高中化学《3.3 原子晶体与分子晶体》课件 鲁科版选修3.ppt

课程标准导航1 了解原子晶体空间结构特点及性质 2 能描述金刚石 二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系 3 了解分子晶体的结构特点及性质 第3节原子晶体与分子晶体 自主学习一 原子晶体1 原子晶体 共价键 有限 共价键 较高 较大 较高 2 典型的原子晶体 金刚石和二氧化硅 1 金刚石 晶体中c c键间的夹角为 碳原子采取了 杂化 在晶体中每个碳原子以 与相邻的4个碳原子相结合 成为 形空间网状结构 109 5 sp3 共价键 正四面体 最小环上有6个碳原子 2 二氧化硅 1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键 1个氧原子和2个硅原子形成2个共价键 sio2晶体中si o 1 2 最小环上有 个原子 包括 个硅原子 个氧原子 12 6 6 想一想1 化学式sio2能表示一个二氧化硅分子吗 为什么 提示 不能 sio2是原子晶体 其化学式表示si与o原子的个数比 不存在单个二氧化硅分子 二 分子晶体1 分子晶体 分子间作用力 方向性 最密堆积 分子间作用力 较低 较小 增强 升高 2 典型的分子晶体 想一想2 水结冰为什么浮在水面上而不沉于水底 提示 水结冰后 水分子间主要靠氢键结合在一起 由于氢键有一定方向性 使水分子排列比较疏松 分子间有许多空隙 导致体积膨胀 密度减小 故水结冰浮于水面上 三 石墨晶体1 结构特点 1 石墨晶体是层状结构 在每一层内 碳原子排列成 一个个六边形排列成平面的网状结构 每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合 正六边形 2 在同一层内 相邻的碳原子以 相结合 每一个碳原子的一个未成对电子形成 键 3 层与层之间以 相结合 2 所属类型石墨中既有 又有 共价键 大 范德华力 共价键 范德华力 同时还有 的特性 是一种 型晶体 3 性质 熔点高 质软 易导电 想一想3 为什么金刚石与石墨均由碳元素组成石墨具有滑腻性而金刚石没有 提示 石墨晶体是层状结构 层与层之间作用力是范德华力 很弱 故石墨具有滑腻性 金属键 混合键 自主体验1 干冰 碘易升华是由于 a 干冰 碘是非极性分子b 键能小c 化学性质不活泼d 分子间的作用力较弱 解析 选d 干冰和碘均属于分子晶体 升华时只需要克服较弱的分子间作用力 2 碳化硅 sic 的晶体具有类似金刚石的结构 其中碳原子和硅原子的位置是交替的 在下列三种晶体 金刚石 晶体硅 碳化硅中 它们的熔点从高到低的顺序是 a b c d 解析 选a 原子晶体中 熔点高低与键长有关 因键长si si si c c c 所以熔点从高到低的顺序为 3 熔化时 必须破坏非极性共价键的是 a 冰b 金刚石c 铁d 二氧化硅解析 选b 金刚石为原子晶体 熔化时需要破坏碳原子之间的非极性共价键 探究导引1原子晶体与分子晶体的结构有什么特点 提示 原子晶体由原子通过共价键形成的空间网状结构 分子晶体是由分子通过分子间作用力形成的晶体 探究导引2共价键可以存在哪些晶体中 提示 原子晶体 如sio2 分子晶体 如co2 离子晶体 如naoh 探究导引3c si均属第 a族 但co2与sio2的物理性质差别很大 为什么 提示 sio2是原子晶体 而co2是分子晶体 构成晶体的微粒间作用力不同 sio2晶体si o原子通过共价键形成的 co2则是二氧化碳分子通过分子间作用力形成的 要点归纳 即时应用1 某元素的最高正价和最低负价的绝对值相等 其最高价氧化物的相对分子质量与其气态氢化物的相对分子质量之比是15 8 该元素的最高价氧化物形成的晶体是 a 分子晶体b 离子晶体c 原子晶体d 以上晶体都不是 探究导引1不同晶体的熔 沸点一般有什么规律 提示 一般地 原子晶体 离子晶体 分子晶体探究导引2冰与干冰是同一物质吗 构成晶体的微间作用力相同吗 提示 冰是由h2o分子构成的 而干冰是由co2分子构成的 晶体微粒均是分子 微粒之间的作用力均是分子间作用力 探究导引3从f2 i2熔 沸点为什么依次升高 提示 f2 cl2 br2 i2均是由分子构成的 且类型相同 而f2 i2相对分子质量依次增大 分子间作用力依次增大 故熔 沸点依次升高 要点归纳1 不同类型晶体熔 沸点高低的一般规律原子晶体 离子晶体 分子晶体 2 同种晶体类型的物质熔 沸点高低的一般规律晶体内微粒间的作用力越大 熔 沸点越高 1 原子晶体 比较共价键的强弱 一般地认为 原子半径越小 键长越短 键能越大 共价键越牢固 物质的熔 沸点越高 如 金刚石 c 金刚砂 sic 晶体硅 si 2 离子晶体 比较离子键的强弱 或晶格能的大小 一般地认为 阴阳离子电荷数越多 离子半径越小 则离子间的作用力越大 离子键越强 晶格能越大 熔 沸点越高 如熔点 mgo nacl cscl 3 金属晶体 比较金属键的强弱 一般地认为 金属阳离子半径越小 离子所带电荷越多 则金属键越强 晶体的熔 沸点越高 如 al mg na 4 分子晶体 分子间作用力越强 熔 沸点越高 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 分子间作用力越大 熔 沸点越高 如 f2h2te h2se h2s 在有机物同分异构体中 随着支链的增多 熔 沸点降低 如 正戊烷 异戊烷 新戊烷 即时应用2 下列各组物质中 熔点由高到低的是 双选 a hi hbr hcl hfb ci4 cbr4 ccl4 cf4c rb k na li 解析 选bd a项hf中存在氢键 使hf的熔点高于hi b项四种物质组成和结构相似 熔点随相对分子质量的减小而减小 c项是碱金属 同主族元素由上到下熔点逐渐减小 d项三种物质属于同分异构体 支链越多 熔点越低 下列晶体分类中正确的一组是 思路点拨 解答此题要注意两点 1 能够准确判断晶体和非晶体 2 弄清不同晶体微粒的特点 解析 从晶体中粒子的性质去判断晶体的类型 naoh ch3coona ba oh 2都是通过离子键相互结合的离子晶体 h2so4分子间以范德华力和氢键相互结合为分子晶体 ar 萘 so2分子间以范德华力相互结合为分子晶体 石墨是混合键型晶体 水晶与金刚石是典型的原子晶体 硫的化学式以一个硫表示 实际上是由多个硫原子构成的分子 分子间以范德华力结合成分子晶体 玻璃无固定的熔点 加热时逐渐软化 是非晶体 答案 c 下列有关晶体的叙述中 错误的是 a 离子晶体在熔化时 离子键被破坏 而分子晶体熔化时化学键不被破坏b 白磷晶体中 结构粒子之间通过共价键相结合 c 石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体d 构成分子晶体的粒子中不一定存在共价键 思路点拨 解答此题需注意两点 1 构成晶体微粒之间的作用力 2 构成晶体的微粒内部的作用力 解析 离子晶体是通过离子键将阴 阳离子结合在一起的 所以熔化时 离子键被破坏 而分子晶体是通过范德华力将分子结合在一起的 所以熔化时 分子内部的化学键未发生变化 破坏的只是范德华力 由上述分析知a正确 白磷晶体是分子晶体 在p4内部存在共价键 而结构粒子 p4 之间是通过范德华力结合的 b错误 石英晶体是原子晶体 c正确 稀有气体在固态时也属于分子晶体 而稀有气体全是单原子分子 在分子内部不存在共价键 d正确 答案 b 下列化合物 按其晶体的熔点由高到低排列正确的是 a sio2csclcbr4cf4b sio2csclcf4cbr4c csclsio2cbr4cf4d cf4cbr4csclsio2 思路点拨 解答此题要注意两点 1 准确判断某物质所属的晶体类型 2 分析晶体微粒间作用力然后作出判断 解析 物质的熔点高低与晶体的类型有关 一般来说 原子晶体 离子晶体 分子晶体 即 sio2 cscl cbr4 cf4 当晶体的类型相同时 原子晶体的熔点与原子半径有关 离子晶体的熔点与离子半径和离子所带的电荷有关 当组成和结构相似时 分子晶体的熔点高低与相对分子质量的大小有关 一般来说 相对分子质量大的熔点高 即cbr4 cf4 答案 a 规律方法 比较物质熔 沸点的高低 不同晶体类型的物质熔 沸点高低顺序一般是 原子晶体 离子晶体 分子晶体 同一晶体类型的物质 其晶体内部粒子间的作用力越强 熔 沸点越高 例如原子晶体间要比较共价键的强弱 离子晶体间要比较离子键的强弱 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 碳族元素相关物质的结构探究 经典案例 碳族元素包括c si ge sn pb 1 碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成 其结构类似于石墨晶体 每个碳原子通过 杂化与周围碳原子成键 多层碳纳米管的层与层之间靠 结合在一起 2 ch4中共用电子对偏向c sih4中共用电子对偏向h 则c si h的电负性由大到小的顺序为 3 用价层电子对互斥理论推断snbr2分子中sn br键的键角 120 填 或 4 铅 钡 氧形成的某化合物的晶胞结构是 pb4 处于