人教版离子晶体、分子晶体和原子晶体 第一单元课件案例

1、2021/8/9 星期一1第一节 离子晶体、分子晶体和原子晶体晶体结构与性质2021/8/9 星期一2【复习提问】我们已经学习了化学键的有关知识。什么叫化学键？又是怎样分类的呢？化学键离子键共价键极性共价键非极性共价键【练习】指出下列物质中的化学键类型？Na2O2 、 KCl、NH4Cl、 HCl 、 N2 、 CaO、 Na2SO4、 NaOH 以上物质中哪些是离子化合物？哪些是共价化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？哪些是既含离子键又含共价键的离子化合物？ 我们日常接触的很多物质是固体，其中多数是晶体。什么是晶体呢？金属键2021/8/9 星期一3晶体的概念： 内部原子（或分子、离子、原

2、子团）有 规则地呈周期排列的固体。晶体的特征：有规则的几何形状； 具有一定的熔点。金刚石食 盐2021/8/9 星期一4为什么这几种晶体的性质有如此大的差异？决定晶体物理性质的因素是什么?这是因为：构成晶体微粒之间的结合力不同。结合力越强，晶体的熔沸点越高，晶体的硬度越大 通常根据构成晶体的微粒种类及粒子之间的相互作用不同，可将晶体分为离子晶体、分子晶体、原子晶体及金属晶体2021/8/9 星期一5第一课时 离子晶体阅读并回答下列问题：1.什么叫离子晶体?2.构成离子晶体的微粒是什么?3.微粒间的作用力是什么?离子间通过离子键结合而成的晶体.阴、阳离子。离子键(键能较强,破坏时耗能大)强碱、大

3、部分盐、部分金属氧化物可形成离子晶体。 在离子晶体中，阴阳离子是按照一定规律在空间排列的。决定离子晶体的物理性质熔沸点较高,硬度较大。固态时不导电,熔融或水溶液中能导电。溶解性：差异较大。4.哪些物质可形成离子晶体? 为什么NaCl的熔沸点比CsCl高？2021/8/9 星期一6NaCl晶体结构示意图Na+Cl-Go to 3D2、几种典型的晶体结构2021/8/9 星期一7氯化钠晶体结构图2021/8/9 星期一8CsCl晶体结构解析图Cs+Cl-2021/8/9 星期一9氯化铯晶体结构2021/8/9 星期一10 氯化钠的晶格扩展晶胞：晶体中最小的重复结构单元。 每个晶胞中阴阳离子个数比的

4、求算方法：基本规律 处于顶点的离子,同时为8个晶胞共有,每个离子有1/8属于该晶胞。 处于棱上的离子,同时为4个晶胞共有,每个离子有1/4属于该晶胞。 处于面心的离子,同时为2个晶胞共有,每个离子有1/2属于该晶胞。 处于体心的离子, 则完全属于该晶胞。2021/8/9 星期一11练习 某物质的晶体中，含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示（其中前后两面心上的B原子不能画出）。晶体中的A、B、C的原子个数比依次为：（A）1:3:1 （B） 2:3:1 （C）2:2:1 （D）1:3:3立方晶胞顶点粒子为8个晶胞共有棱上粒子为4个晶胞共有面上粒子为2个晶胞共有A:B:C = 1/88 : 1/

5、26 : 1= 1 : 3 : 12021/8/9 星期一12例: 图是超导化合物-钙钛矿晶体的晶胞结构。请回答：(1)该化合物的化学式为 。(2)在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其它钛离子共有 个。 【解析】这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8，所以，它单独占有的钛原子个数为81/8=1个；它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4，所以，它单独占有的氧原子个数为121/4=3个；它全部拥有体内的那一个钙原子，所以，该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为：1、3、1.钛位于立方体的顶点上，与一个钛离子距离最近的钛离子是与它共棱的,与它共棱的离子都是二

6、个，所以，共6个。【答案】(1)该化合物的化学式为CaTiO3 (2) 6个【小结】：已知晶胞的结构而求晶体的化学式是最常见的题型。 2021/8/9 星期一13例题2：已知NaCl 晶体的中最小重复单元(晶胞)如图所示, 氯化钠的摩尔质量为M g/mol, 氯化钠的密度为 a g/cm3 ,阿佛加德罗常数为NA 回答下列问题: (1)每个Na+ 周围距离相等且最近的Cl-所围成的空间构型为 _ (2) NaCl 晶体的晶胞可看作由_ 个Na+ 和_个 Cl-组成 (3)每个Na+ 周围距离相等且最近Cl- Na+分别有 _个 (4)求氯化钠的晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为 _ 2

7、021/8/9 星期一14第二课时 分子晶体分子间作用力定义： 把 分子 聚集在一起的作用力叫分子间作用力。 怎样证明分子间存在作用力？说明了物质的分子间存在着作用力这种分子间的作用力又叫做范德瓦尔斯力。 范德瓦尔斯(18371923)荷兰物理学家。首先研究了分子间作用力。气态液态固态降温加压降温分子距离缩短分子距离缩短分子无规则运动分子有规则排列分子2021/8/9 星期一15说明：1 分子间作用力只存在于分子间。 【提问】在NaCl、KOH等离子晶体中是否存在分子间作用力？ 化学键：相邻的原子之间强烈的相互作用叫做化学键。2 与化学键相比，分子间作用力是一种比较弱的作用。分子间作用力虽然较

8、弱，但不同的分子间的作用相对强弱也略有不同，一般有这样的规律：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力也越大。 【思考】分子间作用力的大小对物质的性质有影响吗？ 3 气体分子能够凝结为液体和固体，是分子间作用力作用的结果。固体熔化为液体要克服分子间作用力，所以分子间作用力越大，物质熔点越高；液体变为气体时，也需克服分子间作用力，分子间作用力越大，则越不易气化，物质沸点越高。2021/8/9 星期一16范德尔斯力化 学 键 存在于何种微粒之间 相互作用 的强弱分子与分子间的作用力相邻原子间的相互作用弱（几到几十kJ/mol）强（ 120800 kJ/mol）HCl分子中，HCl 键能

9、为 431kJ/mol , HCl 分子间的作用力为 21kJ/mol 。2021/8/9 星期一17 【思考】教材图1一6中一些氢化物的沸点，与图1一4、l5对比。是什么原因造成NH3、H2O、HF沸点反常？ 【讲述】因为它们的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，使得它们只能在较高的温度下气化，这种分子之间的相互作用叫做氢键。氢 键定义：在某些氢化物分子间存在着一种比分于间作用力稍强的相互作用，称为氢键。 强度：比分子间作用力稍强，但比化学键弱得多。 表示方法：用“XHY”表示X、Y代表F、O、N等非金属性强、原子半径小的原子。影响：氢键的存在使物质的熔点、沸点相对较高。 存在：

10、只存在于固态、液态物质中，气态时无氢键。 【讨论】 1 存在氢键的物质为何熔点、沸点相对较高？ 2 热胀冷缩是一种物理现象，但水结冰时体积膨胀，为什么？ 3 如果水分子间无氢键存在，地球上将会是什么面貌？ F F H H H H H F F F2021/8/9 星期一18 水可结冰，CO2也可以形成晶体，食用蔗糖以及I2、H2、H2SO4等都可以晶体形式存在，这些晶体的形成都是通过分子间作用力结合在一起的。这些晶体的结构和性质如何呢？分 子 晶 体定义：分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。特点：有单个分子存在，化学式就是分子式。实例：多数非金属单质（如卤素，氧气）稀有气体（如氦，氖，氩）氢化

11、物（如氨，氯化氢）非金属氧化物（如一氧化碳，二氧化硫）2021/8/9 星期一19溶解性: 差异很大,即使是同一分子晶体在不同的溶剂中溶解 性也有很大的差异.经验规律: 相似相溶原理非极性溶质一般能溶于非极性溶剂；极性溶质一般能溶于极性溶剂。分子晶体的物理性质 熔点和沸点较低、硬度较小。导电性：固态及熔化时都不导电，溶于水时部分导电。 【分析】分子晶体的构成粒子是分子，在固态及熔化状态时仍以分子形式存在，不能导电；像HCl这样的共价化合物固态时为分子晶体，溶于水后，在水分子的作用下共价键被破坏，可电离为自由移动的离子，因而导电。2021/8/9 星期一20左图为CO2分子晶体结构的一部分。观察

12、图形，说明每个CO2分子周围有_个与之紧邻等距的CO2分子;若设它们间的间距为d cm,则干冰的密度为:CO2分子结构题析答案: 12 ; =m/v=44NA4( 2 d)3g.cm-32021/8/9 星期一211判断一种晶体是离子晶体还是分子晶体，一是看构成晶体的粒子的种类，二是看粒子之间的相互作用（结合力），这两点相互联系，缺一不可。 2由晶体性质可推断晶体类型，由晶体类型也可推断晶体性质。【小 结】下列叙述不正确的是（ ） A由分子构成的物质其熔点一般较低 B分子晶体在熔化时，共价键没有被破坏 C分子晶体中分子间作用力越大，其化学性质越稳定 D物质在溶于水的过程中，化学键一定会被破坏或

13、改变C、D2021/8/9 星期一22第三课时 原子晶体 金刚石中每个碳原子与周围四个碳原子通过四个共价键形成正四面体型的结构，伸展成空间网状结构、因此金刚石中只有通过共价键彼此连接的碳原子而没有独立存在的单个的分子，这又是一种类型的晶体原子晶体。2021/8/9 星期一23微粒间作用力：共价键构成微粒：原子物理性质：熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂。大部分不导电。（SiO2为半导体材料）实例：金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。注意：原子晶体的化学式只代表原子个数最简比，原子晶体中没有单个的分子，这一点与离子晶体相似；只有分子晶体类物质的化学式又可叫分子式。定义：原子间通过共价键结合成的

14、具有空间网状结构的晶体。2021/8/9 星期一24金刚石晶体结构示意图C原子正四面体结构单元2021/8/9 星期一25硅晶体结构示意图Si原子正四面体结构单元2021/8/9 星期一26二氧化硅晶体结构示意图Si原子结构单元O原子2021/8/9 星期一27原子晶体中共价键强弱的比较例：金刚石（C） 单晶硅（Si）碳化硅(SiC)中熔沸点的高低顺序为：金刚石、碳化硅、单晶硅。原因：原子半径为r(C)小于r(Si)2021/8/9 星期一28 一些晶体兼容两种或三种晶体结构的特点，称为混合型晶体，如干电池的正极材料石墨，就是一种介于原子晶体和分子晶体之间的混合型晶体。石墨混合型晶体石墨为什么很软？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，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，故熔沸点很高。所以，石墨称为混合型晶体。石墨的性质：熔、沸点高，硬度小，能导电。2021/8/9 星期一29石墨晶体结构示意图C原子正六边形结构单元2021/8/9 星期一30练习1. 石墨