高中化学物质的结构与性质原子结构原子的性质共价键分子的立体结构人教版 选修三$3.2 分子与原子晶体.ppt

第二节分子晶体与原子晶体 复习总结 微粒间作用 微粒为分子 分子间作用力 或范德华力 或氢键 微粒为原子 极性共价键或非极性共价键 微粒为离子 离子键 一 分子晶体 1 只含分子的晶体称为分子晶体 如碘晶体只含i2分子 属于分子晶体 在分子晶体中 分子内的原子间以共价键结合 而相邻分子靠分子间作用力或氢键相互吸引 碘晶体结构 构成分子晶体的粒子是分子 粒子间的相互作用是分子间作用力或氢键 分子晶体有哪些物理特性 为什么 思考与交流 2 分子晶体的一般宏观性质 较低的熔沸点 较小的硬度 固态或熔融状态下都不导电 分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分子的极性相关 相似相溶 构成分子晶体的粒子是分子 粒子间的相互作用是分子间作用力或氢键 3 属于分子晶体的化合物类别举例 1 所有非金属氢化物h2o h2s nh3 ch4 hx 2 部分非金属单质x2 o2 h2 s8 p4 c60 3 部分非金属氧化物co2 so2 no2 p4o6 p4o10 4 几乎所有的酸h2so4 hno3 h3po4 5 绝大多数有机物晶体乙醇 冰醋酸 蔗糖 4 晶体分子结构特征 只有范德华力 无分子间氢键 分子密堆积 每个分子周围有12个紧邻的分子 如 c60 干冰 i2 o2 有分子间氢键 不具有分子密堆积特征 如 hf 冰 nh3 分子的密堆积 与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个 干冰的晶体结构图 分子的密堆积 与co2分子距离最近的co2分子共有个 12 碘的晶体结构图 由此可见 每个碘分子周围有个碘分子 12 冰中 个水分子周围有 个水分子 冰的结构 氢键具有方向性 分子的非密堆积 许多气体可以与水形成水合物晶体 最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维 他发现氯可形成化学式为cl2 8h20的水合物晶体 20世纪末 科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体 这种晶体的主要气体成分是甲烷 因而又称甲烷水合物 它的外形像冰 而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷 因而又称 可燃冰 科学视野 天然气水合物 一种潜在的能源 小节 1 分子晶体 由分子构成 相邻分子靠分子间作用力相互吸引 2 分子晶体特点 低熔点 升华 硬度很小等 3 常见分子晶体分类 1 所有非金属氢化物 2 部分非金属单质 3 部分非金属氧化物 4 几乎所有的酸 而碱和盐则是离子晶体 5 绝大多数有机物的晶体 晶体分子结构特征 只有范德华力 无分子间氢键 分子密堆积 每个分子周围有12个紧邻的分子 如 c60 干冰 i2 o2 有分子间氢键 不具有分子密堆积特征 如 hf 冰 nh3 思考与交流 co2和sio2的一些物理性质如下表所示 通过比较试判断sio2晶体是否属于分子晶体 二 原子晶体1 定义 原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体 2 构成微粒 原子3 微粒之间的作用 共价键4 气化或熔化时破坏的作用 共价键5 一般宏观性质 熔沸点高 硬度大 难溶于一般溶剂 6 常见原子晶体例举 1 某些非金属单质 硼 硅 锗 金刚石等 2 某些非金属化合物 sic bn等 3 某些氧化物 sio2 al2o3等 109 28 金刚石的晶体结构示意图 共价键 180 109 28 si o 二氧化硅的晶体结构示意图 共价键 1 怎样从原子结构的角度理解金刚石 硅和锗的熔点和硬度依次下降 2 具有共价键的晶体叫做原子晶体 这种说法对吗 为什么 探究思考 莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准 1824年由德国矿物学家莫斯 frederichmohs 首先提出 确定这一标准的方法是 用棱锥形金刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕 用测得的划痕的深度来表示硬度 资料莫氏硬度 一种结晶形碳 有天然出产的矿物 铁黑色至深钢灰色 质软具滑腻感 可沾污手指成灰黑色 有金属光泽 六方晶系 成叶片状 鳞片状和致密块状 密度2 25g cm3 化学性质不活泼 具有耐腐蚀性 在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳 石墨可用作润滑剂 并用于制造坩锅 电极 铅笔芯等 知识拓展 石墨 石墨晶体结构 知识拓展 石墨 石墨 1 石墨为什么很软 2 石墨的熔沸点为什么很高 高于金刚石 3 石墨属于哪类晶体 为什么 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 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 大 键 故熔沸点很高 石墨为混合键型晶体 某些原子的熔点和硬度 硬度是衡量固体软硬程度的指标 硬度有不同的标度 最普通的硬度标度是划痕硬度 即摩氏硬度 以固体互相刻划时出现刻痕的固体的硬度较低 全刚石不能被任何天然矿物刻划出封痕 因而是最硬的 以金刚石的硬度为10 以另9种天然矿物为代表 可将摩氏硬度分为十度 练习1 金刚石 晶体硅结构与此类似 1 由图中观察可知 每个碳原子被相邻的4个碳原子包围 以共价键跟4个碳原子接个 形成四面体 这些四面体向空间发展 构成一个坚实的 彼此联结的空间网状晶体 每个c c键长相等 键角均为109 28 2 晶体中最小环由 个c组成且不共面 6 3 晶体中c原子数与c c键数之比为 例 如右图所示 在石墨晶体的层状结构中 每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为 每个c完全拥有c c数为 石墨中c c夹角为120 c c键长为1 42 10 10m层间距3 35 10 10m 2 3 小结 金刚石 石墨的比较 每个环中 正四面体空间网状 六边形平面层状 共价键 共价键与范德华力 个原子不同面 个原子同面 6 1 6 1 6 1 2 3 6 1 12 1 2 6 1 3 2 sio2平面结构 利用金刚石的结构来推断sio2的空间结构 sio2最小的环有几个原子组成 金刚石的结构 12个 6个硅6个氧 题目 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 顶角和面心的原子是钛原子 棱的中心和体心的原子是碳原子 则它的分子式是 a ticb ti4c4 c ti14c13d ti13c14 防止类推中的失误