人教版選修3 第3章第2節(jié) 分子晶體與原子晶體 課件（34張）.ppt

第二節(jié)分子晶體 碘晶體結(jié)構(gòu) 干冰晶體結(jié)構(gòu) 觀察與思考 下列兩種晶體有什么共同點(diǎn) nacl晶體結(jié)構(gòu) 一 分子晶體 2 組成微粒 分子 3 粒子間作用力 分子內(nèi)原子間以共價(jià)鍵結(jié)合 相鄰分子間靠分子間作用力相互吸引 有單個(gè)分子存在 化學(xué)式就是分子式不能使用均攤法 分子晶體有時(shí)無(wú)化學(xué)鍵 例如稀有氣體是單原子分子 注意 例 最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子 如下圖所示 頂角和面心的原子是鈦原子 棱的中心和體心的原子是碳原子 它的化學(xué)式是 解析 由于本題團(tuán)簇分子指的是一個(gè)分子的具體結(jié)構(gòu) 并不是晶體中的最小的一個(gè)重復(fù)單位 不能采用均攤法分析 所以只需數(shù)出該結(jié)構(gòu)內(nèi)兩種原子的數(shù)目就可以了 ti14c13 結(jié)合表格和已有知識(shí) 分析 分子晶體有哪些物理特性 為什么 思考與交流 4 物理特性 1 較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn) 易升華 3 一般都是絕緣體 熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電 有些在水溶液中可以導(dǎo)電 2 較小的硬度 注 分子間作用力越大 熔沸點(diǎn)越高 相對(duì)分子質(zhì)量 分子極性 氫鍵 分子晶體熔化時(shí)一般只破壞分子間作用力和氫鍵 不破壞化學(xué)鍵 也有例外 如s8 4 符合相似相溶 5 典型的分子晶體 1 所有非金屬氫化物 h2o nh3 ch4 hx 2 部分非金屬單質(zhì) x2 o2 s8 p4 c60 3 部分非金屬氧化物 co2 no2 p4o6 4 幾乎所有的酸 h2so4 hno3 h3po4 5 絕大多數(shù)有機(jī)物 乙醇 冰醋酸 蔗糖 6 分子晶體結(jié)構(gòu)特征 1 密堆積 有分子間氫鍵 氫鍵具有方向性 使晶體中的空間利率不高 留有相當(dāng)大的空隙 這種晶體不具有分子密堆積特征 如 hf nh3 冰 每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子 2 非密堆積 只有范德華力 無(wú)分子間氫鍵 分子密堆積 這類晶體每個(gè)分子周圍一般有12個(gè)緊鄰的分子 如 c60 干冰 i2 o2 分子的密堆積 氧 o2 的晶體結(jié)構(gòu) 碳60的晶胞 分子的密堆積 與co2分子距離最近的co2分子共有12個(gè) 干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖 冰中 個(gè)水分子周圍有 個(gè)水分子 冰的結(jié)構(gòu) 氫鍵具有方向性 分子的非密堆積 干冰 干冰 co2的晶體 硬度與冰相似 但熔點(diǎn)比冰低 常壓下極易升華 用作制冷劑 干冰分子間只存在范德華力不存在氫鍵 是分子密堆積 故密度比冰的高 許多氣體可以與水形成水合物晶體 最早發(fā)現(xiàn)這類水合物晶體的是19世紀(jì)初的英國(guó)化學(xué)家戴維 他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學(xué)式為cl2 8h20的水合物晶體 20世紀(jì)末 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體 這種晶體的主要?dú)怏w成分是甲烷 因而又稱甲烷水合物 它的外形像冰 而且在常溫常壓下會(huì)迅速分解釋放出可燃的甲烷 因而又稱 可燃冰 科學(xué)視野 天然氣水合物 一種潛在的能源 小結(jié) 1 分子晶體 由分子構(gòu)成 相鄰分子靠分子間作用力相互吸引 2 分子晶體特點(diǎn) 低熔點(diǎn) 升華 硬度很小等 3 常見(jiàn)分子晶體分類 1 所有非金屬氫化物 2 部分非金屬單質(zhì) 3 部分非金屬氧化物 4 幾乎所有的酸 而堿和鹽則是離子晶體 5 絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體 晶體分子結(jié)構(gòu)特征 只有范德華力 無(wú)分子間氫鍵 分子密堆積 每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子 如 c60 干冰 i2 o2 有分子間氫鍵 不具有分子密堆積特征 如 hf 冰 nh3 1 下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是 a 石英b 硫磺c 干冰d 食鹽 c 練習(xí) 2 干冰氣化時(shí) 下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是a 分子內(nèi)共價(jià)鍵b 分子間作用力c 分子間距離d 分子間的氫鍵 bc 3 冰醋酸固體中不存在的作用力是 a 離子鍵b 極性鍵c 非極性鍵d 范德華力 a 5 下列屬于分子晶體的是 a cao no cob cl2 h2o2 hec co2 so2 mgcl2d ch4 nh3 naoh 4 下列性質(zhì)符合分子晶體的是 a 熔點(diǎn)是1070 易溶于水 水溶液能導(dǎo)電 b 熔點(diǎn)是10 31 液態(tài)不導(dǎo)電 水溶液能導(dǎo)電 c 不能溶于水 熔點(diǎn)是1723 沸點(diǎn)是2230 d 熔點(diǎn)是97 81 質(zhì)軟 導(dǎo)電 密度是0 97g cm3 b b 思考與交流 比較co2和sio2的一些物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu) 試判斷sio2晶體是否屬于分子晶體 二 原子晶體1 定義 原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 2 構(gòu)成微粒 3 微粒之間的作用 4 氣化或熔化時(shí)破壞的作用力 5 物理性質(zhì) 熔沸點(diǎn)高 硬度大 難溶于一般溶劑 共價(jià)鍵鍵能越大 熔沸點(diǎn)越高 硬度越大 原子 共價(jià)鍵 共價(jià)鍵 6 常見(jiàn)原子晶體 1 某些非金屬單質(zhì) 硼 b 硅 si 鍺 ge 金剛石 c 等 2 某些非金屬化合物 sic bn等 3 某些氧化物 sio2 al2o3等 7 原子晶體結(jié)構(gòu)無(wú)單個(gè)分子 原子間以共價(jià)鍵相連 無(wú)分子式 只有化學(xué)式 化學(xué)式為原子個(gè)數(shù)比 109 28 金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖 共價(jià)鍵 金剛石的多面體外形 晶體結(jié)構(gòu)和晶胞示意圖 8 典型的原子晶體 1 金剛石 每個(gè)c周圍有個(gè)c 圍成空間圖形c的雜化軌道類型是 c原子與碳碳鍵之比為 最小碳環(huán)為 且不共面 一個(gè)c c鍵被個(gè)環(huán)共用 每個(gè)環(huán)平均有個(gè)c c鍵 一個(gè)c原子被個(gè)環(huán)共用 每個(gè)環(huán)平均有個(gè)c原子 4 正四面體 sp3雜化 1 2 六元環(huán) 6 12 1 2 1 金剛石是晶胞 一個(gè)晶胞中平均含有個(gè)原子 面心立方 8 180 109 28 si o 二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖 共價(jià)鍵 2 sio2原子晶體 每個(gè)si周圍有個(gè)o 每個(gè)o周圍有個(gè)si si周圍的si圍成空間圖形 1molsio2中共價(jià)鍵為 mol 最小環(huán)上有 個(gè)原子 每個(gè)si被個(gè)環(huán)共用 每個(gè)氧被個(gè)環(huán)共用 每個(gè)最小環(huán)平均擁有個(gè)si個(gè)o原子 4 2 正四面體 4 12 12 6 1 2 1 zxxkw 1 怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石 硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降 2 具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體 這種說(shuō)法對(duì)嗎 為什么 探究思考 小結(jié)2 判斷晶體類型的方法 1 依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷 構(gòu)成原子晶體的微粒是原子 原子間的作用力是共價(jià)鍵 構(gòu)成分子晶體的微粒是分子 分子之間的作用力是分子間作用力 2 依據(jù)物質(zhì)的分類判斷3 依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷 原子晶體的熔點(diǎn)高 一般在1000 以上 分子晶體的熔點(diǎn)低 常在幾百度以下甚至更低4 依據(jù)導(dǎo)電性判斷 分子晶體為非導(dǎo)體 部分分子溶于水能導(dǎo)電 原子晶體多為非導(dǎo)體 有些為半導(dǎo)體 如 硅 鍺5 依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷 原子晶體硬度大 分子晶體硬度小 總結(jié) 分子晶體與原子晶體的比較 相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 分子間以分子間作用力結(jié)合 原子 分子 共價(jià)鍵 分子間作用力 很大 較小 很大 較小 不溶于一般溶劑 部分溶于水 不導(dǎo)電 個(gè)別為半導(dǎo)體 固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電 部分溶于水導(dǎo)電 3 分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì) 判斷其晶體類型 a 碳化鋁 黃色晶體 熔點(diǎn)2200 熔融態(tài)不導(dǎo)電 b 溴化鋁 無(wú)色晶體 熔點(diǎn)98 熔融態(tài)不導(dǎo)電 c 五氟化釩 無(wú)色晶體 熔點(diǎn)19 5 易溶于乙醇 氯仿 丙酮中 d 物質(zhì)a 無(wú)色晶體 熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電 原子晶體 分子晶體 分子晶體 離子晶體 石墨晶體結(jié)構(gòu) 知識(shí)拓展 石墨 石墨 1 石墨為什么很軟 2 石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高 高于金剛石 3 石墨屬于哪類晶體 為什么 石墨為層狀結(jié)構(gòu) 各層之間是范德華力結(jié)合 容易滑動(dòng) 所以石墨很軟 石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵 大 鍵 故熔沸點(diǎn)很高 石墨為混合鍵型晶體 分析石墨結(jié)構(gòu)中碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù)目比 故正六邊形中的碳碳鍵數(shù)為6 1 2 3 解析 我們可以先選取一個(gè)正六邊形 此結(jié)構(gòu)中的碳原子數(shù)為6 一個(gè)碳原子被三個(gè)六元碳環(huán)共用 正六邊形中的碳原子數(shù)為6 1 3 2 六邊形中的任一條邊 即碳碳鍵 均