高中化学选修三《第三章-分子晶体原子晶体》课件

1、第三章 晶体结构与性质,第二节 分子晶体和原子晶体,雪花、食盐、冰糖、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由,复习回顾,什么是晶胞？如何计算晶胞中的粒子个数,电木不是晶体，属于高分子化合物，没有固定的熔沸点,固态,晶体,非晶体,分子晶体,原子晶体,离子晶体,金属晶体,微粒间相互作用不同,构成晶体的微粒,微粒的种类：原子、分子、离子等,微粒间的作用力,化学键,金属键,非极性键,极性键,共价键,离子键,配位键,氢键,范德华力,分子间作用力,观察与思考】 下列两种晶体有什么共同点,碘晶体结构,干冰晶体结构,1.概念： 只含分子的晶体叫分子晶体 2.粒子间相互作用： 构成分

2、子晶体的粒子： 粒子间相互作用力： 分子内原子间作用力,一、分子晶体,分子,分子间做用力,范德华力和氢键,共价键,除稀有气体,分子内的原子以 结合，相邻分子靠 （包括 和 ）相互吸引,共价键,分子间作用力,范德华力,氢键,1）所有 ： H2O、H2S、NH3、 CH4、HX等 （2）部分 : 卤素（X2）、O2、H2、S8、 P4、 C60 等 （3）部分 : CO2、 SO2、 NO2、P4O6、 P4O10等 （4）几乎所有的 ： H2SO4、HNO3、H3PO4等 （5）绝大多数的 晶体： 乙醇、乙酸、蔗糖等,3.常见的分子晶体,非金属氢化物,非金属单质,非金属氧化物,酸,有机物,思考与

3、交流】 1.一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？ 2.此分子晶体中有哪些作用力？ 3.与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有多少个,干冰晶体结构示意图,每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子,分子的密堆积,分子密堆积,与每个分子距离最近的相同分子共有12个,氧（O2）的晶体结构,碳60的晶胞,4.分子晶体的结构特征,1）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 、O2 等 （2）有分子间氢键 如：HF 、冰、NH3 水分子之间的主要作用力是 ，由于氢键 具有 ，故在冰的每个水分子周围只有 紧邻的水分子,分子密堆积,分子非密堆积,氢键,饱和性和方向

4、性,4个,1.分子晶体有哪些物理特性，为什么,思考与交流,2.怎样判断分子间作用力的大小？分子间作用力对分子的熔沸点有什么影响,5.分子晶体的物理性质,1）性质： 分子晶体熔沸点低、硬度小、易升华，固体和熔融状态不导电，有些在水溶液中能导电。 （2）本质原因： 分子间作用力很弱。 （3）熔沸点的比较： 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。不含氢键且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。 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C

5、ON2，CH3OHCH3CH3。 同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3,分子间作用力强弱,问题探究,1.水的相对分子质量小于硫化氢的，但为什么水分子的熔点比H2S分子的高？ 2.分子晶体是否导电？什么条件下可以导电？ 3.怎样判断分子晶体的溶解性？ 4.冰的密度为何比水小？ 0-4 水的密度增大 4以上 水的密度减小 为什么？ 5.为何干冰的熔点比冰低，密度比冰高,冰中个水分子周围有个水分子,氢键具有方向性,分子的非密堆积,冰中个水分子周围有几个水分子？为什么,C和Si同属于第 IVA族元素，而CO2 和SiO2的物理性质却相差很大呢,观察

6、晶体结构找出共同点,组成晶体的粒子：原子 粒子间的作用力：共价键 形状：空间三维网状,二、原子晶体,1、定义： 2、构成微粒： 3、微粒之间的作用,相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体,原子,共价键,问题讨论,1、原子晶体内是否只存在共价键呢？ 2、根据金刚石结构特点分析其硬度最大的原因？ 3、原子晶体在固态和熔融状态下是否能够导电？ 4、总结影响原子晶体熔沸点的因素,4、原子晶体物理性质,熔沸点高（与键能大小有关）硬度大难溶于水导电性差（一般不导电,5、原子晶体的结构特点,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,问题探究1】金刚石的结构,金刚石的晶胞,学.科.网,金刚石的晶

7、体结构,晶体中的最小环为 元环，每个C原子被 个六元环共有，每个C-C键被 个六元环共有，每个环平摊的C原子数为_，平摊的C-C键数为_，则C原子数与C-C键数之比为_。 晶胞中占有C原子 个,1/2,1,1:2,6,12,6,8,180,10928,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,问题探究2】水晶的结构,晶体Si,学.科.网,在SiO2晶体中每个Si原子与 个O原子成键;每个O原子与 个Si原子成键; Si- O- Si键角为 O- Si-O键角为 ;晶体中的最小环为 元环， 平均每个环平摊 个Si原子，平摊 个O原子, Si数与O原子数之为 。 晶胞中占有Si原子 个O原子 个

8、,4,2,1800,109028,12,1/2,1,1:2,8,16,6、常见原子晶体 （1）某些非金属单质 硼、硅、锗、金刚石等 （2）某些非金属化合物 SiC、BN等 （3）某些氧化物 SiO2等,1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、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,探究思考,石墨晶体结构,知识拓展石墨,学.科.网,石墨,1、石墨为什么很软？ 2、石墨的熔沸点为什么很高（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）

9、，故熔沸点很高,石墨为混合键型晶体,例、如右图所示，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120， CC键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m,2,3,小结：金刚石、石墨的比较,每个环中,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,6*1/6=1,6*1/2=3,6*1/12=1/2,6*1/3=2,小结,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，

10、个别为半导体,固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电,规律方法】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有： (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，原子间的作用是共价键；分子晶体的构成粒子是分子，分子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、二氧化硅等。 (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电离出自由移动的离子，故能导电；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,分子晶体和原子晶体熔、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 (1)分子晶体 A