高中化学原子晶体与分子晶体课件.ppt

1、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一原子晶体一原子晶体 物质物质金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 晶体硅晶体硅 氯化钠氯化钠银银熔点熔点335026001415801950硬度硬度10972.52.5-4（1）金刚石）金刚石每个碳以每个碳以 键与相邻键与相邻 个碳结合，个碳结合，成为成为 构型。构

2、型。晶体中碳碳键夹角为晶体中碳碳键夹角为 ，碳原子，碳原子采取了采取了 杂化。杂化。最小环有最小环有 个碳原子。个碳原子。109.5共价键共价键共价共价6sp3109.5正四面体正四面体4晶体硅、碳化硅结构与金刚石类似晶体硅、碳化硅结构与金刚石类似18010928SiO共价键共价键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 421：2421：41：2412物质物质金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 晶体硅晶体硅熔点熔点335026001415硬度硬度1097思考：思考：2.原子晶体的结构特点原子晶体的结构特点:【小结小结】一一、原子晶体原子晶体1.什么是原子晶体什么是原子晶体

3、 相邻的原子间以共价键结合而形成的具有相邻的原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体成为原子晶体空间立体网状结构的晶体成为原子晶体基本粒子是原子基本粒子是原子粒子间的作用力是共价键粒子间的作用力是共价键 空间立体网状结构空间立体网状结构不存在小分子不存在小分子不遵守密堆积规律不遵守密堆积规律新泰中学化学组新泰中学化学组 魏述杰魏述杰 2020.3.42020.3.4第二课时第二课时 分子晶体分子晶体 教学目标教学目标1.掌握分子晶体的概念、构成微粒、微粒间的作掌握分子晶体的概念、构成微粒、微粒间的作用、物理性质、常见的分子晶体。用、物理性质、常见的分子晶体。2.理解分子晶体类型与性

4、质的关系。理解分子晶体类型与性质的关系。3.掌握典型分子晶体干冰晶胞的结构特点掌握典型分子晶体干冰晶胞的结构特点4.能够区分原子晶体和分子晶体。能够区分原子晶体和分子晶体。能力目标能力目标培养空间想像能力和进一步认识培养空间想像能力和进一步认识“物质结构决定物质结构决定物质性质物质性质”的客观规律。的客观规律。教学重、难点教学重、难点 理解晶体类型与性质的关系。理解晶体类型与性质的关系。思考思考1.1.为什么冰容易融化，干冰、碘为什么冰容易融化，干冰、碘容易升华？容易升华？2.2.它们的结构是怎样的？它们的结构是怎样的？3.3.为什么冰浮在水面上，而干冰为什么冰浮在水面上，而干冰却沉入水底？却

5、沉入水底？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，固态和熔融状一般都

6、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6 6、分子晶体的结构特征、分子晶体的结构特征干冰的晶体结构图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，无分子间氢键分子分子密堆积。密堆积。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个紧邻的分子。如：个紧邻的分子。如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2。小结：分子晶体的结构特征小结：分子晶体的结构特征（1 1）密堆积）密堆积 有有分子间氢键

7、分子间氢键氢键具有氢键具有方向性方向性,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4范德华力范德华力4范德华力范德华力OC范德华力范德华力共价键共价键12（4）其他分子晶体）其他分子晶体硫黄：硫的同素异形体最稳定的是硫黄：硫的同素异形体最稳定的是S8，不溶于水，不溶于水，微溶于酒精和乙醚，易溶于微溶于酒精和乙醚，易溶于CS2。试管壁上的硫如何洗涤？试

8、管壁上的硫如何洗涤？磷：白磷白色蜡状固体，剧毒，着火点很低；磷：白磷白色蜡状固体，剧毒，着火点很低；红磷红色粉末固体，无毒，着火点较高。红磷红色粉末固体，无毒，着火点较高。白磷为何不能制造安全火柴？白磷为何不能制造安全火柴？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

9、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。三、三、石墨石墨-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范德华力范德华力,层间距层间距0.335nm0.335nm石墨中石墨中CC键角为键角为120。，CC键长为键长为0.142nm 1.1.结构特点结构特点：石墨晶体是石墨晶体是层状结构层状结构，每一层碳原子，

10、每一层碳原子排列成排列成六边形六边形，则碳原子采用，则碳原子采用 杂化。未成对电杂化。未成对电子形成子形成 键。键。石墨晶体中石墨晶体中C原子数与原子数与CC键数之比是键数之比是 。其中每个正六边形占有的其中每个正六边形占有的 C原子数平均为原子数平均为 个。个。223大大sp22.晶体类型：晶体类型：每一层上以每一层上以共价键共价键结合，层与层之间为结合，层与层之间为范德华力范德华力，未成对电子能在整个平面上运动，具有未成对电子能在整个平面上运动，具有金属键金属键的性质。的性质。这种晶体称为这种晶体称为混合键型晶体混合键型晶体（过渡型晶体）（过渡型晶体）3.性质：性质：熔点高熔点高（键和键和

11、）质软（层间范德华力作用弱）质软（层间范德华力作用弱）易导电（易导电（）4.用途：用途：制造电极，润滑剂，铅笔芯，中子减速剂等制造电极，润滑剂，铅笔芯，中子减速剂等小结小结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

12、面61/6=161/2=361/12=1/261/3=2典典例例1 1：碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：回答下列问题：(1)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化方式分别为 、。(2)C60属于 晶体，石墨属于 晶体。(3)在金刚石晶体中，碳原子数与化学键数之比为 ；在石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的化学键数为 ，该晶体中碳原子数与共价键数之比为 。(4)石墨晶体中，层内CC键的键长为142 pm，而金刚石中CC键的键长为154 pm。推测金刚石的熔点 (填“”“”“”或“”)石墨的熔点。解析石墨中的CC键比金刚石中的CC键键长短，键能大，故石墨的

13、熔点高于金刚石。HIHBrHCl在同分异构体中，一般地说，支链越多在同分异构体中，一般地说，支链越多(越对称越对称)，熔、沸点越低，熔、沸点越低，如：如：正戊烷异戊烷新戊烷正戊烷异戊烷新戊烷在同分异构体的芳香烃及其衍生物中，其熔、沸点高在同分异构体的芳香烃及其衍生物中，其熔、沸点高 低顺序低顺序一般一般是：是：邻间对位化合物邻间对位化合物金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点越高。其金属键越强，金属熔、沸点越高。AlMgNa LiNaKRbCs 合金合金N2(1)(1)碳化铝，黄色晶体，熔点碳化铝，黄色晶体，熔点220

14、02200，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典例典例2：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，判断其晶体类型：课堂巩固：课堂巩固：1.下列晶体中不属于原子晶体的是下列晶体中不属

15、于原子晶体的是 ()A.干冰干冰 B.金刚砂金刚砂 C.金刚石金刚石 D.水晶水晶 2、下列叙述正确的是、下列叙述正确的是 （）A.离子晶体都是化合物离子晶体都是化合物B.原子晶体都是单质原子晶体都是单质C.分子晶体内部都存在共价键分子晶体内部都存在共价键D.金属单质形成的晶体都是金属晶体金属单质形成的晶体都是金属晶体AAD3.在金刚石的网状结构中，含有共价键形在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子成的碳原子 环，其中最小的环上，碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是数是 ()A.2个个 B.3个个 C.4个个 D.6个个 4，下列各物质中，按熔点由低到高排列，下列各物质中，按熔点由低到高

16、排列正确的是正确的是()A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2 C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SiO2 DB 5.在在x mol石英晶体中，含有石英晶体中，含有Si-O键键数是数是 ()A.x mol B.2x moI C.3 x mol D.4x mol 6.固体熔化时，必须破坏非极性共价固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是键的是 ()A.冰冰 B.晶体硅晶体硅 C.溴溴 D.二氧化硅二氧化硅 DB8 8、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C9 9、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 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BC1010、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A 作业：作业：1、本节课本课后题、本节课本课后题2、本节电子稿试题、本节电子稿试题 做完做完后发家校本后发家校本