第三章 第二節(jié) 分子晶體與原子晶體

第三章第二節(jié)分子晶體與原子晶體第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解分子晶體和原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點。2．理解分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。3．了解分子間作用力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。4．了解氫鍵及其對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月一、分子晶體1．結(jié)構(gòu)特點(1)晶體中只含

。(2)分子內(nèi)的化學(xué)鍵是

。(3)相鄰分子間靠

相互吸引。①分子間作用力只是

，則分子晶體有

特征，即每個分子周圍有

個緊鄰的分子?；A(chǔ)知識梳理分子共價鍵分子間作用力范德華力分子密堆積12第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月②分子間還含有其他作用力，如

，分子晶體的分子密堆積要少于

個。如冰中每個水分子周圍只有

個緊鄰的水分子。2．物理性質(zhì)(1)具有較

熔、沸點，易

。(2)一般硬度較小。(3)固體和熔融狀態(tài)下

導(dǎo)電。(4)延展性

。(5)相似相溶規(guī)律：非極性分子一般能溶于

溶劑；極性分子一般能溶于

溶劑。氫鍵124低升華不差非極性極性第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月分子晶體的物理性質(zhì)是由什么決定的？如何比較分子晶體熔、沸點的高低？【思考·提示】分子晶體是通過分子間作用力構(gòu)成的，故要看其物理性質(zhì)，應(yīng)首先看分子間作用力的大小。分子晶體是通過分子間相互作用力構(gòu)成的，晶體在熔化時，破壞的只是分子間作用力，一般不需要破壞分子內(nèi)的化學(xué)鍵，所以只需要外界提供較少的能量。因此，分子晶體的熔點通常較低，硬度也較小，有較強(qiáng)的揮發(fā)性。當(dāng)然，分子間作用力越強(qiáng)，分子晶體的熔、沸點越高，硬度越大。思考第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3．物質(zhì)種類(1)所有

，如H2O、NH3、CH4等。(2)部分

，如鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。(3)部分

，如CO2、P4O10、SO2、SO3等。(4)幾乎所有的

，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。(5)絕大多數(shù)

，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。非金屬氫化物非金屬單質(zhì)非金屬氧化物酸有機(jī)物第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月4．典型的分子晶體(如圖)第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)冰①水分子之間的主要作用力是氫鍵，當(dāng)然也存在范德華力。②氫鍵有方向性，它的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引。(2)干冰①每個晶胞中有12個原子。②每個CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有12個。第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月二、原子晶體1．概念各原子都以

相互結(jié)合，整塊晶體是一個三維的

結(jié)構(gòu)，又稱

晶體。2．構(gòu)成晶體的粒子構(gòu)成原子晶體的粒子是

，故原子晶體中無

。共價鍵共價鍵網(wǎng)狀共價原子分子和離子第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3．物理性質(zhì)熔點

，硬度

，

溶于一般溶劑，

導(dǎo)電，延展性

。4．物質(zhì)種類(1)某些

，如晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等。(2)某些

，如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等。(3)某些

，如二氧化硅(SiO2)、Al2O3等。高難不差非金屬單質(zhì)非金屬化合物氧化物大第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月5．典型的原子晶體(如圖)第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)金剛石①在晶體中每個碳原子以共價單鍵與4個碳原子相結(jié)合，成為正四面體。②晶體中C—C鍵夾角為109°28′，碳原子采取了sp3雜化。③最小環(huán)上有6個碳原子。(2)二氧化硅①在晶體中，1個硅原子和4個氧原子形成4個共價鍵；每個氧原子與2個硅原子相結(jié)合。故SiO2晶體中硅原子與氧原子按1∶2的比例組成。②最小環(huán)上有12個原子。第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月課堂互動講練要點一分子晶體和原子晶體的比較晶體類型原子晶體分子晶體概念相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體組成粒子原子分子粒子間作用力共價鍵分子間作用力熔、沸點很高較低第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月硬度很大較小溶解性不溶于任何溶劑部分溶于水導(dǎo)電性不導(dǎo)電，個別為半導(dǎo)體不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電熔化時破壞的作用力破壞共價鍵一定破壞分子間作用力(有時還破壞氫鍵，如冰熔化；S8熔化時還破壞共價鍵)實例金剛石干冰，稀有氣體結(jié)構(gòu)特點其最小的碳原子環(huán)中有6個碳原子，C—C鍵夾角為109°28′CO2晶體中存在二氧化碳分子晶體類型原子晶體分子晶體第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月(2010年鄭州模擬)下列說法正確的是(

)A．原子晶體中只存在非極性共價鍵B．因為HCl的相對分子質(zhì)量大于HF，所以HCl的熔點高于HFC．干冰升華時，分子內(nèi)共價鍵不會發(fā)生斷裂D．金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物例1第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】原子晶體中存在非極性共價鍵，也可能存在極性共價鍵，如SiO2、SiC等，A不正確；HF晶體中存在氫鍵，熔點高于HCl晶體，B不正確；干冰升華是物理變化，分子間作用力被破壞，但分子內(nèi)共價鍵不斷裂，C正確；金屬元素和非金屬元素形成的化合物不一定是離子化合物，也可能是共價化合物，如AlCl3等，D不正確?！敬鸢浮?/p>

C第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1．有下列幾種晶體：A.水晶，B.冰醋酸，C.白磷，D.金剛石，E.晶體氬，F(xiàn).干冰。(1)屬于分子晶體的是________(填字母，下同)，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是________。(2)屬于原子晶體的化合物是________。(3)直接由原子構(gòu)成的晶體是________。(4)受熱熔化時，化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是______，需克服共價鍵的是________。跟蹤訓(xùn)練第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒不同，分子晶體僅由分子組成，原子晶體中無分子。分子晶體由分子組成，有B、C、E、F，注意晶體氬是單原子分子；原子晶體和單原子分子晶體都由原子直接構(gòu)成，原子晶體有A、D，但化合物只有A；分子晶體熔化時，一般不破壞化學(xué)鍵；原子晶體熔化時，破壞化學(xué)鍵。答案：(1)BCEF

E

(2)A(3)ADE

(4)BCF

AD第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1．不同類型的晶體原子晶體＞分子晶體2．同一類型的晶體(1)分子晶體分子晶體分子間作用力越大，物質(zhì)熔、沸點越高，反之越低；具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常地高。如：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，C2H5OH＞CH3OCH3。要點二晶體熔、沸點比較第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月一般而言：①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔、沸點就越高，如熔、沸點：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4。②組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量相近)，分子極性越大，其熔、沸點就越高，如熔、沸點：CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。③在高級脂肪酸形成的油脂中，不飽和程度越大，熔、沸點越低，如熔、沸點：第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月C17H35COOH＞C17H33COOH，硬脂酸油酸(C17H35COO)3C3H5＞(C17H33COO)3C3H5。硬脂酸甘油酯油酸甘油酯④烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機(jī)物一般隨分子里碳原子數(shù)的增加，熔、沸點升高，如熔、沸點：C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤同分異構(gòu)體中，鏈烴及其衍生物的同分異構(gòu)體隨支鏈增多，熔、沸點降低，如熔、沸點：第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月新戊烷芳香烴的異構(gòu)體有兩個取代基時，熔點按對、鄰、間位降低，沸點按鄰、間、對位降低。(2)原子晶體原子晶體原子間鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)熔、沸點越高，反之越低，如熔、沸點：金剛石＞金剛砂＞晶體硅。第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月下列晶體性質(zhì)的比較中錯誤的是(

)A．熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅B．沸點：NH3>PH3C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔點：SiI4>SiBr4>SiCl4例2第24頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月A項中三種物質(zhì)都是原子晶體，因原子半徑r(C)<r(Si)，所以鍵長：C—C<C—Si<Si—Si，故鍵能：C—C>C—Si>Si—Si，鍵能越大，原子晶體的熔點越高，A項正確；NH3和PH3都是分子晶體，但NH3分子間存在氫鍵，故NH3的沸點高，B項正確；二氧化硅是原子晶體，硬度大，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，C項錯誤；鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結(jié)構(gòu)相似，分子間不存在氫鍵，故相對分子質(zhì)量越大，熔點越高，D項正確?！敬鸢浮?/p>

C第25頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月2．下列分子晶體，關(guān)于熔、沸點高低敘述中，正確的是(

)A．Cl2＞I2B．SiCl4＞CCl4C．NH3＜PH3D．C(CH3)4＞CH3(CH2)2CH3跟蹤訓(xùn)練第26頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：選B。比較物質(zhì)熔、沸點，先搞清該物質(zhì)屬于哪一類晶體，再分析決定晶體熔、沸點的因素。A、B選項屬于無氫鍵存在的分子結(jié)構(gòu)相似的情況，相對分子質(zhì)量大的熔、沸點高；C選項屬于有氫鍵存在但分子結(jié)構(gòu)相似的情況，存在氫鍵的熔、沸點高；D選項屬于相對分子質(zhì)量相同，但分子結(jié)構(gòu)不同的情況，支鏈越多的熔、沸點越低。第27頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練第28頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月江西東周古墓尸骨內(nèi)發(fā)現(xiàn)奇異綠色晶體新華網(wǎng)南昌2007年7月2日電，2日在江西省靖安東周墓葬群發(fā)掘現(xiàn)場，考古人員在清理尸骨時陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多塊奇異的綠色晶體，最后的一塊達(dá)8.5厘米。專家稱，這是國內(nèi)考古界首次發(fā)現(xiàn)這類晶體，為考古界提出了全新的研究課題。課外輕松閱讀第29頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月中國社科院研究員王亞蓉在清理第34號棺木的過程中，在保存相對完好的尸體膝蓋骨、顱骨和牙齒根部附近，發(fā)現(xiàn)從中“長出”了多塊以前從未見過的綠色結(jié)晶體。她介紹說，這些結(jié)晶體大多長1至3厘米，呈細(xì)長的棱形，綠色深淺不一，并能感覺到有一定的硬度，極為罕見。第30頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月此次考古發(fā)掘的領(lǐng)隊徐長青介紹，此前，考古人員在其他棺木中也發(fā)現(xiàn)了類似的晶體。尤其令人稱奇的是，在一具尸骨的腦部發(fā)現(xiàn)了一塊直徑為兩厘米、呈松枝球狀的綠色結(jié)晶體。經(jīng)采樣放入玻璃缸一周后，其顏色由綠轉(zhuǎn)黑，出現(xiàn)了炭化現(xiàn)象?，F(xiàn)場還有專家在一具尸骨的鎖骨位置發(fā)現(xiàn)了一塊