第2节分子晶体和原子晶体

1、平行六面平行六面体晶胞体晶胞体心：体心： 1面心：面心：1/2棱边：棱边：1/4顶点：顶点：1/8晶胞中原子个数的计算（晶胞中原子个数的计算（均摊法）均摊法）复习复习 某晶体的晶胞如图，请计算每个晶胞某晶体的晶胞如图，请计算每个晶胞中有几个粒子？中有几个粒子？ 晶胞为六方体，顶点的微晶胞为六方体，顶点的微粒为粒为6个晶胞共有，在面心个晶胞共有，在面心的为的为2个晶胞共有。个晶胞共有。 该晶胞该晶胞 微粒数为：微粒数为：121/6 + 21/2 + 3 = 6 交流交流讨论讨论v雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体是否属于晶体？若不是树脂）这些固体是

2、否属于晶体？若不是晶体，请说明理由。晶体，请说明理由。v为什么不同的晶体，它们的物理性质各为什么不同的晶体，它们的物理性质各不相同？不相同？电木（酚醛树脂）不是晶体电木（酚醛树脂）不是晶体电木是高分子聚合物，无固定的熔沸点电木是高分子聚合物，无固定的熔沸点组成晶体的微粒不同，微粒之间的作用组成晶体的微粒不同，微粒之间的作用力不同，是不同类型的晶体。力不同，是不同类型的晶体。观察与思考：观察与思考：下列两种晶体有什么共同点？下列两种晶体有什么共同点？碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构一、分子晶体一、分子晶体1 1、概念：只含分子的晶体、概念：只含分子的晶体构成分子晶体的粒子是构成分子晶

3、体的粒子是分子分子。分子晶体中分子之间以分子晶体中分子之间以分子间作用力分子间作用力（范德华力，（范德华力，氢键）相结合。氢键）相结合。2 2、典型的分子晶体、典型的分子晶体：所有非金属氢化物所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX等等。等等。部分非金属单质部分非金属单质:卤素（卤素（X2）、）、O2，H2， S8，P4， C60 、稀有气体。、稀有气体。几乎所有的酸：几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4部分非金属氧化物部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10大多数有机物：大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖一、分子晶体一、

4、分子晶体3、分子晶体的物理特性：较低的熔点和沸点 较小的硬度一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。一般的，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。（相似相容）有较强的挥发性（如：干冰、碘、红磷、萘等易升华）你能解释：你能解释：1.1.分子晶体的熔沸点为什么较低吗？分子晶体的熔沸点为什么较低吗？ 2.2.分子晶体及其熔融态不导电吗分子晶体及其熔融态不导电吗 （）只有范德华力，无分子间氢键（）只有范德华力，无分子间氢键分子密分子密堆积堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2）。4 4、分子晶体的结构特征：、分子晶体的结构特征：干冰的晶体结构图干冰的晶体结构图氧（

5、氧（O2）的晶体结构）的晶体结构碳碳60的晶胞的晶胞v（）只有范德华力，无分子间氢键分子密（）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积（每个分子周围有堆积（每个分子周围有1212个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C C6060、干冰干冰 、I I2 2、O O2 2）v（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（如（如：HF HF 、冰冰、NHNH3 3 ）4 4、晶体分子的结构特征：、晶体分子的结构特征：a22晶体类型晶体类型分子晶体分子晶体结结构构构成晶体的粒子构成晶体的粒子粒子间的相互作粒子间的相互作用力用力性性质质硬度硬度熔沸点熔沸点导电性导电性溶解性溶解性

6、思考与交流：思考与交流：分子分子分子间作用力分子间作用力小小较低较低固态熔融状态不导电固态熔融状态不导电相似相溶相似相溶1、下列属于分子晶体的一组物质是、下列属于分子晶体的一组物质是A 、CaO、NO、CO B、 CCl4、H2O2、He C、 CO2、SO2、NaCl D 、CH4、O2、Na2O2、下列说法正确的是、下列说法正确的是A、离子化合物中可能含有共价键、离子化合物中可能含有共价键 B、分子晶体中的分子内不含有共价键、分子晶体中的分子内不含有共价键C、分子晶体中一定有非极性共价键、分子晶体中一定有非极性共价键D、分子晶体中分子一定紧密堆积、分子晶体中分子一定紧密堆积3、干冰汽化时，

7、下列所述内容发生变化的是、干冰汽化时，下列所述内容发生变化的是A、分子内共价键、分子内共价键 B、分子间作用力、分子间作用力C、分子间距离、分子间距离 D、分子间的氢键、分子间的氢键( B )(A)(B)小节小节:1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。相互吸引。2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。、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：、常见分子晶体分类：(1)所有非金属氢化物所有非金属氢化物 (2)部分非部分非金属单质，金属单质， (3)部分非金属氧化物部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸几乎所

8、有的酸(而碱和而碱和盐则是离子晶体盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。绝大多数有机物的晶体。4 、晶体分子结构特征晶体分子结构特征（）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积（每（）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积（每个分子周围有个分子周围有12个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C60、干冰、干冰 、I2、O2（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征 （如（如：HF 、冰、冰、NH3 ）第二课时第二课时1 1、CO2和和SiO2的一些物理性质如下表所的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于晶体是否属于分子晶体。分子

9、晶体。2 2、碳元素和硅元素处于元素周期表中同、碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很晶体的熔、沸点很低，而低，而SiO2晶体的熔沸点很高？晶体的熔沸点很高？18010928SiO共价键共价键二氧化硅晶体结构示意图二氧化硅晶体结构示意图 在在SiO2晶体中，晶体中，1个个Si原子和原子和4个个O原子形成原子形成4个共价键，个共价键，每个每个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子；同时，每个原子；同时，每个O原子跟原子跟2个个Si原子相结合。实际上，原子相结合。实际上，SiO2晶体是由晶体是由Si原子和原子和O原子原子按按1：2的比例通过的比例通过共

10、价键共价键组成的立体网状的晶体。组成的立体网状的晶体。 SiO2是原子晶体是原子晶体10928 共价键共价键金刚石的晶体结构示意图金刚石的晶体结构示意图 C原子构成立体网状结构，金刚石原子构成立体网状结构，金刚石是原子晶体。是原子晶体。 二、原子晶体（共价晶体）二、原子晶体（共价晶体）1 1、概念：相邻原子间以、概念：相邻原子间以共价键共价键相结合而形成相结合而形成空间空间立体网状结构立体网状结构的晶体。的晶体。微粒之间的作用：微粒之间的作用：构成微粒：构成微粒：原子原子共价键共价键2 2、常见的原子晶体、常见的原子晶体 某些非金属单质：某些非金属单质：金刚石（金刚石（C）、晶体硅）、晶体硅(

11、Si)、晶体硼（晶体硼（B）、晶体锗）、晶体锗(Ge)等等 某些非金属化合物：某些非金属化合物：碳化硅（碳化硅（SiC、金刚砂）、金刚砂）晶体、氮化硼（晶体、氮化硼（BN）晶体二氧化硅（）晶体二氧化硅（ SiO）晶体、晶体、Al2O3（刚玉）（刚玉）观察观察与与思考思考 对比分子晶体和原子晶体的数据，对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？原子晶体有何物理特性？3 3、原子晶体的物理特性、原子晶体的物理特性 熔沸点高熔沸点高 硬度大硬度大 一般不导电一般不导电 （硅（硅为半导体）为半导体） 且难溶于一些常见的溶剂且难溶于一些常见的溶剂思考思考：原子晶体为什么熔沸点比较高？原子晶体为

12、什么熔沸点比较高？ 原子晶体的熔沸点、硬度与什么有关？原子晶体的熔沸点、硬度与什么有关？ 对于原子晶体，一般来说，原子间对于原子晶体，一般来说，原子间, ,键长越键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高，硬度越大。越高，硬度越大。4 4、影响原子晶体熔沸点的因素：、影响原子晶体熔沸点的因素：（原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体（原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔沸点越高）熔沸点越高）4 4、影响原子晶体熔沸点的因素：、影响原子晶体熔沸点的因素：（原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体（原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔沸点越高）

13、熔沸点越高） 思考：原子晶体的熔沸点、硬度与什么思考：原子晶体的熔沸点、硬度与什么有关？有关？ 对于原子晶体，一般来说，原子间对于原子晶体，一般来说，原子间, ,键键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高，硬度越大。的熔沸点越高，硬度越大。 ( (结构相似的原子晶体结构相似的原子晶体) ) 原子半径越小，键长越短，键能越大，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高晶体熔点越高. . 金刚石硅锗金刚石硅锗学与问（学与问（69页）页）1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、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？硅和锗的熔点和硬度

14、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？为什么？这种说法对吗？为什么？10928 共价键共价键金刚石的晶体结构示意图金刚石的晶体结构示意图 C原子构成立体网状结构，金刚石原子构成立体网状结构，金刚石是原子晶体。是原子晶体。 1.1.金刚石晶体中最小环上有金刚石晶体中最小环上有( )( )个碳原子个碳原子, ,是是( )( )元环。元环。2.2.金刚石晶体中的碳原子采取什么杂化类型金刚石晶体中的碳原子采取什么杂化类型( )( ) 所以金刚石原子晶体中最小的重复单元是所以金刚石原子晶体中最小的重复单元是( )( )形状碳碳之间的夹角是形状碳碳之

15、间的夹角是( )( ) 4.4.金刚石晶体中的碳原子数和其形成的共价键的金刚石晶体中的碳原子数和其形成的共价键的数目之比值是数目之比值是( )1( )1摩尔金刚石中有摩尔金刚石中有( )( )摩摩的碳原子的碳原子,( ),( )摩的共价键。摩的共价键。3.3.金刚石晶体一个碳被金刚石晶体一个碳被( )( )个六元环共用一个个六元环共用一个共价键被共价键被( )( )六元环公用六元环公用已知也有硅晶体，你能说出它的一些特点吗？已知也有硅晶体，你能说出它的一些特点吗？六六6sp3正四面体正四面体10928 1261：212 看图看图3-14，金刚石的外形，晶体结，金刚石的外形，晶体结构及其晶胞构及

16、其晶胞,回答下列问题：回答下列问题：18010928Sio共价键1.二氧化硅晶体中的最小环上有几个原子二氧化硅晶体中的最小环上有几个原子?是几元环？是几元环？ 2.二氧化硅晶体中的硅原子数和其形成的硅氧共价键二氧化硅晶体中的硅原子数和其形成的硅氧共价键的数目之比值是多少？的数目之比值是多少？1摩尔二氧化硅晶体中有多少摩尔二氧化硅晶体中有多少摩的硅原子？多少摩尔的氧原子？多少摩的共价键？摩的硅原子？多少摩尔的氧原子？多少摩的共价键？ 根据二氧化硅的晶体结构回答下列问题：根据二氧化硅的晶体结构回答下列问题：12个原子；是个原子；是12元环；元环；1：41摩尔硅原子；摩尔硅原子；2摩尔氧原子；摩尔氧

17、原子； 4摩尔摩尔石墨晶体结构石墨晶体结构石墨中碳原子杂化类型？石墨中碳原子杂化类型？石墨为什么很软？石墨为什么很软？ SP2 杂化。杂化。 石墨为层状结构，各层之间是范德华力石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。结合，容易滑动，所以石墨很软。石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？ 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很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（大强的共价键（大键）键），故熔沸点很高。，故熔沸点很高。石墨属于哪类晶体？为什么？石墨属于哪类晶体？为什么？ 石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体原子晶体和

18、分子晶体的差异原子晶体和分子晶体的差异晶体类型晶体类型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体定义定义组成粒子组成粒子粒子间的相互作用粒子间的相互作用物理性质物理性质熔沸点熔沸点硬度硬度实例实例略略分子分子原子原子分子间作用力分子间作用力共价键共价键低低很高很高小小大大干冰、水等干冰、水等金刚石、硅等金刚石、硅等略略1、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（类型也相同的是（ ） A SO2与与SiO2 B CO2与与H2O C C与与HCl D CCl4与与SiC2、碳化硅、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中的结构，其中C原子和原子和S原子的位置是交替原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石的。在下列三种晶体金刚石 晶体硅晶体硅 碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序碳化硅中，它