高中化学 第三章 第二节分子晶体与原子晶体精品课件 新人教版选修3.ppt

第二节分子晶体与原子晶体 课程标准导航1 掌握分子晶体 原子晶体的概念及结构特点 2 掌握晶体类型与性质之间的关系 3 了解氢键对物质物理性质的影响 自主学习一 分子晶体1 概念 的晶体称为分子晶体 2 结构特点 1 构成粒子 分子晶体由分子构成 2 粒子间的作用力 分子晶体中相邻分子靠 相互吸引 只含分子 分子间作用力 3 粒子堆积方式 若分子间作用力只是 若以一个分子为中心 其周围通常可以有 个紧邻的分子 分子晶体的这一特征称为分子密堆积 如o2 co2 若分子间含有其他作用力 如氢键 由于氢键具有 使分子不能采取密堆积的方式 如冰中每个水分子周围只有 个紧邻的水分子 范德华力 12 方向性 4 3 物理性质分子晶体具有熔点 硬度 易 的物理特性 想一想1 所有分子晶体的分子内原子间都有共价键吗 提示 不一定 稀有气体属于分子晶体 晶体中没有化学键 低 很小 升华 二 原子晶体1 概念 原子间以 相结合而形成的具有三维的共价键 结构的晶体 2 结构特点 1 构成粒子 原子晶体由 构成 2 粒子间的作用力 原子晶体中相邻原子间以 相结合 共价键 网状 原子 共价键 3 物理性质 硬度 熔点是原子晶体的物理特性 想一想2 金刚石在所有已知晶体中硬度最大 熔点很高 3550 如何从结构角度解释 提示 金刚石晶体属于原子晶体 具有三维的共价键网状结构 c c键键长很短 键能很大 高 高 解析 选c 冰和水中都存在氢键和范德华力 但在冰中 氢键的作用是主要的 由于氢键具有方向性 即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引 不具有分子密堆积的特征 所以冰的密度小于水的密度 解析 选d 金刚石是原子晶体 晶体内只含c c非极性键 不存在范德华力 故金刚石的硬度很大 熔点很高 3 2012 哈尔滨高二质检 下列晶体中不属于原子晶体的是 a 金刚砂b 干冰c 水晶d 晶体硅解析 选b 干冰是co2晶体 属于分子晶体 要点1分子晶体的结构和性质探究导引1干冰和冰相比 哪一种晶体的熔点高 为什么 提示 冰的熔点比干冰的熔点高 因为干冰中分子间只存在范德华力 而冰中分子间存在范德华力和氢键 要点归纳1 分子晶体的归纳 2 分子晶体的典型实例 1 分子晶体结构的普遍性 干冰 范德华力广泛存在于分子晶体内部 干冰晶体中 co2分子之间的作用力只有范德华力 具有分子密堆积的特征 所以干冰晶体的结构代表了分子晶体结构的普遍性 干冰晶体中 每个晶胞中平均含有4个co2分子 干冰晶体中 每个co2分子周围等距离紧邻的co2分子有12个 2 分子晶体结构的特殊性 冰 氢键只存在于特殊的分子晶体中 在冰晶体中 水分子之间的作用力有范德华力和氢键 但主要作用力是氢键 所以冰晶体的结构是分子晶体中一种特殊的结构 不具有分子密堆积的特征 由于氢键具有方向性 即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶点的4个相邻的水分子相互吸引 在冰晶体中 每个水分子参与形成4个氢键 但按均摊法平均一个水分子形成2个氢键 特别提醒分子晶体的化学式 就是分子式 分子晶体熔化时一定会破坏范德华力 有一些晶体还破坏氢键 如冰的熔化 还有少数晶体会破坏共价键 如s8晶体熔化时 除破坏范德华力外 s8分子也会分解 破坏共价键 即时应用1 2012 孝感高二质检 干冰汽化时 下列所述内容发生变化的是 a 分子内共价键b 范德华力c 分子的化学性质d 分子间的氢键解析 选b 干冰是co2的分子晶体 co2分子间只存在范德华力 不存在氢键 汽化时只需克服范德华力 分子的化学性质和分子内的共价键不发生变化 要点2原子晶体的结构和性质探究导引2由原子组成的晶体都是原子晶体吗 具有共价键的晶体都是原子晶体吗 提示 由原子组成的晶体不一定是原子晶体 如稀有气体组成的晶体属于分子晶体 具有共价键的晶体不一定是原子晶体 如大多数分子晶体中含有共价键 要点归纳1 原子晶体的归纳 2 原子晶体的典型实例 1 金刚石 每个碳原子都采取了sp3杂化 以4个共价键对称地与相邻的4个碳原子相结合 形成正四面体结构 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结构的晶体 晶体中所有的c c键键长相等 键角相等 109 28 2 二氧化硅 每个硅原子和4个氧原子形成4个共价键 每个氧原子与2个硅原子相结合 故sio2晶体是由硅原子和氧原子按1 2的比例所组成的空间网状结构的晶体 最小环是由6个硅原子和6个氧原子组成的12元环 1molsio2中含有4molsi o键 特别提醒原子晶体是由原子组成的 所以不存在分子式 只有化学式 化学式组成只表示原子个数的最简整数比 即时应用2 干冰和二氧化硅晶体同属于第 a族元素的最高价氧化物 它们的熔 沸点差别很大的原因是 a 二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量b 干冰是分子晶体 二氧化硅是原子晶体c c o键键能比si o键键能大d co2是非极性分子 二氧化硅是极性分子 解析 选b 干冰是分子晶体 熔化 汽化时只需克服范德华力 二氧化硅是原子晶体 不存在二氧化硅分子 二氧化硅晶体熔化 汽化时需克服共价键 而范德华力比共价键小1 2个数量级 因此二氧化硅晶体的熔点远高于干冰的熔点 题型1分子晶体 2012 济南高二质检 下列有关冰和干冰的叙述不正确的是 a 干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体b 冰晶体中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 c 干冰比冰的熔点低得多 常压下易升华d 干冰中只存在范德华力不存在氢键 一个分子周围有12个紧邻的分子 思路点拨 解答此题关键要明确干冰和冰晶体结构的差异性及其原因 以及对物理性质的影响 解析 干冰晶体中co2分子间作用力只是范德华力 分子采取紧密堆积 一个分子周围有12个紧邻的分子 冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键 由于氢键具有方向性 故每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 采取非紧密堆积的方式 空间利用率小 因而密度小 干冰熔化只需克服范德华力 冰熔化需要克服范德华力和氢键 由于氢键作用力比范德华力大 所以干冰比冰的熔点低得多 而且常压下易升华 答案 a 名师点睛 1 干冰晶体的结构代表了分子晶体结构的普遍性 而冰晶体的结构是分子晶体中一种特殊的结构 2 影响分子晶体物理性质的主要因素是分子间作用力 包括范德华力和氢键 由于分子间作用力很弱 所以分子晶体的熔 沸点一般较低 硬度较小 3 一般地 含有氢键的分子晶体熔 沸点比不含氢键的分子晶体熔 沸点要高 题型2原子晶体 2012 吴忠高二质检 下列各组晶体物质中 化学键类型相同 晶体类型也相同的是 sio2和so3 晶体硼和hcl co2和so2 晶体硅和金刚石 晶体氖和晶体氮 硫磺和碘a b c d 思路点拨 解答此题注意以下两点 1 化学键类型 极性键和非极性键 的判断 2 分子晶体和原子晶体类型的判断方法 解析 本题考查了化学键的类型与晶体类型的判断 属于分子晶体的有so3 hcl co2 so2 晶体氖 晶体氮 硫磺和碘 属于原子晶体的有sio2 晶体硼 晶体硅和金刚石 co2 so2 sio2 so3和hcl都只含有极性键 晶体硼 晶体硅 金刚石 晶体氮 硫磺和碘都只含有非极性键 晶体氖是由稀有气体分子组成 稀有气体为单原子分子 分子间不存在化学键 答案 c 规律方法 判断非金属元素组成的晶体是分子晶体还是原子晶体的方法有 1 依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断 原子晶体的构成粒子是原子 原子间的作用是共价键 分子晶体的构成粒子是分子 分子间的作用是范德华力 2 记忆常见的 典型的原子晶体 常见的原子晶体有 某些非金属单质如硼 硅 锗等 某些非金属化合物如碳化硅 氮化硼 二氧化硅等 3 依据晶体的熔 沸点判断 原子晶体熔 沸点高 常在1000 以上 分子晶体熔 沸点低 常在几百度以下至很低的温度 4 依据导电性判断 分子晶体为非导体 但部分分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子 故能导电 原子晶体多数为非导体 但晶体硅 晶体锗是半导体 5 依据硬度和机械性能判断 原子晶体硬度大 分子晶体硬度小且较脆 分子晶体和原子晶体熔 沸点比较1 不同类型的晶体 原子晶体 分子晶体 2 同一类型的晶体 1 分子晶体 分子间作用力越大 物质的熔 沸点越高 具有氢键的分子晶体 熔 沸点反常的高 如h2o h2te h2se h2s 不含氢键且组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 熔 沸点越高 如snh4 ge