第三章晶體結構與性質Theusercandemonstrateonaprojectororcomputer,orprintthepresentationandmakeitintoafilmtobeusedinawiderfield本章知識結構01晶體的特征獲得晶體的途徑晶胞自范性：晶體能自發地呈現多面體外形的性質各向異性：反應晶體內部質點排列的有序性熔融態物質凝固氣態物質凝華溶質從溶液中析出描述晶體結構的基本單元，常規晶細胞都是平行六面體晶胞中原子占有率（平行六面體）：頂點：邊心：面心：體心：1

......晶體結構與性質晶體結構與性質分子晶體金屬晶體共價晶體......由分子構成，相鄰分子以分子間作用力結合由分子構成，相鄰分子以分子間作用力結合由分子構成，相鄰分子以分子間作用力結合由分子構成，相鄰分子以分子間作用力結合金屬鍵：電子氣理論利用電子氣理論解釋金屬的導電性、延展性原子間以共價鍵結合，是三維的空間網狀結構常見原子晶體：金剛石、晶體硅、二氧化硅等物理特性：熔點高、硬度大晶體結構與性質離子晶體過渡晶體與混合型晶體配位鍵、配合物、超分子由陰離子和陽離子通過離子鍵形成的晶體物理性質：熔點高、硬度大、難壓縮大多數晶體屬于過度晶體石墨是混合型晶體配位鍵：電子對給予——接收超分子：兩種或多種分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體配位化合物含有Theusercandemonstrateonaprojectororcomputer,orprintthepresentationandmakeitintoafilmtobeusedinawiderfield本章重點突破02一晶體與非晶體晶體非晶體微觀結構特征粒子周期性有序排列粒子排列相對無序性質特征自范性有無各向異性有無熔點固定不固定鑒別方法

間接方法看是否具有固定的熔點或根據某些物理性質的各向異性科學方法對固體進行X－射線衍射實驗舉例NaCl、I2、SiO2、Na晶體等玻璃、橡膠等一晶體與非晶體④晶體不一定都有規則的幾何外形，如瑪瑙。①同一物質可以是晶體，也可以是非晶體，如晶體SiO2和非晶體SiO2。②有著規則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不一定是晶體。例如，玻璃制品可以塑造出規則的幾何外形，也可以具有美觀對稱的外觀。③具有固定組成的物質也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成。二(1)立方體

(2)三棱柱(3)六棱柱體心1面心1/2棱邊1/4頂點1/8體心1面心1/2棱邊水平1/4豎1/6頂點1/12體心1面心1/2棱邊水平1/4豎1/3頂點1/6晶胞中粒子數的計算三分子晶體只含分子的晶體構成粒子分子晶體分子粒子間的作用力分子間作用力分子內各原子間共價鍵定義：

三分子晶體典型的分子晶體：

①所有非金屬氫化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX②部分非金屬單質:X2，O2，H2，S8，P4，C60

③部分非金屬氧化物:CO2，SO2，NO2，P4O6，P4O10④幾乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4⑤絕大多數有機物：乙醇，冰醋酸，蔗糖三分子晶體分子晶體的物理性質：

①較低的熔點和沸點②較小的硬度（多數分子晶體在常溫時為氣態或液態）③一般不導電，熔融狀態也不導電，部分溶于水導電④溶解性與溶質、溶劑的分子的極性相關——相似相溶三分子晶體分子晶體的結構特征

微粒間作用力空間特點舉例分子密堆積分子非密堆積通常每個分子周圍有12個緊鄰的分子每個分子周圍緊鄰的分子數小于12個，空間利用率范德華力范德華力和氫鍵C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰四共價晶體所有原子都以共價鍵相互結合形成三維的立體網狀結構的晶體構成粒子共價晶體原子粒子間的作用力共價鍵定義：

四共價晶體典型的共價晶體：

如硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）和錫（Sn）等如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等③極少數金屬氧化物，①某些單質②某些非金屬氧化物如剛玉(ɑ-Al2O3)四共價晶體共價晶體的物理性質：

①較高的熔點②硬度很大③一般不導電，但晶體硅、鍺是半導體④難溶于一般的溶劑四共價晶體②每個碳原子都采取_______;sp3雜化③所有的C—C鍵長相等，鍵角相等，鍵角為_________.109°28'④晶體中最小的碳環由___個碳組成，且_____同一平面內；6不在⑤晶體中每個C參與了4條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻只有一半，故C原子與C—C鍵數之比為：1：（）=1：2①在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有

個4⑥每個碳原子可形成

個六元環,每個C-C鍵可以形成

個六元環。

⑦在金剛石晶胞中占有的碳原子數_______

６128金剛石

四共價晶體③

在SiO2

晶體中，最小環為

元環。21：244212①

在SiO2晶體中，每個硅原子與

個氧原子結合；每個氧原子與

個硅原子結合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數之比是

.

②在SiO2晶體中，每個硅原子形成

個共價鍵；每個氧原子形成

個共價鍵；二氧化硅

④每個十二元環中平均含有硅原子

1：41：2=6×1/12=1/2

硅原子個數與Si－O共價鍵個數之是

；氧原子個數與Si－O共價鍵個數之比是

。每個十二元環中平均含有Si－O鍵=12×1/6=2

五金屬晶體金屬鍵

金屬鍵的特征：①自由電子不是專屬于某個特定的金屬陽離子，而是在整塊固態金屬中自由移動。②金屬鍵既沒有方向性，也沒有飽和性。③金屬鍵的成鍵粒子是__________和____________。金屬陽離子自由電子金屬晶體與共價晶體一樣是一種“巨分子”五金屬晶體金屬鍵金屬的物理性質決定原子半徑價電子數原子半徑越大，價電子數越少，金屬鍵越弱，反之，金屬鍵越強延展性導電性導熱性金屬光澤......金屬鍵越強，金屬的熔沸點越高，硬度越大熔沸點金屬鍵的影響因素

六離子晶體離子晶體

強堿、活潑金屬的氧化物和過氧化物、大多數鹽由陰離子和陽離子相互作用而形成的晶體，叫做離子晶體常見的離子晶體離子晶體的性質熔沸點較高，硬度較大，難揮發難壓縮，水溶液或者熔融狀態下導電。離子鍵六離子晶體離子鍵

陰陽離子間通過靜電作用所形成的強烈的相互作用叫做離子鍵。成鍵粒子鍵的本質靜電引力和斥力離子鍵沒有方向性和飽和性。一般說來，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，離子晶體的熔、沸點越高，硬度越大七混合晶體石墨

①所有碳原子均采取_______，形成____________結構②碳原子與碳碳鍵個數比為________.sp2雜化平面六元并環金剛石碳原子均采取_______，形成____________結構sp3雜化三維骨架2︰3金剛石中碳原子與碳碳鍵個數比為________.1︰2質量相同的金剛石與石墨，兩者碳原子的個數比為_______

兩者碳碳鍵的個數比為_______1︰14︰3七混合晶體石墨

④層內的碳原子核間距為142pm，層間距離為335pm，說明層間沒有化學鍵相連，是靠范德華力維系的各層之間以范德華力結合，容易滑動，所以石墨質軟⑤石墨有類似金屬晶體的導電性。石墨的導電性只能沿石墨平面方向像石墨這樣，既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。八配合物與超分子配位鍵

成鍵原子或離子一方提供空軌道，另一方提供孤電子對而形成的，這類“電子對給予-接受”鍵被稱為配位鍵。形成條件一方能提供孤電子對另一方能提供空軌道如分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等過渡金屬的原子或離子。配位鍵是一種特殊的共價鍵，同樣具有飽和性和方向性。八配合物與超分子配位化合物

通常把金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。配位化合物一定含有配位鍵但含有配位鍵的化合物不一定是配位化合物例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5八配合物與超分子（1）中心原子(離子)：提供空軌道的金屬離子或原子。一般是過渡金屬，必須有空軌道。（2）配位體：含有孤電子對的分子或離子

NH3H2O

COCl-

SCN-

CN-（3）配位原子：配位體中具有孤電子對的原子NOPS，一般是ⅤAⅥAⅦA的非金屬原子（4）配位數：直接同中心原子配位的原子數目，一般是2、4、6、8（5）配離子的電荷：等于中心離子和配體總電荷的代數和，如：[Fe(SCN)6]3-八配合物與超分子配合物的組成

對于配合物，外界在水溶液中易電離，但內界卻難電離。[Cu(H2O)4]SO4中心離子配體配位數內界外界八配合物與超分子配合物的應用

（1）

在生命體中的應用（2）在醫藥中的應用葉綠素血紅素抗癌藥物酶維生素B12鈷配合物含鋅的配合物含鋅酶有80多種Fe2+的配合物Mg2+的配合物（3）

配合物與生物固氮固氮酶（4）在生產生活中的應用王水溶金電解氧化鋁的助熔劑Na3[AlF6]熱水瓶膽鍍銀[Ag(NH3)2]+H[AuCl4]八配合物與超分子超分子

由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體稱為超分子超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。分子識別自組裝（1）分離C60和C70(2)冠醚識別堿金屬離子(如K+)。

超分子的重要特征

九晶體類型的判斷1.依據構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷

(4)離子晶體的構成微粒是陰、陽離子，微粒間的作用是離子鍵。(2)共價晶體的構成微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵。(1)分子晶體的構成微粒是分子，微粒間的作用為分子間作用力。(3)金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的作用是金屬鍵。九晶體類型的判斷2.依據物質的分類判斷

(4)金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽類是離子晶體。(2)金剛石、晶體硅、晶體硼、碳化硅、二氧化硅等是共價晶體。(1)大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2等外)、幾乎所有的酸、絕大多數有機物(除有機鹽外)是分子晶體。(3)金屬單質（除汞外）和合金是金屬晶體九晶體類型的判斷3.依據晶體的熔點判斷

(4)離子晶體的熔點較高(2)共價晶體的熔點很高(1)分子晶體的熔點低(3)金屬晶體的多數熔點高，但也有少數熔點相當低合金的熔、沸點比其成分金屬低九晶體類型的判斷4.依據導電性判斷

(4)離子晶體溶于水及熔融狀態時能導電(2)共價晶體一般為非導體，但硅為半導體(1)分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導電(3)金屬晶體是電的良導體九晶體類型的判斷5