第三章 3.2.2~3.3.1

1、定义： 所有原子都以共价键相互结合形成三维的立体网状结构的晶体

①某些单质

如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等

②某些非金属氧化物

如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等

③极少数金属氧化物，

如刚玉(ɑ-Al2O3)

3.共价晶体的物理性质：

①较高的熔点

共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量

②硬度很大

③一般不导电，但晶体硅、锗是半导体

④难溶于一般的溶剂

4.典型共价晶体的结构分析

金刚石

①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有　4　个

②每个碳原子都采取___sp3杂化____;

③所有的C—C键长相等，键角相等，键角为____109°28'_____.

④晶体中最小的碳环由 6 个碳组成，且 不在 __同一平面内；

⑤晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，

故C原子与C—C键数之比为：

1、 ：（ [上传失败...(image-20f3f5-1614754169436)] ）= 1：2

⑥每个碳原子可形成12　个六元环,每个C-C键可以形成6　个六元环。

⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数___8____

8×1/8+6×1/2+4=8

⑧12g 金刚石含有_ NA 个C原子

含有_ 2NA 个C-C键

二氧化硅

① 在SiO2晶体中，每个硅原子与 4 个氧原子结合；每个氧原子与 2个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 1 ：2

②在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 4 个共价键；每个氧原子形成 2个共价键；

③ 在SiO2 晶体中，最小环为 12 元环。

④每个十二元环中平均含有硅原子 =6×1/12=1/2

每个十二元环中平均含有Si－O键=12×1/6=2

硅原子个数与Si－O 共价键个数之是 1：4

氧原子个数与Si－O 共价键个数之比是 1：2

⑤60g 二氧化硅含有 NA _个Si原子

含有 2NA _个O原子

含有 4NA _ 个Si-O键

5.判断共价晶体和分子晶体的方法

①依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断

组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键；组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的的作用力是分子间作用力。

②依据晶体的熔点判断

共价晶体的熔沸点高，常在1000℃以上；分子晶体的熔、沸点低，常在数百摄氏度以下。

③依据物质的状态判断

一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。

④依据物质的挥发性判断

一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。

6.分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较

不同类型的晶体熔、沸点：共价晶体>分子晶体

同一类型的晶体熔、沸点：

分子晶体:

共价晶体：

①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。

键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。

②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。

1、金属晶体

金属（除汞外）在常温下都是晶体，称其为金属晶体

金属晶体中，除了纯金属，还有大量的__合金_____。

大多数合金是以一种金属为主要组成，

如以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等，

以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等。

在金属晶体中，原子之间以_____金属键___相互结合

2、金属键

描述金属键的理论：

电子气理论：把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有金属原子维系在一起

能带理论：不作介绍

金属键的特征：

①自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，

而是在整块固态金属中自由移动。

②金属键既没有方向性，也没有饱和性。

③金属键的成键粒子是_____金属阳离子_____和____自由电子________。

金属晶体与共价晶体一样是一种“巨分子”

3.金属键的影响因素

原子半径越大，价电子数越少，

金属键越弱，反之，金属键越强

金属键越强，金属的熔沸点越高，硬度越大

5.电子气理论解释金属的物理性质

延展性

当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。

导热性

自由电子在运动时与金属阳离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，把能量从温度高的部分传递到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。

金属光泽

由于金属内部原子以最紧密堆积状态排列，且存在自由电子，所以当光线照射到金属表面时，自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有金属光泽。而金属在粉末状态时，晶格排列不规则，吸收可见光后反射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。

导电性

在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性。

①金属晶体具有导电性，但能导电的物质不一定是金属

②石墨具有导电性，属于非金属。

还有一大类能导电的有机高分子化合物（如聚乙炔），也不属于金属。

③金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。

而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化

1.离子晶体

由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体

常见的离子晶体:强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐

离子晶体的性质：熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩，水溶液或者熔融状态下导电。

2.离子键

离子键没有方向性和饱和性。

一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大

3.常见离子晶体的结构

NaCl晶胞

（1）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：

（2）配位数：一种离子周围最邻近的带相反电荷的离子数目

每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有 6 个。

它们所围成的空间几何构型是 正八面体 。

（3）每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有 6 个，Na＋有 12 个。

每个Cl－周围与之等距且距离最近的Na＋有 6 个，Cl－有__ 12 个。

CsCl晶胞

（1）每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：

（2）配位数

每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有 8 个。

它们所围成的空间几何构型是 正六面体

（3）每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有 8 个，Cs＋有 6 个。

每个Cl－周围与之等距且距离最近的Cs＋有 8 __个，Cl－有 6 个。

。

(3)CaF2型晶胞

①Ca2+的配位数：8

②F-的配位数：4

③一个CaF2晶胞中含：

4个Ca2+和8个F-

(4)ZnS型晶胞

①Zn2+的配位数：4

②S2-的配位数：4

③一个ZnS晶胞中含：

4个Zn2+和4个S2-

课堂小结

总结归纳：物质的熔点与晶体类型的关系

1、若晶体类型不同：

一般情况下：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体

2、若晶体类型相同，则有：

⑴离子晶体：结构相似，离子半径越小，离子电荷越高， 晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。

⑵原子晶体：结构相似，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。

⑶分子晶体（不含氢键时）：分子组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力就越强，熔点就越高。

⑷金属晶体：离子半径越小，离子电荷越高，金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。