第三章-第二节-原子晶体PPT课件

.,1,晶体结构与性质,第三章,第二节分子晶体与原子晶体第二课时,.,2,1、下列物质中含有共价键的分子晶体是（）A、SiO2B、ArC、葡萄糖D、HD,2、下列物质的性质与氢键无关的是（）A、冰的密度比液态水的密度要小B、NH3易液化C、NH3分子比PH3分子稳定D、氢氟酸是弱酸，而其他氢卤酸是强酸,CD,C,.,3,CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。,思考与交流,.,4,10928,Si,O,共价键,二氧化硅晶体结构示意图,()概念:,二、原子晶体,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（巨分子）构成晶体的微粒：原子粒子间的作用力：共价键气化或熔化时破坏的作用力：共价键,提醒.原子晶体中不存在单个分子，化学式不代表真实结构,思考：只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？,.,6,观察思考,对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？,.,7,(二)原子晶体的物理特性：,1.熔点和沸点很高2.硬度大(金刚石在自然界中硬度最大)3.一般不导电4.且难溶于一些常见的溶剂原因：相邻原子间的共价键较强,.,8,(三)常见的原子晶体,某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些氧化物：二氧化硅（SiO）晶体、三氧化二铝(Al2O3)晶体,.,9,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,.,10,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？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CC键数之比为多少？（3）12克金刚石中CC键数为多少NA？,金刚石晶胞,.,11,1.金刚石结构特征：,键能：347.7kj/mol,熔点：大于35500C,硬度：很大,在金刚石晶体里每个碳原子都采取SP3杂化，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体；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CC键长相等，键角相等（10928）；晶体中最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内；每个C原子被12个环共有；晶体中C原子与CC键数之比为：1：2。,(四)典型原子晶体的结构,.,12,180,10928,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,.,13,思考与交流,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？2.1mol二氧化硅的晶体含几摩的Si-O键?3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?,.,14,2.SiO2的结构特征：,在SiO2晶体中每个Si原子周围结合4个O原子；每个O原子跟2个Si原子相结合；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;最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环；每个Si原子被12个环共有;1molSiO2中含4molSiO键。,(四)典型原子晶体的结构,一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，可以在空气或氧气中强热燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂。并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。,知识拓展石墨,.,16,练习：如图所示，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CC数为。,石墨中CC夹角为：1200，CC键长：1.421010m层间距：3.351010m,2,3/2,知识拓展石墨（混合型晶体）,.,17,1、石墨为什么很软？2、石墨的熔沸点为什么很高（熔点高于金刚石）？,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。,知识拓展石墨（混合型晶体）,.,18,拓展:金刚石、石墨的比较,正四面体空间网状,六边形平面层状,共价键,共价键与范德华力,个原子不同面,个原子同面,61/6=1,61/2=3,61/12=1/2,61/3=2,.,19,解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高，金刚石硅锗,交流与研讨,1、怎样从原子结构角度理解金刚石、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？,.,20,分子晶体有什么特点？哪些晶体是分子晶体？原子晶体有什么特点？哪些晶体是原子晶体？氢键对分子晶体的结构与性质有何影响？总结对比原子晶体和分子晶体的差异。,讨论总结,.,21,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,.,22,小结2：判断晶体类型的方法,1、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：构成原子晶体的微粒是原子，原子间的作用力是共价键，构成分子晶体的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力。2、依据物质的分类判断3、依据晶体的熔点判断：原子晶体的熔点高，一般在1000以上，分子晶体的熔点低，常在几百度以下甚至更低4、依据导电性判断：分子晶体为非导体，部分分子溶于水能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗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,.,23,B,C,【随堂练习】,.,24,【随堂练习】,3、填空：氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料，该晶体类型应该是_晶体。试根据物质结构知识推测氮化碳晶体与金刚石比较，硬度更大的是_晶体，熔点较低的是_晶体。,原子,氮化碳,金刚石,键长：CNCC,.,25,4、认真观察二氧化硅晶体模型后填空：（1）二氧化硅晶体中最小环为_元环；（2）每个硅原子平均为_个最小环共用；（3）每个最小环平均拥有_个硅原子、_个氧原子；（4）1mol二氧化硅晶体中，含S-O共价键键数为_；（5）12g金刚石中，含C-C共价键键数为_,2NA,12,12,6(1/12)=0.5,6(1/6)=1,4NA,【随堂练习】,.,26,5、石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构，试回答下列问题：（1）图中平均每个正六边形占有C原子数为_个、占有的碳碳键数为_个。（2）层内7个六元环完全占有的C原子数为_个，碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_.,14,2:3,2,3,【随堂练习】,.,27,6、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是。,解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：Ti14C13,【随堂练习】,.,28,7、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_,【随堂练习】,资料莫氏硬度：某些原子的熔点和硬度,“硬度是衡量固体软硬程度的指标。硬度有不同的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即莫氏硬度，以固体互相刻划时出现刻痕的固体的硬度较低。全刚石不能被任何天然矿物刻划出封痕，因而是最硬的。以金刚石的硬度为10，以另9种天然矿物为代表，可将莫氏硬度分为十度，,.,30,C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示出其中的一层）,（1）C60、金刚石和石墨三者互为；,（2）固态时，C60属于_（填“离子”、“原子”或“分子”）；,A、同分异构体B、同素异形体,C、同系物D、同位素,（3）硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是NA个。硅、氧原子形成的最小环上氧原子的数目是；,（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有个碳原子。,B,分子,2,6,2,.,31,拓展提高1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体(如图)，该结构的建立基于以下考虑：C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C60分子只含有五边形和六边形；多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数面数棱边数2,31,vFE2,.,32,据上所述，可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题：1.固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是_，理由是：_.2.试估计C60跟F2在一定条件下，能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_，并简述其理由：_。,金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高.,金刚石,因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60,可能,32,.,33,3.通过计算，确定C60分子所含单键数。C60分子所含单键数为