高中化学 第3章第2节 分子晶体与原子晶体同步导学课件 新人教版选修3.ppt

第二节分子晶体与原子晶体,金刚石是一种矿物，早在公元前1000年，人们就发现金刚石很硬，“金刚石”的英文名diamond，就源于阿拉伯语“almas”(最坚硬的)。金刚石具有许多优良的性质：熔点高(3350)、不导电、硬度极高。这些性质显然是由金刚石的结构决定的。那么，金刚石具有怎样的结构呢？水晶是一种古老的宝石，晶体完好时呈六棱柱钻头形。在水晶中，原子是怎样排列的呢？我们知道，冰容易融化，干冰容易气化，碘晶体容易升华。那么，这些晶体为什么具有上述特殊性质呢？它们的结构又是怎样的呢？,1掌握分子晶体、原子晶体的概念及结构特点。2掌握晶体类型与性质之间的关系。3了解氢键对物质物理性质的影响。,1结构特点(1)构成微粒及微粒间的作用力,(2)微粒堆积方式若分子间只有范德华力，则分子晶体有特征，即每个分子周围有个紧邻分子。若分子间含有其他作用力，如氢键。由于氢键具有，使分子不能采取密堆积的方式，则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。如冰中每个水分子周围只有个紧邻的水分子。,分子密堆积,12,方向性,4,2属于分子晶体的物质(1)所有，如h2o、nh3、ch4等。(2)部分，如卤素(x2)、o2、n2、白磷(p4)、硫(s8)、稀有气体等。(3)部分，如co2、p4o6、p4o10、so2等。(4)几乎所有的酸，如hno3、h2so4、h3po4、h2sio3等。(5)绝大多数，如苯、乙醇。,非金属氢化物,非金属单质,非金属氧化物,有机物的晶体,分子晶体的特征及影响分子晶体熔沸点的因素(1)分子晶体的特征大多数分子晶体具有如下结构特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。如干冰晶体(如图a),晶体中含有其他作用力(如氢键)时，分子晶体的分子堆积要少于12个。如冰中每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引构成水的晶体。(如图b),(2)分子间作用力与分子晶体熔、沸点的关系分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力的大小。对于组成和结构相似的分子晶体，随相对分子质量的增大，分子间作用力也增大，熔、沸点升高，如i2br2cl2f2，o2n2。组成相似的分子，有极性的比无极性的分子间作用力大，熔、沸点高，如so2co2。有氢键的分子晶体，还要考虑氢键的强弱。结构相似的分子晶体，相对分子质量大的其熔、沸点不一定大。例如：h2o与h2s，h2o的沸点比h2s高，因为水分子间有氢键，h2s分子中只有范德华力，而氢键比范德华力强。,1sicl4的分子结构与ccl4相似，对其进行的下列推测不正确的是()asicl4晶体是分子晶体b常温、常压下sicl4是气体csicl4的分子是由极性键形成的非极性分子dsicl4的熔点高于ccl4,解析：由于sicl4分子结构与ccl4相似，所以一定属于分子晶体。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在这两种分子之间都只有范德华力，sicl4的相对分子质量大于ccl4的相对分子质量，所以sicl4的分子间作用力比ccl4大，熔、沸点应该比ccl4高一些。ccl4的分子是正四面体结构，sicl4与它结构相似，因此也应该是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。答案：b,1结构特点(1)构成微粒及微粒间的作用力,(2)微粒堆积方式整块晶体是一个三维的结构，不存在单个小分子，是一个“巨分子”，又称。,共价键网状,共价晶体,2属于原子晶体的物质(1)某些，如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等。(2)某些，如碳化硅(sic)、氮化硅(si3n4)、氮化硼(bn)等。(3)某些，如二氧化硅(sio2)等。,非金属单质,非金属化合物,氧化物,分子晶体与原子晶体的比较,2.美国科学杂志曾报道：在40gpa的高压下，用激光加热到1800k，人们成功制得了原子晶体co2，下列对该物质的推断一定不正确的是()a该原子晶体中含有极性键b该原子晶体易汽化，可用作制冷材料c该原子晶体有很高的熔点、沸点d该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料,解析：co2由固态时形成的分子晶体变为原子晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的c=o双键变为co单键，但化学键依然为极性共价键，故a项正确。由于晶体类型及分子结构发生变化，物质的熔、沸点等性质也发生了变化。co2原子晶体具有高硬度、高熔、沸点等特点，故c、d选项正确，b项错误。答案：b,(2011南京高二质检)下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()sio2和so3晶体硼和hclco2和so2晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫磺和碘abcd思路指引：本题考查了化学键的类型与晶体类型的判断。解题时应注意化学键类型的判断。,属于分子晶体的有so3、hcl、so2、co2、晶体氖、晶体氮、硫磺、碘等。属于原子晶体的有sio2、晶体硼、晶体硅、金刚石等。但晶体氖是由稀有气体分子构成，稀有气体分子间不存在化学键。答案：c,判断非金属元素组成的晶体是分子晶体还是原子晶体的方法(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断：原子晶体的构成粒子是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的构成粒子是分子，质点间的作用是范德华力。(2)记忆常见的、典型的原子晶体。常见的原子晶体有：某些非金属单质如硼、硅、锗等；某些非金属化合物如碳化硅、氮化硼等；某些氧化物如二氧化硅。,(3)依据晶体的熔沸点判断：原子晶体熔、沸点高，常在1000以上；分子晶体熔、沸点低，常在几百度以下至很低的温度。(4)依据导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、晶体锗是半导体。(5)依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。,1下列性质适合于分子晶体的是()熔点1070，易溶于水，水溶液导电熔点10.31，液态不导电，水溶液导电能溶于cs2，熔点112.8，沸点444.6熔点97.81，质软，导电，密度为0.97gcm3abcd,解析：分子晶体的熔点较低，中熔点高，不是分子晶体，是金属钠的性质。答案：c,下列晶体性质的比较中正确的是(双选)()a熔点：金刚石碳化硅晶体硅b沸点：nh3ph3c硬度：白磷冰二氧化硅d熔点：sii4sibr4sicl4,思路指引：本题考查了晶体物理性质的影响因素。,a项中三种物质都是原子晶体，因原子半径r(c)r(si)，所以键长：cccsisisi，故键能：cccsisisi，键能越大，原子晶体的熔点越高，a项正确；氟化氢、水、氨都是分子晶体，其沸点高低与分子间作用力大小有关，因为这三种物质之间都存在氢键，且h2o之间氢键最强，nh3之间氢键最弱，故水的沸点最高，氨的最低，b项错误；二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，c项错误；卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，d项正确。答案：ad,分子晶体、原子晶体熔沸点比较(1)不同类型的晶体：原子晶体分子晶体。(2)同一类型的晶体分子晶体a分子间作用力越大，物质的熔沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔沸点反常的高。如h2oh2teh2seh2s。,b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。如snh4geh4sih4ch4。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con2，ch3ohch3ch3。,原子晶体晶体的熔沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高。如熔点：金刚石碳化硅晶体硅。,2.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nn键结合三个n原子而形成8电子稳定结构；nn键的键能为167kjmol1。请回答下列问题：(1)n60分子组成的晶体为_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nn键的键能为942kjmol1)，表明稳定性n60_(填“”、“mr(n2)，故n60晶体中分子的范德华力比n2晶体大，n60晶体的熔、沸点比n2晶体高。,(2)因每个氮原子形成三个nn键，每个nn键被2个n原子共用，故1moln60中存在nn键：1mol60390mol。发生的反应为n60=30n2h，故h90167kjmol130942kjmol113230kjmol1n60。(3)由于反应放出大量的热同时生成大量气体，因此n60可用作高能炸药。,答案：(1)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(2)13230cl2br2b金刚石p4o2cshbr金刚石di2ch4冰解析：a项中f2、cl2、br2均是分子晶体，由相对分子质量可知熔点