分子晶体原子晶体课件

复习 1 晶体与非晶体有什么不同 2 什么叫晶胞 如何计算立方晶胞中微粒的数目 3 氯化钠晶胞如图所示一个晶胞中有几个Na 几个Cl 4 碘晶胞结构如图所示 问一个碘晶中有几个碘分子 3 2分子晶体和原子晶体 一 分子晶体 定义 分子晶体中存在的微粒 分子间以分子间作用力 范德华力 氢键 相结合的晶体叫分子晶体 分子 粒子间的相互作用是分子间作用力 2 常见的分子晶体 1 所有非金属氢化物 2 几乎所有的酸 3 部分非金属单质 4 部分非金属氧化物 5 绝大多数有机物的晶体 H2O H2S NH3 CH4 HX H2SO4 HNO3 H3PO4 碱和盐则是离子晶体 X2 O2 H2 S8 P4 C60 稀有气体 CO2 SO2 NO2 P4O6 P4O10 乙醇 冰醋酸 蔗糖 苯 萘 蒽 苯甲酸等 分子的密堆积 与每个分子距离最近的相同分子共有12个 只有范德华力 无分子间氢键 每个分子周围有12个紧邻的分子 如 C60 干冰 I2 O2 分子密堆积 3 分子晶体结构特征 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12个 有分子间氢键 如 HF 冰 NH3 不具有分子密堆积特征 分子非密堆积 分子密堆积 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 当冰刚刚融化为液态水时 热运动使冰的结构部分解体 水分子间的空隙减小 密度反而增大 超过4 时 才由于热运动加剧 分子间距离加大 密度渐渐减小 m v 分子晶体溶于水时 水溶液有的能导电 如HCl溶于水 有的不导电 如C2H5OH溶于水 思考 1 分子晶体是否导电 什么条件下可以导电 由于构成分子晶体的粒子是分子 不管是晶体或晶体熔化成的液体 都没有带电荷的离子存在 因此 分子晶体以及它熔化成的液体都不导电 2 怎样判断分子晶体的溶解性 组成分子晶体的分子不同 分子晶体的性质也不同 如在溶解性上 不同的晶体存在着较大差异 通过对实验的观察和研究 人们得出了一个经验性的 相似相溶 结论 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂 极性溶质一般溶于极性溶剂 当某些分子晶体溶于水时 若能与水分子之间形成氢键 则溶质的溶解度会显著增大 如NH3极易溶于水 甲醇 乙醇 甘油 乙酸等能与混溶 就是它们与水形成了分子间氢键的缘故 3 分子晶体有哪些物理特性 为什么 由于分子间作用力很弱 4 分子晶体的物理特性 分子晶体一般具有 较低的熔点和沸点 有的有升华的特性 如硫 碘 干冰 萘 蒽 苯甲酸等 较小的硬度 一般都是绝缘体 熔融状态也不导电 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 其熔点越高 分子间存在氢键的分子晶体 比组成和结构相似的其他分子晶体熔点要高 溶解性 相似相溶 5 典型的分子晶体 干冰与冰的区别 冰 水分子间主要以氢键结合 同时存在范德华力 晶体中每个水分子与紧邻的四个水分子形成氢键 由水结成冰 分子间距增大 密度减小 干冰 CO2的晶体外观和硬度与水相似熔点低得多 常压下易升华分子中只存在范德华力不存在氢键 一个分子周围有12个紧邻分子密度比冰的高 干冰及其晶胞 笼状化合物 阅读科学视野天然气水合物 一种潜在的能源 练习 1 下列说法正确的是 A 离子化合物中可能含有共价键B 分子晶体中的分子内不含有共价键C 分子晶体中一定有非极性共价键D 分子晶体中分子一定紧密堆积 2 一个干冰晶胞含有CO2分子个 干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间力不存在氢键 因此干冰中CO2分子紧密堆积 每个CO2分子周围 最近且等距离的CO2分子数目有个 概念 相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体 构成原子晶体的粒子是原子 原子间以较强的共价键相结合 三 原子晶体 金刚石 在原子晶体中 由于原子间以较强的共价键相结合 而且形成空间立体网状结构 所以原子晶体的 2 原子晶体的物理特性 1 熔点和沸点高 2 硬度大 3 一般不导电 4 且难溶于一些常见的溶剂 3 常见的原子晶体 1 一些非金属单质 如B12 硅Si 金刚石C 锗 2 一些非金属B Si C的一些化合物如SiC BN Si3N4 3 一些氧化物AI2O3 SiO2 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 原子晶体中没有单个分子存在 化学式不能表示分子式 熔沸点很高 硬度很大 原子晶体熔沸点高低与共价键强弱有关 原子半径越短 共价键键长越短 键能越大 键越强 熔沸点越高 金刚石与晶体SI的熔 沸点比较 石墨的晶体结构 石墨中C C夹角为120 C C键长为 0 142nm 1 42 10 10m 分子间作用力 层间距3 35 10 10m C C共价键 石墨 石墨为什么很软 石墨的熔沸点为什很高 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 硬度小 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 故熔沸点很高 所以 石墨称为混合型晶体 混合型晶体 石墨晶体的层内结构如图所示 每一层由无数个正六边形构成 则平均每一个正六边形所占的碳原子数为 C C键的个数 2 3 不同晶体类型熔沸点高低的判断 离子晶体 离子半径越小 所带电荷越多 离子键越强 熔沸点越高