《第二节-分子晶体与原子晶体》PPT课件-Y

1、2 分子晶体和原子晶体,碘晶体结构,干冰晶体结构,观察与思考：下列两种晶体有什么共同点,NaCl晶体结构,一、分子晶体,2、组成微粒,分子,3、粒子间作用力,分子内原子间以共价键结合，相邻分子间靠分子间作用力(有时还有氢键）相互吸引,记住,结合表格和已有知识,分析:分子晶体有哪些物理特性？为什么,思考与交流,原因：分子间作用力较弱,4、物理特性,1)较低的熔点和沸点，易升华,3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。有些在水溶液中可以导电,2)较小的硬度,注:分子间作用力越大,熔沸点越高(相对分子质量,分子极性,氢键) 分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力,不破坏化学键,掌握特性及原因,4）溶解性

2、：有相似相溶规律,5、典型的分子晶体,1）所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX （2）部分非金属单质:X2，O2，H2， S8， P4， C60 （3）部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 （4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 （5）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸， 蔗糖,基本知道,思考：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。 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C

3、2H5OH溶于水,问题,思考：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,分子的密堆积,氧（O2）的晶体结构,碳60的晶胞,分子的密堆积,与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个,干冰的晶体结构图,冰中个水分子周围有个水分子,冰的结构,氢键

4、具有方向性,分子的非密堆积,6、分子晶体结构特征,1）密堆积,有分子间氢键氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。如：HF 、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子,2）非密堆积,只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2,了解,小结,1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。 2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。 3、常见分子晶体分类：(1)所有非金属氢化物 (2)部分非金属单质， (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱和盐则是离子晶体

5、 (5)绝大多数有机物的晶体。 结构特征 （）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2 （）有分子间氢键不具有分子密堆积特征 （如：HF 、冰、NH3,二、原子晶体 1、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。 2、构成微粒： 3、微粒之间的作用： 4、气化或熔化时破坏的作用力： 5、物理性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。 （共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大,原子,共价键,共价键,掌握,6、常见原子晶体 （1）某些非金属单质：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等 （2）某些非金属化合物：SiC、B

6、N等 （3）某些氧化物：SiO2、Al2O3等,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,共价键,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,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？形成怎样的空间结构？每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？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,7、典型的原子晶体,金刚石的结构特征：在金刚石晶体里 每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。

7、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；晶体中每个C参与了4条CC键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与CC键数之比为：1 ：（4 x ）= 1：2,180,10928,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,思考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？ 思考2：在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧 原子连接有几个共价键？硅原子个数与SiO

8、共价键 个数之比是多少？氧原子个数与SiO共价键个数之 比是多少？ 思考3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成,SiO2的结构特征：在SiO2晶体中 1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，成为正四面体结构，硅原子处于正四面体的中心。同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。正四面体向空间发展，形成立体网状结构。晶体中Si原子和O原子的个数比为1：2最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。1mol SiO2中含4mol SiO键,结论：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 碳化硅 晶体硅,交流与研讨,1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅

9、和锗的熔点和硬度依次下降,解释：从碳到锗，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径依次增大，C-C键、Si-Si键、Ge-Ge键的键长依次增大，键长越长，共价键键能越小，根据键能：C-C键Si-Si键Ge-Ge键，而熔化时破坏的是共价键，所以金刚石、硅、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,不对。如HCl、H2O、CO2、C2H5OH等分子中都有共价键，而它们是分子晶体;只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。如金刚石、晶体Si、SiC、晶体SiO2,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,

10、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,有相似相溶规律,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,1、下列物质属于分子晶体的化合物是（ ） A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐,C,练习,2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是 A、分子内共价键 B、分子间作用力 C、分子间距离 D、分子间的氢键,BC,3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（ ） A、离子键 B、极性键 C、非极性键 D、范德华力,A,3、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

11、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_,原子晶体,分子晶体,分子晶体,离子晶体,4、水分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成（H2O）n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体，其结构如图：试分析： 1mol 冰中有 mol氢键？ H2O的熔沸点比H2S高还是低？为什么？ 已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰,2,氢键,由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的4个分子相互吸引，形成空隙较大的

12、网状体，密度比水小，所以结的冰会浮在水面上,1、四氯化硅的结构和四氯化碳类似，对其性质的推断，正确的是： 四氯化碳晶体是分子晶体； 通常情况下为液态； 熔点高于四氯化碳； 属于正四面体的分子构型,2、HgCl2的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点 是227，熔融状态的HgCl2不能导电，HgCl2的稀溶液 有弱的导电能力，由下列关于HgCl2的叙述中正确的是 （ ） 属于共价化合物； 属于离子化合物； 属于非电解质； 属于弱电解质,A B C D,C,谢谢,2021年1月31日星期日,石墨晶体结构,知识拓展石墨,同层内相邻碳原子之间以共价键结合，每个碳原子形成3个sp2杂化轨道以键结合3个碳原子。剩余的一个未杂化的2p轨道从侧面重叠形成大键，这个电子可以在层内自由移动。所以石墨能导电。层间碳原子以范德华力相结合,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