《第二节 分子晶体与原子晶体》PPT课件.ppt

第二节分子晶体 碘晶体结构 干冰晶体结构 观察与思考 下列两种晶体有什么共同点 NaCl晶体结构 一 分子晶体 2 组成微粒 分子 3 粒子间作用力 分子内原子间以共价键结合 相邻分子间靠分子间作用力或氢键相互吸引 记住 结合表格和已有知识 分析 分子晶体有哪些物理特性 为什么 思考与交流 原因 分子间作用力较弱 4 物理特性 1 较低的熔点和沸点 易升华 3 一般都是绝缘体 熔融状态也不导电 有些在水溶液中可以导电 2 较小的硬硬度 注 分子间作用力越大 熔沸点越高 相对分子质量 分子极性 氢键 分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力 不破坏化学键 也有例外 如S8 掌握特性及原因 5 典型的分子晶体 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 绝大多数有机物的晶体 乙醇 冰醋酸 蔗糖 基本知道 分子的密堆积 氧 O2 的晶体结构 碳60的晶胞 分子的密堆积 与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 干冰的晶体结构图 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 6 分子晶体结构特征 1 密堆积 有分子间氢键 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 这种晶体不具有分子密堆积特征 如 HF NH3 冰 每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 2 非密堆积 只有范德华力 无分子间氢键 分子密堆积 这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子 如 C60 干冰 I2 O2 了解 小结 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 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 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 3 微粒之间的作用 4 气化或熔化时破坏的作用力 5 物理性质 熔沸点高 硬度大 难溶于一般溶剂 共价键键能越大 熔沸点越高 硬度越大 原子 共价键 共价键 掌握 6 常见原子晶体 1 某些非金属单质 硼 B 硅 Si 锗 Ge 金刚石 C 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 思考 1 在金刚石晶体中 C采取什么杂化方式 每个C与多少个C成键 形成怎样的空间结构 每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个 最小碳环由多少个碳原子组成 它们是否在同一平面内 2 在金刚石晶体中 C原子个数与C C键数之比为多少 3 12克金刚石中C C键数为多少NA 7 典型的原子晶体 金刚石的结构特征 在金刚石晶体里 每个碳原子都采取SP3杂化 被相邻的4个碳原子包围 以共价键跟4个碳原子结合 形成正四面体 被包围的碳原子处于正四面体的中心 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晶体 金刚石晶体中所有的C C键长相等 键角相等 109 28 晶体中最小的碳环由6个碳组成 且不在同一平面内 晶体中每个C参与了4条C C键的形成 而在每条键中的贡献只有一半 故C原子与C C键数之比为 1 4x 1 2 180 109 28 Si o 二氧化硅的晶体结构示意图 共价键 思考1 在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个 每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个 在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少 思考2 在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键 每个氧原子连接有几个共价键 硅原子个数与Si O共价键个数之比是多少 氧原子个数与Si O共价键个数之比是多少 3 在二氧化硅的晶体结构中 最小的环由几个原子构成 SiO2的结构特征 在SiO2晶体中 1个Si原子和4个O原子形成4个共价键 每个Si原子周围结合4个O原子 同时 每个O原子跟2个Si原子相结合 实际上 SiO2晶体是由Si原子和O原子按1 2的比例所组成的立体网状的晶体 最小的碳环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环 1molSiO2中含4molSi O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 小结1 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 很大 较小 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 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 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 2 3 分析下列物质的物理性质 判断其晶体类型 A 碳化铝 黄色晶体 熔点2200 熔融态不导电 B 溴化铝 无色晶体 熔点98 熔融态不导电 C 五氟化钒 无色晶体 熔点19 5 易溶于乙醇 氯仿 丙酮中 D 物质A 无色晶体 熔融时或溶于水中都能导电 1 下列物质属于分子晶体的化合物是 A 石英B 硫磺C 干冰D 食盐 C 练习 2 干冰气化时 下列所述内容发生变化的是A 分子内共价键B 分子间作用力C 分子间距离D 分子间的氢键 BC 3 冰醋酸固体中不存在的作用力是 A 离子键B 极性键C 非极性键D 范德华力 A 4 水分子间存在着氢键的作用 使水分子彼此结合而成 H2O n 在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体 通过 氢键 相互连接成庞大的分子晶体 其结构如图 试分析