人教版选修3 第三章 第二节分子晶体与原子晶体 课件（共59张）.ppt

第二节分子晶体与原子晶体 第三章晶体结构与性质 碘晶体结构 干冰晶体结构 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p65 只含有分子的晶体称为分子晶体 1 概念 强调 构成晶体的微粒 微粒间作用力 分子 分子间作用力 阅读课本 看看分子晶体有哪些物理特性 为什么 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p65 只含有分子的晶体称为分子晶体 1 概念 强调 构成晶体的微粒 微粒间作用力 分子 分子间作用力 1 熔点 沸点较低 部分易升华 2 硬度小 3 一般都是绝缘体 熔融状态也不导电 原因 2 物理特性 分子间作用力较弱 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p65 分子晶体是通过分子间相互作用力构成的 晶体在熔化时 破坏的只是分子间作用力 一般不需要破坏分子内的化学键 所以只需要外界提供较少的能量 因此 分子晶体的熔点通常较低 硬度也较小 有较强的挥发性 当然 分子间作用力越强 分子晶体的熔 沸点越高 硬度越大 思考 分子晶体的物理性质是由什么决定的 如何比较分子晶体熔 沸点的高低 思考 提示 分子晶体是通过分子间作用力构成的 故要看其物理性质 应首先看分子间作用力的大小 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p65 1 所有非金属氢化物 h2o nh3 ch4 hx 2 部分非金属单质 o2 s8 p4 c60 稀有气体 3 部分非金属氧化物 co2 no2 p4o6 p4o10 4 几乎所有的酸 h2so4 hno3 h3po4 5 绝大多数有机物的晶体 乙醇 冰醋酸 蔗糖 3 常见的分子晶体 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p65 最典型的分子晶体 如图 1 干冰 每个晶胞中有 个co2分子 个原子 4 12 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 与co2分子距离最近的co2分子共有 个 干冰的晶体结构图 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 与co2分子距离最近的co2分子共有 个 干冰的晶体结构图 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 与co2分子距离最近的co2分子共有 个 干冰的晶体结构图 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 与co2分子距离最近的co2分子共有 个 干冰的晶体结构图 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 最典型的分子晶体 如图 1 干冰 每个晶胞中有 个co2分子 个原子 每个co2分子周围等距紧邻的co2分子有 个 干冰在常压下极易升华 工业上广泛用作制冷剂 4 12 12 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 分子密堆积 与co2分子距离最近的co2分子共有 个 干冰的晶体结构图 12 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 大多数分子晶体的结构特点 分子密堆积 与每个分子距离最近的相同分子共有12个 氧 o2 的晶体结构 碳60的晶胞 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 4 分子晶体的结构特征 1 密堆积 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 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 最典型的分子晶体 如图 2 冰 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 1 水分子之间的作用力是 2 冰中 个水分子周围有 个水分子形成四面体 属于 3 1mol冰中有 mol 氢键 氢键 范德华力 4 分子非密堆积 2 冰中 个水分子周围有 个水分子 冰的结构 氢键具有方向性 分子非密堆积 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 4 分子晶体的结构特征 1 密堆积 2 非密堆积 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 有分子间氢键 不具有分子密堆积特征 氢键具有方向性 使晶体中的空间利率不高 留有相当大的空隙 每个分子周围紧邻的分子少于12个 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 笼装化合物 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 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 低熔沸点 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 4 分子晶体结构特征 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 o2 有分子间氢键 不具有分子密堆积特征 如 hf 冰 nh3 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p66 课本 5 分子晶体的熔沸点 比较分子间作用力 a 分子间作用力越 物质的熔 沸点越 具有氢键的分子晶体熔 沸点反常地 如h2oh2teh2seh2s 大 高 高 b 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越 熔 沸点越 如snh4geh4sih4ch4 大 高 c 组成和结构不相似的物质 相对分子质量接近 分子的极性越大 其熔 沸点越高 如co n2 ch3oh ch3ch3 d 同分异构体 支链越多 熔 沸点越低 第二节分子晶体与原子晶体 p66 例1下列各组物质中 按沸点由低到高的顺序排列正确的是 a h2o h2s h2se h2teb cf4 ccl4 cbr4 ci4c ch4 c2h6 c4h10 c3h8d co n2 o2 cl2 p42 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 针对训练 1 下列物质的熔 沸点高低的比较 正确的是 a he i2b sicl4 ccl4c ph3 nh3d co2 h2o p42 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 p44 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 3 下列各组物质各自形成晶体 均属于分子晶体的化合物是 a nh3 hd c10h8b pcl3 co2 h2so4c so2 so3 c60d ccl4 na2s h2o2 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 碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族 为什么co2晶体的熔 沸点很低 而sio2晶体的熔沸点很高 思考与交流 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 180 109 28 si o 共价键 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 二 原子晶体 注 1 构成粒子 2 粒子间的作用力 3 结构特点 思考 只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗 概念 所有的相邻原子间都以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 原子 共价键 整块晶体是一个三维的共价键网状结构 是一个 巨分子 又称共价晶体 某些原子晶体的熔点和硬度 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 2 原子晶体的物理性质 二 原子晶体 熔点 硬度 溶于一般溶剂 导电 延展性 高 难 不 差 大 3 常见的原子晶体类型 1 某些单质 硼 b 硅 si 锗 ge 金刚石 2 某些非金属化合物 碳化硅 sic 氮化硼 bn 3 某些氧化物 二氧化硅 sio al2o3晶体 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 每个碳与相邻 个碳以 键结合 形成 结构 键角为 碳原子采取了 杂化 最小碳环由 个c组成且不在同一平面内 每个c被 个最小环共用 每个环平均拥有 个c 平均拥有 个c c键 1mol金刚石中含有的c c共价键数 mol 典型的原子晶体 1 金刚石 键能 347 7kj mol 熔点 大于35500c 硬度 很大 4 共价键 正四面体 109 28 sp3 6 12 1 2 1 2 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 1 晶体结构 晶胞示意图 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 2 二氧化硅 金刚石 二氧化硅 在晶体中 每个si与 个o以共价键结合 形成 结构 每正四面体占有 个si 个o 故sio2晶体中si与o之为 最小环上有 个原子 个si和 个o 1molsio2晶体中含 molsi o键 典型的原子晶体 4 正四面体 1 2 1 2 12 6 6 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 4 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 每个环完全拥有c c数为 石墨中c c夹角为 1200c c键长 1 42 10 10m层间距 3 35 10 10m 石墨及其结构 混合型晶体 2 3 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p76 小结1 金刚石 石墨的比较 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 小结2 分子晶体与原子晶体的比较 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构 分子间以分子间作用力结合 原子 分子 共价键 分子间作用力 很高 较低 很大 较小 不溶于任何溶剂 部分溶于水 不导电 个别为半导体 固体和熔化状态都不导电 部分溶于水导电 破坏共价键 一定破坏分子间作用力 有时还破坏氢键 s8熔化还破坏共价键 某些原子晶体的熔点和硬度 第二节分子晶体与原子晶体 课本 p68 4 原子晶体的熔 沸点比较 比较 共价键 结构相似 半径越小 键长越短 键能越大 熔 沸点越高 如熔点 金刚石碳化硅晶体硅 1 轻松判断 1 分子晶体内只有分子间作用力 2 分子晶体的相对分子质量越大 熔 沸点越高 3 原子晶体内的共价键的键能越大 熔 沸点越高 4 co2和sio2的中心原子的杂化方式相同 p42 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 例2在高压下 用激光器加热到1800k时 人们成功地制得了原子晶体 干冰 其晶体结构与sio2相似 下列推断中 正确的是 a 原子晶体干冰有很高的熔 沸点 有很大的硬度b 原子晶体干冰可以和氢氟酸反应c 原子晶体干冰硬度 耐磨性都不如水晶d 每摩尔原子晶体干冰含2molc o键 p43 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 针对训练 2 已知 金刚石 晶体硅 碳化硅三者均属于原子晶体 其熔点由高到低的顺序是 填序号 p43 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 例下列说法正确的是 a 分子晶体中一定存在范德华力和共价键 大多数熔点较低b 分子晶体中一定存在范德华力 可能存在氢键c 原子晶体中一定有共价键 大多易溶于水d 原子晶体都不能导电 且受热难熔化 片面理解晶体中粒子间存在的相互作用力及性质 p43 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 p44 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 1 碳化硅 sic 晶体 氮化硼 bn 晶体在熔融时均不导电 难溶于水 常用作耐高温材料 由此推知 它们属于 a 离子晶体b 分子晶体c 原子晶体d 无法判断 p44 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 2 下列说法正确的是 a 冰融化时 分子中h o键发生断裂b 分子晶体中 共价键的键能越大 该分子晶体的熔点 沸点一定越高c 分子晶体中 分子间作用力越大 该物质越稳定d 原子晶体中 共价键越强 晶体的熔点 沸点越高 p44 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 4 下列晶体性质的比较中错误的是 a 熔点 金刚石 晶体硅b 沸点 nh3 ph3c 硬度 白磷 冰 二氧化硅d 熔点 sii4 sibr4 sicl4 p44 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 5 下列说法正确的是 a 原子晶体中只存在非极性共价键b 稀有气体形成的晶体属于分子晶体c 干冰升华时 分子内共价键会发生断裂d 金属元素和非金属元素形成的化合物一定不可能是原子晶体 p44 新课程学习与测评 第二节分子晶体与原子晶体 6 有下列物质 水晶 冰醋酸 氧化钙 白磷 晶体氩 氢氧化钠 铝 金刚石 过氧化钠 碳化钙 碳化硅 干冰 过氧化氢 根据要求填空 1 属于原子晶体的化合物是 2 直接由原子构成的晶体是 3 直接由原子构成的分子晶体是 4 由极性分子构成的晶体是 属于分子晶体的单质是 5 在一定条件下 能导电而不发生化学变化的是 受热熔化后化学键不发生变化的是 受热熔化需克服共价键的是 p19 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 3 下列关于物质熔点高低的比较中 正确的是 a cl2 i2b sicl4 ccl4c nh3ch3 ch2 2ch3 p19 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 4 下列性质适合于分子晶体的是 a 熔点为1070 难溶于水 硬度较大b 熔点为1031 液态不导电 机械强度高c 熔点为112 8 沸点为444 6 易溶于四氯化碳d 熔点为97 81 密度为0 97g cm3 质软且能导电 p19 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 5 氮化硼是一种新合成的结构材料 它是一种超硬 耐磨 耐高温的物质 下列各组物质熔化时所克服的粒子间作用力与氮化硼熔化所克服的粒子间作用力都相同的是 a 碘和金刚石b 碳化硅和水晶c 冰和干冰d 苯和萘 p19 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 6 水分子间可通过氢键彼此结合而形成 h2o n 在冰中n值为5 即每个水分子被其他4个水分子包围形成变形四面体 右图所示为 h2o 5单元 由无限个这样的四面体通过氢键构成一个庞大的分子晶体 即冰 下列有关叙述正确的是 a 1mol冰中含有4mol氢键b 1mol冰中含有4 5mol氢键c 平均每个水分子只含有2个氢键d 平均每个水分子只含有5 4个氢键 p19 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 7 据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似c60的物质n60 已知 n60分子中每个氮原子均以n n键结合三个n原子而形成8电子稳定结构 n n键的键能为167kj mol 1 1 n60分子构成的晶体为 晶体 其熔 沸点比n2 填 高 或 低 原因是 2 1moln60分解成n2时吸收或放出的热量是 kj 已知n n键的键能为942kj mol 1 表明稳定性n60 填 或 n2 3 由 2 列举n60的用途 举一种 分子 高 n60 n2均形成分子晶体 且n60的相对分子质量大 分子间作用力大 故熔 沸点高 13230 用做高能炸药 p19 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 8 已知在冰中每个水分子和周围的4个水分子形成4个氢键 图为冰的晶胞 晶体中的最小重复单元 结构 下列有关说法中不正确的是 a 每个晶胞中含有2个水分子b 每个晶胞中含有8个氢键c 该晶胞构成的冰晶体中存在的作用力有范德华力 氢键和极性键d 与每个水分子等距离且最近的水分子有8个 p20 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 11 根据题表给出物质的熔点数据 alcl3的沸点为160 判断下列说法中不正确的是 a sio2晶体和晶体b属于原子晶体b sicl4和alcl3晶体都是分子晶体c sicl4和alcl3分子的中心原子均采取sp3杂化方式d sicl4和alcl3均是极性键形成的非极性分子 p20 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 12 单质硼有无定形和晶体两种 参考下表数据回答 注 硬度以金刚石的硬度为10为代表 1 晶体硼的晶体类型属于 晶体 原子 p20 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 2 已知晶体硼的基本结构单元是由b原子构成的正二十面体 如上图所示 其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点 每个顶点各有一个b原子 通过观察图形及推算 可知此结构单元是由 个硼原子构成的 其中b b键间的键角是 填角度 12 60 p20 活页作业 第二节分子晶体与原子晶体 13 二氧化硅晶体是立体