原子晶体和分子晶体教学课件.ppt

1、Cu铜Cu铜Ba钡Ba钡Y钇Y钇O氧O氧分子晶体和原子晶体分子晶体和原子晶体分子晶体知识回顾：分子晶体知识回顾：1.范德瓦耳斯力范德瓦耳斯力（分子间作用力分子间作用力）（1）特征）特征：能量小；广泛的存在分子之间（且能量小；广泛的存在分子之间（且分子间充分接触时才有相互间的作用力）；本分子间充分接触时才有相互间的作用力）；本质为电性引力；只影响物质的物理性质（熔沸质为电性引力；只影响物质的物理性质（熔沸点）点）（2）大小判断）大小判断：组成和结构相似的物质，相对组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力也就越大（熔沸分子质量越大，分子间作用力也就越大（熔沸点也就越高）点也就越高）分子

2、晶体知识回顾：分子晶体知识回顾：2.氢键氢键(1)本质：本质：静电吸引作用（较强的分子间作用力）静电吸引作用（较强的分子间作用力）主要存在于固体和液体中间主要存在于固体和液体中间(2)形成条件：形成条件：非金属性强；半径小；有孤对电子非金属性强；半径小；有孤对电子(3)大小判断：大小判断：非金属性的强弱非金属性的强弱(4)表示方法：表示方法：X HYX HY(5)(5)影响物质的其他性质：影响物质的其他性质：熔沸点；硬度；溶解度熔沸点；硬度；溶解度注意：两个反常现象：水的沸点；冰的体积注意：两个反常现象：水的沸点；冰的体积分子晶体知识回顾分子晶体知识回顾3.分子晶体分子晶体(1)定义定义:(2

3、)构成构成:(3)3种物质结构：种物质结构：干冰；白磷；足球烯干冰；白磷；足球烯(4)性质：性质：熔沸点低、硬度小；导电性；相似熔沸点低、硬度小；导电性；相似相溶原理相溶原理1.1.共价键、离子键和范德华力是构成共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是（中，只含有上述一种作用的是（）（A）干冰）干冰 （B）氯化钠）氯化钠 （C）氢氧化钠）氢氧化钠 （D）碘）碘2.最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的的气态团簇分子，如右图所示。顶角和

4、面心的原于是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原原于是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是子，则它的分子式是 ()ATiC BTi4C4，CTi14C13 DTi13C143.2003年春，北京小汤山等收治年春，北京小汤山等收治“非典非典”的定的定点医院，收到由解放军总装备部军事医学研究所点医院，收到由解放军总装备部军事医学研究所研制的小分子团水，解决了医务人员工作时的如研制的小分子团水，解决了医务人员工作时的如厕难题。新型小分子团厕难题。新型小分子团“压缩压缩”水，具有饮用量水，具有饮用量少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储留时少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储留时间长、

5、排放量少的特点。一次饮用间长、排放量少的特点。一次饮用125mL小分子小分子团水，可维持人体团水，可维持人体6小时正常需水量。下列关于小小时正常需水量。下列关于小分子团水的说法正确的是（分子团水的说法正确的是（）（A）水分子的化学性质发生了改变）水分子的化学性质发生了改变 （B）水分子中氧氢键数目增多）水分子中氧氢键数目增多（C）分子团中水分子间主要以氢键结合）分子团中水分子间主要以氢键结合 （D）水分子的结构、物理性质发生了改变）水分子的结构、物理性质发生了改变4.1996年诺贝化学奖授予对发现年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的有重大贡献的三位科学家三位科学家C60分子是形如球状的多面

6、体分子是形如球状的多面体(如图如图)，该结构的建立基于以下考虑：该结构的建立基于以下考虑：C60分子中每个碳原子只跟相邻的分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形个碳原子形成化学键；成化学键；C60分子只含有五边形和六边形；分子只含有五边形和六边形；多面体的顶点数、面数和棱边数的关系多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理：遵循欧拉定理：据上所述据上所述,可推知可推知C60分子有分子有12个五边形和个五边形和20个六边形，个六边形，C60分子所分子所含的双键数为含的双键数为30。回答下列问题回答下列问题:(1)固体固体C60与金刚石相比较与金刚石相比较,熔点较高者应是熔点较高者应是_，理

7、由是，理由是_。(2)试估计试估计C60跟跟F2在一定条件下，能否发生反应生成在一定条件下，能否发生反应生成C60F60(填填“可可能能”或或“不可能不可能”)_，并简述其理由：，并简述其理由：_。（3）通过计算）通过计算,确定确定C60分子所含单键数。分子所含单键数。C60分子所含单键数为（分子所含单键数为（4）C70分子也已制得分子也已制得,它的分子结构模型可以与它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知同样考虑而推知.通通过计算确定过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目分子中五边形和六边形的数目.（5）C70分子中所含五边形数为分子中所含五边形数为_，六边形数为，六边形数为_。三、原

8、子晶体三、原子晶体1.组成：组成：2.定义：定义：3.结构：结构：4.熔沸点：熔沸点：原子原子 共价键共价键 空间网状结构空间网状结构相邻原子间以共价键结合而成的空间相邻原子间以共价键结合而成的空间 网状结构的晶体网状结构的晶体二氧化硅二氧化硅 金刚石金刚石键长越短，键能越大，共价键越稳键长越短，键能越大，共价键越稳定，熔沸点也就越高，反之越低定，熔沸点也就越高，反之越低练习：碳化硅练习：碳化硅SiC的一种晶体具有类的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中似金刚石的结构，其中C原子和原子和S原原子的位置是交替的。在下列三种晶体子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石金刚石 晶体硅晶体硅 碳化硅中，它

9、碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是们的熔点从高到低的顺序是（）10928 Sio共价键共价键10928 共价键 仔细观察下边的示意图后，回答下列问题：仔细观察下边的示意图后，回答下列问题：金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？1.下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（的是（）（A）SO2与与SiO2 （B）C02与与H2O （C）NaCl与与HCl （D）CCl4与与KCl2石墨晶体是层状结构，在每一石墨晶体是层状结

10、构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他层内；每一个碳原于都跟其他3个个碳原子相结合，如图是其晶体结碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中构的俯视图，则图中7个六元环完个六元环完全占有的碳原子数是全占有的碳原子数是()（A）10个个 （B）18个个 （C）24个个 （D）14个个3.下列关于只含非金属元素的化合物的说法正确的是下列关于只含非金属元素的化合物的说法正确的是（A）一定是共价化合物，且只能构成分子晶体；）一定是共价化合物，且只能构成分子晶体；（B）其晶体不可能是离子晶体，因为微粒间的作用力）其晶体不可能是离子晶体，因为微粒间的作用力只有分子间作用力；只有分子间作用力；（C）其晶体

11、不可能是原子晶体，原子晶体只有非金属）其晶体不可能是原子晶体，原子晶体只有非金属单质，没有化合物；单质，没有化合物；（D）可能是离子化合物。）可能是离子化合物。判断晶体类型的依据判断晶体类型的依据（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。对分子晶体对分子晶体,构成晶体的微粒是构成晶体的微粒是_，微粒间的相互，微粒间的相互作用是作用是_；对于离子晶体，构成晶体的是微粒是；对于离子晶体，构成晶体的是微粒是_，微粒间的相互作，微粒间的相互作_键。对于原子晶体，构键。对于原子晶体，构成晶体的微粒是成晶体的微粒是_，微粒间的相互作用是，微粒间的相互作用是_键

12、。键。（2）看物质的物理性质）看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度如：熔、沸点或硬度)。一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是 _晶体晶体_晶晶体体_晶体。原子晶体、离子晶体比分子晶体的熔、沸晶体。原子晶体、离子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多点高得多熔融状态的导电性。熔融状态的导电性。(导电：离子晶体导电：离子晶体)（3）从组成上判断（）从组成上判断（仅限于中学范围仅限于中学范围）：）：有无金属离子？有无金属离子？(有：离子晶体有：离子晶体)是否属于是否属于“四种原子晶体四种原子晶体”？以上皆否定，则多数是分子晶体以上皆否定，则多数是分子晶体。第四章第四章 人

13、类与生物圈人类与生物圈第一节第一节 生物圈的概念及其发展生物圈的概念及其发展 生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物，包括人类及其生存环境的总体。在生机勃勃的生物圈以外，还有一些休眠形式生命的“副生物圈”区域。生物圈的发育大约经历了30亿年的漫长历程。生物圈是地球上最大的生态系统，它包括海平面以上9公里到海平面以下10公里的范围。第二节第二节 生态系统的结构与功能生态系统的结构与功能一.生态系统的结构和类型生态系统的类型 水生生态系统陆地生态系统二.生态系统的功能 1942年，美国生态学家林德曼（R.L.Lindeman，19151942）对一个天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行了定量

14、分析，得出了上图所示的数据。(一)能量流动一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有1020的能量能够流动到后一个营养级，也就是说，能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是1020。为了形象地说明这个问题，可以将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。能量传递的“十分之一定律”(二)物质循环1.碳循环碳是地球上储量最丰富的元素之一。它广泛地分布于大气、海洋、地壳沉积岩和生物体中，并随地球的运动循环不止。同时碳又是有机化合物的基本成分，是构成生命体的基

15、本元素。碳循环还与生命活动紧密相联。亿万年来，在地球的生物圈和大气圈中，碳通过生命的新陈代谢，往复循环、生生不息。碳循环示意图全球碳循环全球碳循环 自然界中绝大多数的碳并非储存于生物体内，而是储存于大量的地壳沉积岩中。一方面沉积岩中的碳因自然和人为的各种化学作用分解后进入大气和海洋；另一方面生物体死亡以及其他各种含碳物质又不停地以沉积物的形式返回地壳中，由此构成了全球碳循环的一部分。碳的生物循环虽然对地球的环境有着很大的影响，但是从以百万年计的地质时间上来看，缓慢变化的碳的地球化学大循环才是地球环境最主要的控制因素。二氧化碳问题二氧化碳问题 自然界自发进行的碳循环，在很长的时期内始终处于一种均

16、衡的状态，使地球的环境基本保持不变。然而人类的行为却在很短的时间内打破了这种平衡。尤其是近二百年来，人类对煤、石油和天然气等含碳能源的大量开采利用，致使更多的二氧化碳被排入大气。本世纪以来，大气测量的众多数据表明，大气中二氧化碳浓度正在呈指数上升。二氧化碳能吸收地表的红外辐射，是一种典型的温室气体。自从100年前瑞典化学家阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）提出大气中二氧化碳丰度的变化会影响地表温度的假说以来，越来越多的科学家致力于大气中二氧化碳与环境关系的研究。时至今日，大量的研究表明，大气中二氧化碳浓度的增长，将继续使全球气候发生变化，从而也给人类社会带来了深远的影响。2.氮循环

17、氮在地球大气圈、岩石圈和生物圈都有广泛的分布。在大气中氮的储量最为丰富。在地壳中的氮也是常见元素之一。生物圈中的氮总量最少，但是它对生命体却有着决定性的作用。无论是生命必须的蛋白质还是核酸，处处都离不开氮的存在。氮循环示意图 氮是构成生命的主要元素。植物的生长更缺少不了氮的补充。但是由于地表径流的溶解和搬运作用，土壤中的氮往往消耗极大而补充很少。而大多数植物又不能直接吸收大气中的氮。自然条件下，很多植被丰茂的地区都面临着氮的缺乏。人类利用自身的智慧使全球氮循环，尤其是大气的氮循环得到了补充。现代化肥工业成功地固定了大气中的氮，并将其转化为可被初级生产者利用的形式。这个有90年历史的产业带来了全

18、世界范围内农作物产量的大幅度增长，因而被称之为“绿色革命”。(三)信息传递1.物理信息 2.化学信息 3.营养信息 4.行为信息第三节 人类对生物圈的影响一.生态平衡及其破坏 乱砍滥伐环境污染美国科学家小米勒总结出生态学三定律:1.我们的任何行动都不是孤立的,对自然界的任何侵犯都具有无限的效应,其中许多是不可预料的.这一定律是G.哈定提出来的,可称为多效应原理.2.每一事物无不与其他事物相互联系和相互交融.此定律又称相互联系原理.3.我们所生产的任何物质不应对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰.此定律或可称为勿干扰原理.(一)森林在缩小纸张与森林：纸张与森林：纸浆需求量的猛增，是木材消费增

19、长的原因之一。全国年造纸消耗木材1000万立方米，进口木浆130多万吨，进口纸张400多万吨，这要砍伐多少树木啊！纸张的大量消费不仅造成森林毁坏，而且因生产纸浆排放污水使江河湖泊受到严重污染（造纸行业所造成的污染占整个水域污染的30%以上。）一次性筷子的危害：一次性筷子的危害：一次性筷子是日本人发明的。日本的森林覆盖率高大65%，但他们却不砍伐自己国土上的树木来做一次性筷子，全靠进口。我国的森林覆盖率不到14%，却是出口一次性筷子的大国。我国北方的一次性筷子的产业每年要向日本和韩国出口150亿双筷子。全国每年生产一次性筷子耗材130万立方米，减少森林蓄积200万立方米。一棵树的生态价值：一棵树

20、的生态价值：印度加尔各答农业大学德斯教授对一棵树的生态价值进行了计算：一棵50年树龄的树，产生氧气的价值约31，200美元；吸收有毒气体，防止大气污染价值62，500美元；增加土壤肥力价值约31，200美元；涵养水源价值37，500美元；为鸟类及其他动物提供繁衍场所价值31，250美元；产生蛋白质价值2，500美元。除去花，果实和木材价值，总计创值约196，000美元。森林的消失：森林的消失：我国的森林覆盖率只有世界平均值的1/4。据统计，我国森林在10年间锐减了23%，可伐蓄积量减少了50%。云南西双版纳的天然森林，自50年代以来，每年已约1.6万公顷的速度消失着。当时，55%的原始森林覆盖

21、面积现已减少了一半。森林的消失意味着大面积的水土流失，荒漠化的加速。目前全球有100多个国家，9亿人口和25%的陆地受到荒漠化的威胁，每年因荒漠化造成直接经济损失达400多亿美元。我国受荒漠化影响的地区超过国土总面积的1/3，生活在荒漠地区和受荒漠化影响的人口近4亿，每年因荒漠化危害造成的经济损失高达540亿元以上。(二)牧场在退化(三)猎捕与毒杀(四)人与昆虫的战争(五)意外的繁衍(六)日益加速的物种灭绝第四节第四节 国际人与生物圈计划概国际人与生物圈计划概况况一一.人与生物圈计划的目的人与生物圈计划的目的二二.人与生物圈计划的研究内容人与生物圈计划的研究内容1.不断增加的人类活动对热带、亚

22、热带森林生态系不断增加的人类活动对热带、亚热带森林生态系统的影响统的影响.2.不同的提地利用和管理方法对温带和地中海森林不同的提地利用和管理方法对温带和地中海森林景观的影响景观的影响.3.人类活动和土地利用对牧地、热带稀树草原和草人类活动和土地利用对牧地、热带稀树草原和草场场(从温带到干旱区从温带到干旱区)的影响的影响.4.人类活动对干旱和半干旱地区生态系统的发展和人类活动对干旱和半干旱地区生态系统的发展和演化带来的影响演化带来的影响,特别是灌溉的作用特别是灌溉的作用.5.人类活动对湖泊、沼泽、河流、三角洲、河口及人类活动对湖泊、沼泽、河流、三角洲、河口及海岸地带的作用和对这些地方的资源所产生

23、的生海岸地带的作用和对这些地方的资源所产生的生态学影响态学影响.6.人类活动对山地和冻原生态系统的影响人类活动对山地和冻原生态系统的影响.7.岛屿生态系统的生态与管理利用岛屿生态系统的生态与管理利用.8.自然保护区及其特有资源的保护自然保护区及其特有资源的保护.9.从生态学角度评价使用化肥对陆地和水生生态系统从生态学角度评价使用化肥对陆地和水生生态系统的影响的影响.10.大型工程建设对人类及其环境的影响大型工程建设对人类及其环境的影响.11.城市系统生态学城市系统生态学.12.人口和遗传特性的演变同环境变化的相互关系人口和遗传特性的演变同环境变化的相互关系.13.对环境质量的评价对环境质量的评价.14.环境污染及其对生物圈影响的研究环境污染及其对生物圈影响的研究.三.生物圈保护区的特征四.生物圈保护区的功能(一)自然保护区与传统土地利用结合功能(二)研究和监测功能(三)教育和培训功能(四)合作功能