固定 不固定 各向异性 各向同性 看是否有固定的熔、沸点，是否 有自范性、是否有各向异性 对固体进行X­射线衍射实验 3 X-射线衍射实验 X-射线衍射法：当单一波长的X-射线通过晶体时， 会在记录仪上看到分立的斑点或明锐的谱线。而非 晶体则看不到 晶态SiO2 非晶态SiO2 2 1 2 1 3 4 1 内部：1 面上：1/2 顶点：1/8 棱上：1/4 2 4 3 7 6 1 8 5 2、均摊法求晶胞中的粒子数目 和晶体的化学式 内容解读 非平行六面体—六方晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献 例：最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是 。 解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：Ti14C13 特殊情况 （二）典型的晶体模型 1、分子晶体 分子内：共价键结合； 分子间：范德华力或氢键。 （与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ） CO2晶胞中CO2有4种不同的排列方向 １个H2O周围有４个H2O ，1mol冰中有2mol氢键 氢键具有方向性 液态水中的氢键 分子密堆积 分子非密堆积 微粒间的作用力 空间特点 实例 范德华力，无氢键 范德华力、氢键 每个分子周围有 12个紧邻的分子 每个分子周围紧邻 的分子少于12个， 空间利用率低。 C60、干冰 、I2、O2 HF 、NH3、冰 例：正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，层内的 H3BO3分子通过氢键相连(如下图)。下列有关说法正 确的是 (　　) A．正硼酸晶体属于原子晶体 B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关 C．分子中硼原子符合8电子稳定结构 D．含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键 D 氢键 科学视野：天然气水合物 —— 一种潜在的能源 2、原子晶体 （1）某些单质：硼（B）硅（Si）锗（Ge）灰锡（Sn） （2）某些非金属化合物：金刚砂（SiC） 氮化硼（BN） SiO2 Si3N4 （3）极少数金属氧化物：α—Al2O3晶体（刚玉） 金刚石晶体结构 晶胞示意图 典型结构 （1）金刚石结构(晶体硅类似) 配位数为4 设晶胞边长为a，原子半径为r，a，b原子的核间距为2r。 a b d c e a c e d b 则体对角线为 a ∴ a = 8r V球=4/3 πr3 ×8 V晶胞=a3=(8r/ )3 空间利用率= V球/ V晶胞×100%= π/16 ≈34% 配位数为4 共价键的饱和性和方向性决定了原子晶体低配位、 低密度的构型。 （1）晶体中每个C原子都采用______杂化和_____个C原子形成____个共价键,成为_____________结构。 4 sp3 4 正四面体 （2）所有碳碳键长均相等，键角均为109°28’ （3）C原子与碳碳键个数比为________，最小环由 _______个C原子组成，且不在一个平面，六元环中最多有______个C原子共平面。 每个C原子被_____个最小环所共用，平均每个六元环含有______个C原子。每个C原子被_______个碳碳键所共用，平均每个C原子含有________个碳碳键。 每个碳碳键被______个六元环共用，故平均每个最小环含有________个碳碳键。 1：2 6 12 1/2 4 2 1 4 6 B O x y z (1,0,0) (1,1,0) (1/2,1/2,0) A B A(1/4，1/4，1/4) B(3/4，3/4，1/4) （2）二氧化硅结构 （1）每个硅原子都采取_____杂化，以_____个共价单 键与_____个氧原子结合，硅、氧原子个数比为______。 sp3 4 4 1∶2 （2）晶体中的最小环为______元环，其中有_____个Si原子和____个O原子，含有_____个Si-O键；每个Si原子被_____个十二元环共有，每个O原子被______个十二元环共有，每个Si-O键被____个十二元环共有；每个十