高考化学专题专题八 晶体结构.doc
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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分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、SiO2、SiC冰(H2O)、干冰(CO2)晶体的物理特性熔点、沸点熔点较高、沸点高熔、沸点高熔、沸点低导热性不良不良不良导电性固态不导电,熔化或溶于水能导电差差机械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度较小晶体熔、沸点高低的比较规律1.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。2.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。3.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。4.分子晶体(1)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H2O>H2Te>H2Se>H2S。(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SnH4>GeH4>SiH4>CH4。(3)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>N2,CH3OH>CH3CH3。(4)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>5.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1.原子晶体(金刚石和二氧化硅)(1)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)=1∶2。(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)。1molSiO2内含有4molSi—O键。2.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。3.离子晶体(1)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。(2)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)。4.金属晶体(1)金属键——电子气理论金属阳离子与自由电子间的强相互作用。(2)金属晶体的几种典型堆积模型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Po52%6钾型Na、K、Fe68%8镁型Mg、Zn、Ti74%12铜型Cu、Ag、Au74%125.混合晶体(石墨)由共价键形成的6个碳原子环为平面正六边形(键角为120°)。晶体中每个碳原子为3个六边形共有,故碳原子个数与C—C键数之比为:例题讲解观察NaCl的晶体模型,分析在NaCl晶体的每个晶胞中,Na+占据的位置有几种,每种位置各有几个,Cl-占据的位置有几种,每种位置各有几个。每个周围与它最接近且距离相等的有几个。在每个NaCl晶胞中,平均占有Na+离子多少个?Cl-离子多少个?2、根据离子晶体的晶