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文档简介

1、回顾回顾: :1 1、什么叫晶体?什么叫非晶体?、什么叫晶体?什么叫非晶体?2 2、晶体与非晶体在结构和性质上有什么差异?、晶体与非晶体在结构和性质上有什么差异?3 3、利用分摊法计算晶胞中粒子数目、利用分摊法计算晶胞中粒子数目一、分子晶体一、分子晶体只含分子的晶体叫分子晶体只含分子的晶体叫分子晶体分子分子1 1、概念:、概念:2 2、组成微粒:、组成微粒:3 3、粒子间作用力:、粒子间作用力:分子内原子间以共价键结合,相邻分子分子内原子间以共价键结合,相邻分子间靠分子间作用力相互吸引间靠分子间作用力相互吸引分子间作用力分子间作用力范德华力、氢键范德华力、氢键 结合表格和已有知识结合表格和已有

2、知识, ,分析分析: :分子晶体分子晶体有哪些物理特性?为什么有哪些物理特性?为什么? ?原因:分子间作用力较弱原因:分子间作用力较弱4 4、物理特性:、物理特性:(1) (1) 熔点、沸点较低,有的易升华;熔点、沸点较低,有的易升华;(3)(3)不导电,熔融状态也不导电。有些不导电,熔融状态也不导电。有些在水溶液中可以导电在水溶液中可以导电. .(2) (2) 硬度较小;硬度较小;(4)(4)溶解性符合相似相溶原理溶解性符合相似相溶原理5 5、典型的分子晶体:、典型的分子晶体: (1 1)所有非金属氢化物:)所有非金属氢化物: H H2 2OO、H H2 2S S、NHNH3 3、 CHCH

3、4 4、HXHX等等(2 2)部分非金属单质)部分非金属单质: : X X2 2、OO2 2、H H2 2、S S8 8、 P P4 4、 C C6060 等等(3 3)部分非金属氧化物)部分非金属氧化物: : COCO2 2、 SOSO2 2、 NONO2 2、P P4 4OO6 6、 P P4 4OO1010等等(4 4)几乎所有的酸:)几乎所有的酸: H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3、H H3 3POPO4 4等等(5 5)绝大多数有机物的晶体:)绝大多数有机物的晶体: 乙醇、乙酸、蔗糖等乙醇、乙酸、蔗糖等稀有气体,稀有气体, 大多数共价单质和共价化合物中(除原子晶体)大多

4、数共价单质和共价化合物中(除原子晶体)6 6、分子晶体结构特征、分子晶体结构特征(1 1)密堆积)密堆积 只有范德华力,无分子间氢键只有范德华力,无分子间氢键分子分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有密堆积。这类晶体每个分子周围一般有1212个紧邻的分子,如:个紧邻的分子,如:C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、OO2 2。氧(氧(OO2 2)的晶体结构)的晶体结构碳碳6060的晶胞的晶胞 有分子间氢键有分子间氢键氢键具有方向性氢键具有方向性, ,使晶体中的空间使晶体中的空间利率不高利率不高, ,留有相当大的空隙留有相当大的空隙. .这种晶体不具有分子密堆这种晶体不具有分子密堆积特征。

5、如积特征。如:HF HF 、NHNH3 3、冰(每个水分子周围只有、冰(每个水分子周围只有4 4个紧邻的水分子)。个紧邻的水分子)。(2 2)非密堆积)非密堆积6 6、分子晶体结构特征、分子晶体结构特征 许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是水合物晶体的是1919世纪初的英国化学家戴维,他发现世纪初的英国化学家戴维,他发现氯可形成化学式为氯可形成化学式为ClCl2 28H8H2 20 0的水合物晶体。的水合物晶体。2020世纪末,世纪末,科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体

6、的主要气体成分是甲烷,体的主要气体成分是甲烷, 因而又称甲烷水合物。因而又称甲烷水合物。它的外形像冰,而且在常温常压下会迅速分解释放出它的外形像冰,而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷,因而又称可燃的甲烷,因而又称“可燃冰可燃冰” 科学视野:天然气水合物科学视野:天然气水合物一种潜在的能源一种潜在的能源1 1、下列物质属于分子晶体的化合物是(、下列物质属于分子晶体的化合物是( )A A、石英、石英 B B、硫磺、硫磺 C C、干冰、干冰 D D、食盐、食盐C练习练习2 2、干冰气化时,下列所述内容发生变化的是、干冰气化时,下列所述内容发生变化的是A A、分子内共价键、分子内共价键 B B

7、、分子间作用力、分子间作用力C C、分子间距离、分子间距离 D D、分子间的氢键、分子间的氢键BC3 3、冰醋酸固体中不存在的作用力是(、冰醋酸固体中不存在的作用力是( )A A、离子键、离子键 B B、极性键、极性键 C C、非极性键、非极性键 D D、范德华力、范德华力A4 4、水分子间存在着氢键的、水分子间存在着氢键的作用,使水分子彼此结合而作用,使水分子彼此结合而成(成(H H2 2OO)n n。在冰中每个。在冰中每个水分子被水分子被4 4个水分子包围形个水分子包围形成变形的正四面体,通过成变形的正四面体,通过“氢键氢键”相互连接成庞大的相互连接成庞大的分子晶体,其结构如图:试分子晶体

8、,其结构如图:试分析:分析:1mol 1mol 冰中有冰中有 molmol氢键?氢键?H H2 2OO的熔沸点比的熔沸点比H H2 2S S高还高还是低?为什么?是低?为什么?2氢键氢键 已知氢键也有方向性,试分析为什么冬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?季河水总是从水面上开始结冰? 由于氢键的方向性,使冰晶体中每由于氢键的方向性,使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的个水分子与四面体顶点的4 4个分子相互个分子相互吸引,形成空隙较大的网状体,密度吸引,形成空隙较大的网状体,密度比水小,所以结的冰会浮在水面上比水小,所以结的冰会浮在水面上 比较比较COCO2 2和和Si

9、OSiO2 2的一些物理性质和结的一些物理性质和结构,试判断构,试判断SiOSiO2 2晶体是否属于分子晶晶体是否属于分子晶体体 物质物质COCO2 2SiOSiO2 2熔点熔点-56.2-56.217231723沸点沸点-78.5-78.522302230二、原子晶体二、原子晶体 1 1、定义、定义: 2 2、构成微粒:、构成微粒: 3 3、微粒之间的作用:、微粒之间的作用: 原子原子共价键共价键原子间以共价键相结合而形原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。成的空间网状结构的晶体。又称共价晶体又称共价晶体 4 4、气化或熔化时破坏的作用力:、气化或熔化时破坏的作用力: 5 5、物理

10、性质:、物理性质: 共价键共价键(1)(1)熔沸点很高熔沸点很高(2)(2)硬度很大硬度很大(3)(3)不导电不导电, ,有的为半导体有的为半导体(4)(4)难溶于一般溶剂难溶于一般溶剂二、原子晶体二、原子晶体(1 1)某些非金属单质:)某些非金属单质: 硼(硼(B B)、硅()、硅(Si Si)、锗()、锗(GeGe)、金刚石)、金刚石(C C)等)等(2 2)某些非金属化合物:)某些非金属化合物: SiCSiC、BNBN、AlNAlN、Si Si3 3NN4 4等等(3 3)某些氧化物:)某些氧化物: SiOSiO2 2、等、等6 6、常见原子晶体、常见原子晶体10928 共价键共价键7

11、7、典型的原子晶体、典型的原子晶体思考:思考: (1 1)在金刚石晶体中)在金刚石晶体中,C,C采取采取什么杂化方式?每个什么杂化方式?每个C C与多少与多少个个C C成键?形成怎样的空间结成键?形成怎样的空间结构?最小碳环由多少个碳原构?最小碳环由多少个碳原子组成?它们是否在同一平子组成?它们是否在同一平面内?面内? (2 2)在金刚石晶体中,)在金刚石晶体中,C C原原子个数与子个数与C CC C键数之比为多键数之比为多少?少? (3 3)1212克金刚石中克金刚石中C CC C键键数为多少数为多少NNA A?7 7、典型的原子晶体、典型的原子晶体金刚石的结构特征金刚石的结构特征:在金刚石

12、晶体里:在金刚石晶体里每个碳原子都采取每个碳原子都采取SPSP3 3杂化,被相邻的杂化,被相邻的4 4个碳个碳原子包围,以共价键跟原子包围,以共价键跟4 4个碳原子结合,形成正个碳原子结合,形成正四面体,被包围的碳原子处于正四面体的中心。四面体,被包围的碳原子处于正四面体的中心。这些正四面体向空间发展,构成一个坚实的,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。彼此联结的空间网状晶体。金刚石晶体中所金刚石晶体中所有的有的C CC C键长相等,键角相等(键长相等,键角相等(1091092828););晶体中最小的碳环由晶体中最小的碳环由6 6个碳组成,且不在同一个碳组成,且不

13、在同一平面内;平面内;晶体中每个晶体中每个C C参与了参与了4 4条条C CC C键的形键的形成,而在每条键中的贡献只有一半,故成,而在每条键中的贡献只有一半,故C C原子与原子与C CC C键数之比为:键数之比为:1 1 :(4 x 4 x )= = 1 1:2 210928SiO共价键共价键SiOSiO2 2的结构特征:的结构特征:在在SiOSiO2 2晶体中晶体中1 1个个Si Si原子和原子和4 4个个OO原子形成原子形成4 4个共价个共价键,每个键,每个Si Si原子周围结合原子周围结合4 4个个OO原子;原子;同时,每个同时,每个OO原子跟原子跟2 2个个Si Si原子相结合。原子

14、相结合。实际上,实际上,SiOSiO2 2晶体是由晶体是由Si Si原子和原子和OO原子原子按按1 1:2 2的比例所组成的立体网状的晶体。的比例所组成的立体网状的晶体。最小的环是由最小的环是由6 6个个Si Si原子和原子和6 6个个OO原子原子组成的组成的1212元环。元环。1mol SiO1mol SiO2 2中含中含4mol Si4mol SiOO键键1 1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、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硅和锗的熔点和硬度依次下降? ? 2 2“具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗。这种说法对吗? ?为什么

15、为什么? ?探究思考探究思考 摩氏硬度是表示矿物硬度的一种标准,摩氏硬度是表示矿物硬度的一种标准,18241824年由德国矿物学家摩斯(年由德国矿物学家摩斯(Frederich MohsFrederich Mohs)首先)首先提出。确定这一标准的方法是,用棱锥形金刚石提出。确定这一标准的方法是,用棱锥形金刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕,用测得的钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕,用测得的划痕的深度来表示硬度。划痕的深度来表示硬度。资料资料摩摩氏硬度氏硬度小结小结1 1:分子晶体与原子晶体的比较:分子晶体与原子晶体的比较晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体概念概念组成微粒组成微粒

16、 作用力作用力熔沸点熔沸点硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性相邻原子间以共价键相相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结结合而形成空间网状结构构分子间以分子间分子间以分子间作用力结合作用力结合原子原子分子分子共价键共价键分子间作用力分子间作用力很高很高低低很大很大小小不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂部分溶于水部分溶于水不导电,个别为半导体不导电,个别为半导体固体和熔化状态固体和熔化状态都不导电,部分都不导电,部分溶于水导电溶于水导电1 1、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断:构成原子、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,构成分子晶晶体的微粒是

17、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。体的微粒是分子,分子之间的作用力是分子间作用力。2 2、依据物质的分类判断、依据物质的分类判断3 3、依据晶体的熔点判断:原子晶体的熔点高,一般在、依据晶体的熔点判断:原子晶体的熔点高,一般在10001000以上,分子晶体的熔点低,常在几百度以下甚至更低以上,分子晶体的熔点低,常在几百度以下甚至更低4 4、依据导电性判断:分子晶体为非导体,部分分子溶于水、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、锗能导电,原子晶体多为非导体,有些为半导体,如:硅、锗5

18、 5、依据硬度和机械性能判断:原子晶体硬度大,分子晶体、依据硬度和机械性能判断:原子晶体硬度大,分子晶体硬度小硬度小 一种结晶形碳,有天然出产的矿物。铁黑一种结晶形碳,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、灰黑色。有金属光泽。六方晶系,成叶片状、鳞片状和致密块状。密度鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm32.25g/cm3,化学性质,化学性质不活泼。具有耐腐蚀性,在空气或氧气中强热不活泼。具有耐腐蚀性,在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂,可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用

19、作润滑剂,并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展石墨知识拓展石墨石石墨墨晶晶体体结结构构知识拓展石墨知识拓展石墨石墨 1 1、石墨为什么很软?、石墨为什么很软? 2 2、石墨的熔沸点为什么很高?、石墨的熔沸点为什么很高?石墨为层状结构,各层之间是范德华力结合,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。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。在很强的共价键,故熔沸点很高。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。例、如右图例、如右图所示,在石所示,在石墨晶体的层墨晶体的层状结构中,状结构中,每一个最小每一个最小的碳环完全的碳环完全拥有碳原子拥有碳原子数为数为_,每,每个个C C完全拥有完全拥有C CC C数为数为_石墨中石墨中C CC C夹夹角为角为12012

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