分子晶体与原子晶体课件.ppt

1、碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构2 2、组成微粒：、组成微粒：3 3、粒子间作用力：、粒子间作用力：1 1、定义：、定义：分子内原子间以分子内原子间以_结合。结合。气化或熔化时破坏的作用力：气化或熔化时破坏的作用力：(1)(1)熔点、沸点：熔点、沸点：(3)(3)导电性：导电性：(2)(2)硬度：硬度：分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力, , 不破坏化学键不破坏化学键分子间作用力越大分子间作用力越大, ,熔沸点越高熔沸点越高 ( (相对分子质量相对分子质量, ,分子极性分子极性, ,氢键氢键) )4 4、物理特性：、物理特性： 一般都是绝缘体，

2、固态和熔融状一般都是绝缘体，固态和熔融状态不导电，有些在水溶液中可以导电态不导电，有些在水溶液中可以导电. .较小较小较低，易升华较低，易升华5 5、典型的分子晶体：、典型的分子晶体：氧（O2）的晶体结构C60的晶胞干冰的晶体结构图I2的晶体结构图周围周围 只有范德华力，无分子间氢键只有范德华力，无分子间氢键分子密分子密堆积。堆积。这类晶体每个分子周围一般有这类晶体每个分子周围一般有1212个紧个紧邻的分子。如：邻的分子。如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2。6 6、分子晶体的结构特征、分子晶体的结构特征（1 1）密堆积）密堆积 有有分子间氢键分子间氢键氢键具有氢键具有

3、方向性方向性, ,使晶体中使晶体中的空间利率不高的空间利率不高, ,留有相当大的空隙留有相当大的空隙. .这种晶体不这种晶体不具有分子密堆积特征。如具有分子密堆积特征。如：HF HF 、NHNH3 3、冰（每个、冰（每个水分子周围只有水分子周围只有4 4个紧邻的水分子）。个紧邻的水分子）。（2 2）非密堆积）非密堆积1 1、下列物质属于分子晶体的化合物是（、下列物质属于分子晶体的化合物是（ ）A A、石英、石英 B B、硫磺、硫磺 C C、干冰、干冰 D D、食盐、食盐C练习练习2 2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是A A、分子内共价键、分子内共价键

4、 B B、分子间作用力、分子间作用力C C、分子间距离、分子间距离 D D、分子间的氢键、分子间的氢键BC3 3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（、冰醋酸固体中不存在的作用力是（ ）A A、离子键、离子键 B B、极性键、极性键 C C、非极性键、非极性键 D D、范德华力、范德华力A4 4、共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子、共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是一种作用的是 ( )( )A.A.干冰干冰 B.B.氯化钠氯化钠 C.C.氢氧化钠氢氧化钠 D.D.碘碘5、下列有关分子晶体熔点的高低叙述

5、中，正、下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的是（确的是（ ）A、Cl2I2 B、SiCl4CCl4C、NH3CH3(CH2)2CH3BB第二课时第二课时原原 子子 晶晶 体体教学目标 1.掌握原子晶体的概念，能够区分原子掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。晶体和分子晶体。2.了解金刚石等典型原子晶体的结构特了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。晶体的结构与性质的关系。 原子晶体的结构与性质的关系原子晶体的结构与性质的关系 CO2和和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过的一些物理性质如下表所示，通

6、过比较试判断比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。晶体是否属于分子晶体。 碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶晶体的熔沸点很高？体的熔沸点很高？ 原子间以共价键相结合而形成的原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体空间网状结构的晶体(又称共价晶体又称共价晶体)。 2、原子晶体的构成微粒和作用力：、原子晶体的构成微粒和作用力：1、定义：、定义：(1)构成微粒是：构成微粒是：(2)作用力：作用力：l 原子晶体中不存在分子原子晶体中不存在分子原子原子共价键共价键3、气化或熔化时

7、破坏的作用力：、气化或熔化时破坏的作用力： 共价键共价键二、原子晶体二、原子晶体晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体熔、沸点（高低）熔、沸点（高低）硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性4、原子晶体的性质、原子晶体的性质 很高（高于很高（高于1000）很大很大不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂一般不导电（硅是半导体）一般不导电（硅是半导体）某些原子晶体的熔点和硬度某些原子晶体的熔点和硬度原子晶体原子晶体 金刚石金刚石 氮化硼氮化硼碳化硅碳化硅石英石英硅硅锗锗熔点熔点/0C355030002700171014101211硬硬 度度109.59.576.56.0二、原子晶体二、原子晶体10928 共价键共价键金刚

8、石金刚石 的晶体结构模型的晶体结构模型5、典型的原子晶体、典型的原子晶体（1）金刚石）金刚石 二、原子晶体二、原子晶体键能：键能：347.7kJ/mol熔点：大于熔点：大于35500C硬度：硬度： 10154pm5 5、典型的原子晶体、典型的原子晶体（1）金刚石）金刚石 二、原子晶体二、原子晶体每个碳原子被周围每个碳原子被周围 个碳原子包围；个碳原子包围；碳原子杂化方式是碳原子杂化方式是 ； 其中形成的最小环中含其中形成的最小环中含 个碳原子；个碳原子；每个碳原子被每个碳原子被 个环共用；个环共用；1mol1mol金刚石中含有的金刚石中含有的C-CC-C共价键数共价键数 molmol；SPSP

9、3 3杂化杂化4 46 62 21212硅硅 的晶体结构模型的晶体结构模型硅原子5、典型的原子晶体l 晶体硅晶体硅 二、原子晶体二、原子晶体18010928SiO共价键共价键二、原子晶体二、原子晶体5、典型的原子晶体二氧化硅的晶体结构模型二氧化硅的晶体结构模型（2）二氧化硅）二氧化硅 421：2421：41：24126 6、常见的原子晶体类型、常见的原子晶体类型（1）某些非金属单质：）某些非金属单质： 硼（硼（B） 硅（硅（Si）（2）某些非金属化合物：）某些非金属化合物： 碳化硅（碳化硅（SiC） 氮化硼（氮化硼（BN）（3）某些氧化物：）某些氧化物： 二氧化硅晶体二氧化硅晶体二、原子晶体二

10、、原子晶体解释：结构相似的原子晶体，原子半径越解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大。碳、硅、锗原小，键长越短，键能越大。碳、硅、锗原子半径依次增大，键长依次增大，键的强子半径依次增大，键长依次增大，键的强度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。即金刚石硅锗即金刚石硅锗学学 与与 问问1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？点和硬度依次下降？2 2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种。这种说法对吗？为什么？说法对吗？为什么？干冰晶体中就含有

11、共价键干冰晶体中就含有共价键,它却是分子晶体。它却是分子晶体。1 1.依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断： 构成原子晶体的微粒是原子，原子间的作用构成原子晶体的微粒是原子，原子间的作用力是共价键，构成分子晶体的微粒是分子，分子力是共价键，构成分子晶体的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力。之间的作用力是分子间作用力。熔沸点和硬度；熔沸点和硬度； ( (高高原子晶体；中原子晶体；中离子晶体；离子晶体； 低低分子晶体分子晶体) )熔融状态的导电性。熔融状态的导电性。( (导电：离子晶体导电：离子晶体) )溶解性。溶解性。2.2.从性质上判断：从性质

12、上判断：(1)(1)碳化铝，黄色晶体，熔点碳化铝，黄色晶体，熔点22002200，熔融态不导电；，熔融态不导电；_(2)(2)溴化铝，无色晶体，熔点溴化铝，无色晶体，熔点98 98 ，熔融态不导电；，熔融态不导电；_(3)(3)五氟化钒，无色晶体，熔点五氟化钒，无色晶体，熔点19.519.5，易溶于乙醇、，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；氯仿、丙酮中；_(4)(4)物质物质A A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体离子晶体离子晶体现场练习：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类

13、型：小结小结1：金刚石、石墨的比较：金刚石、石墨的比较项目项目金刚石金刚石石墨石墨晶体形状晶体形状晶体中的键或作用力晶体中的键或作用力由最少碳原子形成环的由最少碳原子形成环的形状与个数形状与个数碳原子成键数碳原子成键数每个环上键的平均数每个环上键的平均数每个环上原子的平均数每个环上原子的平均数正四面体空间网状正四面体空间网状六边形平面层状六边形平面层状共价键共价键共价键与范德华力共价键与范德华力个原子不同面个原子不同面个原子同面个原子同面61/6=161/2=361/12=1/261/3=2l 科学视野科学视野（1）金刚石）金刚石（2）天然金刚石的形成）天然金刚石的形成高温、高压、长时间在地幔

14、中形成的。高温、高压、长时间在地幔中形成的。（3）金刚石的人工合成）金刚石的人工合成 高压合成高压合成低压合成低压合成 一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度和致密块状。密度2.25g/cm2.25g/cm3 3，化学性质不活泼。，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩成二

15、氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展知识拓展石墨混合型晶体混合型晶体石墨的石墨的晶体晶体结构图结构图返回键角：键角： 1200， 键长：键长： 1.421010 m层间距：层间距：3.353.3510101010 m m空间结构俯视图空间结构俯视图 1 1、石墨为什么很软？、石墨为什么很软？ 2 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。合，容易滑动，所以石墨很软。石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间石墨

16、各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。存在很强的共价键，故熔沸点很高。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。石墨混合型晶体混合型晶体小结小结2：分子晶体与原子晶体的比较：分子晶体与原子晶体的比较晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体概概 念念组成微粒组成微粒 作用力作用力熔沸点熔沸点硬硬 度度溶解性溶解性导电性导电性相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构合而形成空间网状结构分子间以分子间作用分子间以分子间作用力结合力结合原子原子分子分子共价键共价键分子间作用力分子间作用力很高很高较低较低很大很大较小较小不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂部

17、分溶于水部分溶于水不导电，个别为半导体不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电电，部分溶于水导电课堂巩固：课堂巩固： 下列不存在化学键的晶体是：下列不存在化学键的晶体是：A.硝酸钾硝酸钾 B.干冰干冰 C.石墨石墨 D.固体氩固体氩 常温常压下为分子晶体的是：常温常压下为分子晶体的是：A.碘碘 B.水水 C. 硫酸铵硫酸铵 D.干冰干冰 晶体中的一个微粒周围有晶体中的一个微粒周围有6个微粒，这种个微粒，这种晶体是：晶体是：A.金刚石金刚石 B.石墨石墨 C.干冰干冰 D.氯化钠氯化钠DADl 最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构最近科学家发现一种由钛原子和

18、碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是原子是碳原子，则它的分子式是 ( ) ATiC BTi4C4 CTi14C13 DTi13C14C(1)右图为固态右图为固态CO2的晶体结构示的晶体结构示意图，通过观察分析，可得出意图，通过观察分析，可得出每个每个CO2分子周围有分子周围有_个个与之紧邻且等距的与之紧邻且等距的CO2分子。分子。(2)试判断：试判断：SiO2，CO2，CS2，这些晶体的，这些晶体的熔点由高到低排列的顺序是熔点由高到低排列的顺序是 （填

19、相应（填相应物质的编号物质的编号)。(3)在一定温度下，用在一定温度下，用X射线衍射法测得干冰晶胞的射线衍射法测得干冰晶胞的边长边长a5.72108cm，该温度下干冰的密度为多，该温度下干冰的密度为多少？少？121.56g/cm3解析解析观察观察CO2分子晶体结构示意图，以分子晶体结构示意图，以某一某一CO2分子为中心，在三维空间找出与之紧分子为中心，在三维空间找出与之紧邻且等距离的邻且等距离的CO2分子。如以立方体顶点为例，分子。如以立方体顶点为例，与之紧邻且等距离的与之紧邻且等距离的CO2分子应为每一平面面分子应为每一平面面心的心的CO2分子，在三维空间延伸共有分子，在三维空间延伸共有12个。个。比较比较SiO2、CO2、CS2三种物质熔点的高低顺三种物质熔点的高低顺序有多种方法。例如，可利用常温下三种物质序有多种方法。例如，可利用常温下三种物质的状态判断，其熔点高低顺序为的状态判断，其熔点高低顺序为:SiO2CS2CO2。答案答案 (1)12 (2) (3)1.56g/cm3已知金刚石的晶胞如图，金刚石中已知金刚石的晶胞如图，金刚石中C-C键长为键长为1.5510-8cm,求金刚石的晶体密度？求金刚石的晶体密度？课外探究：课外探究：ar3412键长3.48gcm3键长34边长a