高中化学 第3章 第3节 原子晶体与分子晶体课件 鲁科版选修3.ppt

第3章 第3节 晨背关键语句 理解教材新知 应用创新演练 把握热点考向 知识点一 知识点二 考向一 考向二 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向三 知识点三 1 原子晶体中的原子以共价键相连接 因此原子不遵循紧密堆积原则 2 原子之间共价键的键能较大 使得原子晶体的熔点很高 硬度很大 3 分子间通过分子间作用力形成分子晶体 以范德华力形成的分子晶体尽可能采取紧密堆积方式 4 分子间作用力较小 分子晶体的熔点和硬度都比较低 1 概念相邻原子间以结合而形成的具有空间结构的晶体 2 结构特点 1 由于共价键的和 使每个中心原子周围排列的原子数目是的 2 由于所有原子间均以相结合 所以晶体中不存在单个 原子晶体 共价键 立体网状 饱和性 方向性 共价键 固定 分子 3 物理性质 1 原子晶体由于以强的相结合 因此一般熔点 硬度 2 结构相似的原子晶体 原子半径越小 键长 键能 晶体的熔点 4 典型的原子晶体 金刚石和二氧化硅 共价键 很高 很大 越大 越短 越高 1 金刚石 在晶体中每个碳原子以与相邻的个碳原子相结合 成为 晶体中c c键间的夹角为 碳原子采取杂化 2 二氧化硅 在晶体中 硅原子和氧原子交替排列 每个硅原子和个氧原子形成个共价键 每个氧原子与个硅原子形成个共价键 故sio2晶体中硅原子与氧原子按的比例组成 共价键 正四面体 4 109 5 sp3 4 2 2 1 2 4 1 原子晶体的构成微粒是原子 不存在分子 其化学式表示其比例组成 2 在金刚石中形成的最小环上有6个碳原子 sio2晶体中最小环上有12个原子 3 常见的原子晶体 单质有金刚石 晶体硅 晶体硼 化合物有二氧化硅 碳化硅等 1 有关原子晶体的叙述 错误的是 a 原子晶体中 原子不遵循紧密堆积原理b 原子晶体的熔点高于所有金属晶体c 原子晶体中不存在独立的分子d 原子晶体熔化时要破坏共价键答案 b 1 概念分子间通过结合而形成的晶体 2 结构特点由于范德华力不具有 所以分子晶体在堆积排列时尽可能地利用空间 采取的方式 3 物理性质 1 分子晶体由于以比较弱的相结合 因此一般熔点 硬度 分子晶体 紧密堆积 分子间作用力 较小 方向性 分子间作用力 较低 2 对组成和结构 晶体中又不含氢键的物质来说 随着相对分子质量的增大 分子间作用力 熔 沸点 4 典型的分子晶体 冰和干冰 相似 增强 升高 1 冰 水分子之间的主要作用力是 也存在 有方向性 它的存在迫使在的每个水分子与方向的4个相邻水分子互相吸引 2 干冰 干冰的晶胞呈 每个co2分子周围等距离紧邻的co2分子有个 干冰可用作 范德华力 氢键 四面体顶角 立方体 四面体中心 制冷剂 氢键 12 1 分子晶体中存在分子 分子内原子以共价键结合 分子间以分子间作用力结合形成晶体 2 一般来说 范德华力的无方向性也使得分子在堆积时会尽可能利用空间并采取紧密堆积方式 但分子的形状 分子的极性以及分子间是否存在具有方向性的氢键等都会影响分子的堆积方式 3 并不是所有的分子晶体中都有化学键 如稀有气体形成的晶体中只有范德华力 而没有化学键 2 干冰汽化时 下列所述内容会发生变化的是 a 分子间作用力b 分子内共价键c 分子内共价键键长d 分子内键能解析 干冰汽化时分子没有变化 化学键没有变化 只有分子间作用发生变化 答案 a 1 结构特点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相结合 在同一个层内 相邻的碳原子以相结合 层与层之间以相结合 2 所属类型石墨中既有 又有 同时还有的性质 是一种型晶体 石墨晶体 共价键 六边形 范德华力 三个碳原子 范德华力 共价键 金属键 混合键 3 特别提示石墨晶体中 每个碳原子用sp2杂化轨道与另外邻近的三个碳原子以共价键结合 在同一平面内形成无数并置的正六边形的环 平面与平面之间存在范德华力 它是一种很弱的作用 很容易发生形变 因此石墨比较软 在每个碳原子上 未参与杂化的2p轨道上还有一个未成对电子 可形成遍及整个平面的大 键 电子可以在同一平面内自由移动 相当于金属中的自由电子 所以石墨可以导电 3 石墨晶体中碳原子杂化轨道的类型及同层原子间的主要作用力分别是 a sp 范德华力b sp2 范德华力c sp2 共价键d sp3 共价键答案 c 原子晶体的结构和性质 例1 最近科学家成功制成了一种新型的碳氧化合物 该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构 下列对该晶体叙述错误的是 a 该晶体类型是原子晶体b 该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1 2c 晶体中碳原子数与c o化学键数之比为1 2d 晶体的空间最小环共有6个原子构成e 硬度很大 可用做耐磨材料f 容易液化 可作制冷材料 解析 解决此类问题要先判断晶体类型 然后再由晶体类型判断物质的性质 由题意可知此晶体为co2原子晶体 具有类似sio2的结构与性质 一个碳原子周围有四个氧原子 晶体中最小环由12个原子构成 c与c o键之比应为1 4 硬度很大 熔 沸点较高 答案 cdf 1 因为原子晶体中原子间以较强的共价键相结合 熔化时需要很多的能量克服共价键 所以原子晶体的熔 沸点很高 硬度很大 2 因为构成原子晶体的原子最外层电子都成键 结构稳定 键能较大 所以原子晶体一般不导电 难溶于水 1 原子晶体熔化时一定要破坏其共价键吗 2 原子晶体熔 沸点高低取决于什么因素 答案 1 原子晶体是原子间以共价键结合形成的空间网状结构 其熔化时需要破坏其中的共价键 2 原子晶体的熔 沸点取决于其共价键强弱 一般来说对于结构相似的原子晶体 原子半径越小 键长越短 键能越大 则原子晶体熔 沸点越高 分子晶体的结构和性质 例2 下列说法中正确的是 a 构成分子晶体的微粒一定含有共价键b 在结构相似的情况下 原子晶体中的共价键越强 晶体的熔 沸点越高c 分子晶体中共价键的键能越大 该分子晶体的熔 沸点一定也越高d 分子晶体中只存在分子间作用力而不存在任何化学键 所以其熔 沸点一般较低 解析 构成分子晶体的微粒不一定含有共价键 如稀有气体元素单质形成的晶体 在结构相似的情况下 原子晶体中的共价键越强 晶体的熔 沸点越高 分子晶体熔 沸点的高低决定于分子间作用力的大小 与共价键键能的大小无关 分子晶体中基本构成微粒间的相互作用是分子间作用力 多数分子中存在化学键 但化学键不影响分子晶体的熔 沸点 答案 b 1 分子的稳定性与物质的挥发性有本质区别 前者有化学键的断裂和形成 是化学变化 而后者与分子间作用力有关 是物理变化 2 含有氢键的分子晶体的熔 沸点较高 1 下列性质符合分子晶体的是 a 熔点1070 易溶于水 水溶液能导电b 熔点10 31 液体不导电 水溶液能导电c 熔点97 81 质软 能导电 密度是0 97g cm3d 熔点63 65 熔化时能导电 水溶液也能导电解析 分子晶体的特点是熔 沸点低 硬度小 熔融状态不导电 其水溶液可以导电 答案 b 晶体类型的判断 例3 下列晶体分类中正确的一组是 答案 c 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 so2分子间以范德华力相互结合为分子晶体 石墨是过渡型或混合型晶体 水晶与金刚石是典型的原子晶体 硫的化学式以1个s表示 实际上是由多个s原子构成的分子 分子间以范德华力结合成分子晶体 玻璃无一定的熔点 加热时逐渐软化 是非晶体 晶体类型的判断可以根据晶体分类的依据 即构成晶