（公开课课件）反应热与原子晶体.ppt

1、键键 头碰头头碰头 键键 肩并肩肩并肩按按电子云重电子云重叠方式叠方式分分按按电子对是电子对是否偏移否偏移分分极性键极性键 AB AB 非极性键非极性键 AA AA小小节节6.6.有下列物质：有下列物质：O O2 2 COCO2 2 NHNH3 3 NaNa2 2O O NaNa2 2O O2 2 NaOH NaOH CaBrCaBr2 2 H H2 2O O2 2 NHNH4 4Cl Cl HBr HBr 回答下列问题回答下列问题只含有极性只含有极性（共价）（共价）键的键的是是 ；只含有非极性只含有非极性（共价）（共价）键的是键的是 ；含有极性键和非极性键的是含有极性键和非极性键的是 ；只含

2、有离子键的离子化合物是只含有离子键的离子化合物是 ；含有非极性键的离子化合物是含有非极性键的离子化合物是 ;化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什么？化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成旧键断裂需要旧键断裂需要 能量，能量，新键形成会新键形成会 能量。能量。放放 出出吸吸 收收一一.键能和键长键能和键长(1)键能的定义：键能的定义：在在101kPa、298K条件下。条件下。1mol 气态气态AB分子生成气态分子生成气态A原子和原子和B原子的过原子的过程所吸收的能量，称为程所吸收的能量，称为AB键共价键得键能。键共价键得键能。如在如在101kPa、298K条件下。条件下。1mol气态气态H2生

3、成气生成气态态H原子的过程所吸收的能量为原子的过程所吸收的能量为436kJ，则，则HH键的键能为键的键能为436kJmol-1 共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键键能越大表示该共价键越牢固，即越不容共价键键能越大表示该共价键越牢固，即越不容易被破坏。易被破坏。(2)键长：键长：两原子核间的平均间距两原子核间的平均间距原子间形成共价键，原子轨道发生重叠。原子原子间形成共价键，原子轨道发生重叠。原子轨道重叠程度越大，共价键的键能越大，两原轨道重叠程度越大，共价键的键能越大，两原子核的平均间距子核的平均间距键长越短。键长越短。共价键键能与键长的关系：共价键

4、键能与键长的关系：对于同类型的共价键：对于同类型的共价键：一般键长越短，一般键长越短，键能越大，键能越大，共价键越稳定。共价键越稳定。一般情况下，一般情况下，成键电子数越多，键长成键电子数越多，键长越短越短，形成的共价键越牢固，键能越大形成的共价键越牢固，键能越大.键能与反应过程中能量变化的关系键能与反应过程中能量变化的关系P45 问题解决问题解决如何利用键能来计算反应过程中的如何利用键能来计算反应过程中的能量变化。能量变化。P50 问题解决问题解决如何利用键能来计算反应过程中的如何利用键能来计算反应过程中的能量变化。能量变化。水水晶晶原子原子 金刚石具有很高的熔、金刚石具有很高的熔、沸点和很

5、大的硬度。沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体你能结合金刚石晶体的结构示意图解释其的结构示意图解释其中的原因吗？中的原因吗？原子晶体原子晶体讨论小结：讨论小结：由于金刚石晶体中所有碳原子都是由于金刚石晶体中所有碳原子都是通过通过4个共价键相结合的，而且碳个共价键相结合的，而且碳原子半径较小，原子半径较小，CC键长短，键键长短，键能大，如能大，如CC键的键能为键的键能为348kJmol-1。所以金刚石晶体熔、。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。沸点很高，硬度很大。一一.原子晶体原子晶体相邻相邻 间通过间通过 结合而结合而成的具有成的具有 结构的晶体结构的晶体2 2、组成微粒、组成微粒:3 3

6、、微粒间作用力、微粒间作用力:知识回顾知识回顾1 1、定义：、定义：共价键共价键空间网状空间网状原子原子原子原子共价键共价键4 4、原子晶体的特点原子晶体的特点、晶体中、晶体中 单个分子存在；化学式只单个分子存在；化学式只代表代表 。没没 有有原子个数之比原子个数之比、熔、沸点熔、沸点 ；硬度；硬度 ；溶溶于一般溶剂；于一般溶剂；导电。导电。很很 高高很很 大大难难不不5 5、常见的原子晶体：常见的原子晶体：A A、实例：、实例：金刚石、单晶硅、碳化硅金刚石、单晶硅、碳化硅(金刚砂金刚砂)、二氧、二氧化硅、氮化硼化硅、氮化硼(BN)(BN)等。等。四、原子晶体四、原子晶体问题解决问题解决 晶体

7、硅晶体硅(Si)和金刚砂和金刚砂(SiC)都是与金刚石相似的原子都是与金刚石相似的原子晶体，请根据下表中的数据，分析其熔点、硬度的大晶体，请根据下表中的数据，分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系？小与其结构之间的关系？小结：小结：对于对于结构相似结构相似的原子晶体而言，共价键的的原子晶体而言，共价键的键长键长越长越长，键能就越小，晶体的熔、沸点越低，硬度越小。，键能就越小，晶体的熔、沸点越低，硬度越小。小结：三种化学键的比较小结：三种化学键的比较化学键化学键成键本质成键本质键的方键的方向性和向性和饱和性饱和性影响键强弱影响键强弱的因素的因素金属键金属键离子键离子键共价键共价键金属阳离子和自

8、金属阳离子和自由电子静电作用由电子静电作用共用电子对共用电子对有有无无无无原子半径和价电原子半径和价电子数子数,单位体积内单位体积内自由电子数自由电子数离子半径和离子半径和离子电荷离子电荷键长键长阴阳离子间的阴阳离子间的静电作用静电作用金刚石晶体金刚石晶体基本单元：基本单元：六元环六元环 个碳个碳原子形成一原子形成一个个 环环每个碳每个碳原子与原子与 个碳原子个碳原子相连；相连；4 4六六 元元金刚石晶体金刚石晶体晶体中碳原子与晶体中碳原子与C-CC-C键数键数目比目比 。1 1：2 2 a mol a mol金刚石中，碳碳键数为金刚石中，碳碳键数为 mol?mol?2a2aSiOSiO2 2

9、晶体晶体构成构成SiOSiO2 2晶体的微粒是什么？晶体的微粒是什么？SiSi原子和原子和O O原子原子每个每个SiSi原原子与子与 个个O O原原子以共价键子以共价键相结合相结合4 4每个每个O O原子与原子与 个个SiSi原子以共原子以共价键相结合价键相结合2SiOSiO2 2晶体晶体晶体中晶体中SiSi原原子与子与O O原子个原子个数比为数比为 。1 1：2 2晶体中晶体中SiSi原子与原子与Si-OSi-O键数目键数目之比为之比为 。1 1：4 4SiOSiO2 2晶体晶体晶体中最小的环有晶体中最小的环有 个个 原子。原子。1212SiOSiO2 2晶体晶体石墨的晶体结构模型石墨的晶体

10、结构模型石墨 石墨为什么很软？石墨为什么很软？石墨的熔沸点为什么很高？石墨的熔沸点为什么很高？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。滑动，所以石墨很软。石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强石墨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。的共价键，故熔沸点很高。所以，石墨称为混合型晶体。所以，石墨称为混合型晶体。混合型晶体混合型晶体拓展视野拓展视野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：A、碳化铝，黄色晶体，熔点、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融，熔融态不

11、导电；态不导电；_B、物质、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电能导电_C、固体或熔融后易导电，熔点在、固体或熔融后易导电，熔点在1000左左右右_D、溴化铝，无色晶体，熔点、溴化铝，无色晶体，熔点98，熔融态，熔融态不导电，溶于水中能导电不导电，溶于水中能导电_跟踪练习跟踪练习：原子晶体原子晶体离子晶体离子晶体金属晶体金属晶体分子晶体分子晶体2 2、氮化硅、氮化硅(Si(Si3 3N N4 4)是一种新型的是一种新型的耐高温耐磨材料耐高温耐磨材料,在工业上有广泛在工业上有广泛的应用的应用,它属于它属于 （）A.A.原子晶体原子晶体 B.B.分子晶体分子晶体

12、 C.C.金属晶体金属晶体 D.D.离子晶体离子晶体A A课堂练习课堂练习3.3.碳化硅（碳化硅（SiCSiC）具有类似金刚石的结构，）具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体三种晶体金刚石金刚石晶体硅晶体硅碳化硅中，它们碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是的熔点从高到低的顺序是 （）A.A.B.B.C.C.D.D.练练 习习作作 业业1 1、课课练课课练2121课本课本52页页离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体晶体微粒晶体微粒粒子间作用粒子间作用硬硬 度度熔点熔点溶解性溶解性导电性导电性阴、

13、阳离子阴、阳离子分子分子原子原子金属阳离子、金属阳离子、自由电子自由电子金属键金属键离子键离子键分子间作分子间作用力用力共价键共价键较大较大较小较小很大很大一般较大，一般较大，部分小部分小较高较高较低较低很高很高有高有低有高有低多数易溶于水多数易溶于水有的溶，有的有的溶，有的不溶不溶难溶难溶难溶，有些难溶，有些可与水反应可与水反应熔化或溶于熔化或溶于水能导电水能导电不易导电不易导电不易导电不易导电 良导体良导体（导电传热）（导电传热）共价键的键能与化学反应的反应热共价键的键能与化学反应的反应热 5 配 位 键 由一个原子提供孤对电子，另一个原子提由一个原子提供孤对电子，另一个原子提供空轨道或供

14、空轨道或另一个接受另一个接受电子对的原子电子对的原子形成的共价键称形成的共价键称配位键。配位键。氨根离子与水合氢离子等是通过配位键形成的。氨根离子与水合氢离子等是通过配位键形成的。H O H H+H O H H 金刚石的结构特征金刚石的结构特征：在金刚石晶体里：在金刚石晶体里每个碳原子都采取每个碳原子都采取SPSP3 3杂化，被相邻的杂化，被相邻的4 4个碳个碳原子包围，以共价键跟原子包围，以共价键跟4 4个碳原子结合，形成正个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。彼此联结的空间网状晶体。金刚石晶体中所金刚石晶体中所有的有的CCCC键长相等，键角相等（键长相等，键角相等（1091092828）；）；晶体中最小的碳环由晶体中最小的碳环由6 6个碳组成，且不在同一个碳组成，且不在同一平面内；平面内；晶体中每个晶体中每个C C参与了参与了4 4条条CCCC键的形键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故成，而在每条键中的贡献只有一半，故C C原子与原子与CCCC键数之比为：键数之比为：1 1：（4x 4x）=1=1：2 2