高中化学必修三分子晶体和原子晶体课件

1、离子型晶体 原子型晶体 分子型晶体 金属型晶体 依据微粒的种类和微粒间的作用力，将晶体分为：离子型晶体 原子型晶体 分子型晶体 金属型晶体 依据微粒的种第二节 分子晶体与原子晶体（第一课时）第二节 分子晶体与原子晶体（第一课时）思考：常规加热冰、碘、NaCl 会有何现象？熔 化升 华无明显现象 写出它们的电子式，指出其构成微粒类别、构成微粒间作用。共性：熔、沸点低思考：常规加热冰、碘、NaCl 会有何现象？熔 化升 华无明思考：常规加热冰、碘、NaCl 会有何现象？熔 化升 华无明显现象构成微粒：分子构成微粒间作用：分子间作用力（范德华力、氢键）共性： 熔、沸点低思考：常规加热冰、碘、NaCl

2、 会有何现象？熔 化升 华无明一、分子晶体1、定义：只含分子的晶体称为分子晶体。2、构成微粒：3、晶体中的作用力 分子内： 分子间：4、分子晶体物理性质的共性： 分子分子间作用力（范德华力、氢键）共价键熔点低、易升华、硬度小决定分子晶体的熔、沸点作用力越强，晶体的熔沸点越高，硬度越大。一、分子晶体1、定义：只含分子的晶体称为分子晶体。2、构成微思考与交流A、分子晶体有哪些物理特性，物理特性的差异是什么造成的？B、分子晶体在气化或熔化的过程中需要破坏的作用力有哪些？思考与交流A、分子晶体有哪些物理特性，物理特性的差异是什么造思考1、“所有分子内都有共价键”，这个说法对否？2、HCl HBr HI

3、递减气态氢化物稳定性：沸点：递增矛盾吗？思考2、HCl HBr HI递减气态氢化物稳定思考1、“所有分子内都有共价键”，这个说法对否？2、HCl HBr HI递减气态氢化物稳定性：沸点：递增决定因素：共价键键能决定因素：分子间作用力3、H2SO4 (s) 溶于水或熔融时分别破坏什么作用？ H2SO4 (s) 溶于水或熔融时导电情况如何？思考2、HCl HBr HI递减气态氢化物稳定 导电性: 通常，晶体本身不导电，熔融状态也不能导电,但某些分子晶体的水溶液能导电。一、分子晶体1、定义：只含分子的晶体称为分子晶体。2、构成微粒：3、晶体中的作用力 分子内： 分子间：4、分子晶体物理性质的共性：

4、分子分子间作用力（范德华力、氢键）共价键熔点低、易升华、硬度小决定分子晶体的熔、沸点 溶解性: 相似相溶原理 导电性: 通常，晶体本身不导电，熔融状态也不能导电,但思考：以下晶体中哪些属于分子晶体？ S、 H2SO4、 C60、 尿素、 He 、 NH3、 SiO2、 SO2、 P4O6、 P、 Cl2、 C(金刚石)、 H2S、 冰醋酸 判断标准-只含分子 以上属于分子晶体的物质属于哪些类别？思考：以下晶体中哪些属于分子晶体？判断标准-只含分子 (1)所有非金属氢化物：H2O H2S NH3 CH4 HX(2)几乎所有的酸： H2SO4 HNO3 H3PO4(3)部分非金属单质: X2 O2

5、 H2 S8 P4 C60 （例外：金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨等） (4)部分非金属氧化物: CO2 SO2 NO2 P4O6 P4O10(5)绝大多数有机物： 乙醇 冰醋酸 蔗糖5、典型的分子晶体例外：二氧化硅等(1)所有非金属氢化物：H2O H2S NH3 1、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？2、干冰晶体中，CO2分子的取向方向有几种？3、与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有多少个？(81/8 + 6 1/2 )=46、分子晶体的结构特征1、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？(81/8 + 6干冰的晶胞思考：在干冰晶体中，离该CO2分子最近的分子有几个？干冰的晶胞思考：在

6、干冰晶体中，离该CO2分子最近的分子有几个每个CO2分子周围有12个CO2分子分子的密堆积每个CO2分子周围有12个CO2分子分子的密堆积分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）O2的晶体结构C60的晶胞分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）O26、分子晶体的结构特征分子密堆积- 每个分子周围有 个紧邻的分子。 如：C60、干冰 、O2（）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积6、分子晶体的结构特征分子密堆积- 每个分子周围有 冰晶体中，每个水分子周围有几个紧邻的分子？他们是什么样的空间关系？为什么会这样排列？排列方式：冰晶体与C60、CO2相比，结构上有何特点

7、？对性质有何影响？液态水中有无氢键？和冰在结构上有何区别？这种区别导致冰融化成水时体积有何变化？密度呢？为什么4oC的水密度最大？阅读教材P65-66，思考问题冰晶体中，每个水分子周围有几个紧邻的分子？他们是什么样的空间(1)在冰晶体中，水分子之间存在氢键和范德华力，而氢键是主要作用力。(2)氢键跟共价键一样具有方向性，使每个水分子周围只能有4个紧邻的水分子相互吸引。(3)冰融化时，水分子间的空隙减小，密度增大。(1)在冰晶体中，水分子之间存在氢键和范德华力，而氢键是主要冰中1个水分子周围有4个水分子冰的结构分子的非密堆积氢键具有方向性氢键具有饱和性冰中1个水分子周围有4个水分子冰的结构分子的

8、非密堆积氢键具有冰晶体排列方式：冰晶体与C60、CO2相比，结构上有何特点？对性质有何影响？冰晶体排列方式：冰晶体与C60、CO2相比，结构上有何特点？冰和液态水的结构对比液态水中有无氢键？和冰在结构上有何区别？这种区别导致冰融化成水时体积有何变化？密度呢？冰和液态水的结构对比液态水中有无氢键？和冰在结构上有何区别？6、分子晶体结构特征（）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征分子非密堆积氢键具有方向性和饱和性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙。 如：HF 、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。（3）有单个分子存在，分子晶体的化学式就是分

9、子式 分子密堆积- 每个分子周围有 个紧邻的分子。 如：C60、干冰 、O26、分子晶体结构特征（）只有范德华力，无分子间氢键分子密思考干冰是冰吗？为什么干冰的熔点比冰低很多，易升华？思考干冰是冰吗？为什么干冰的熔点比冰低很多，易升华？资料卡片 干冰冰灯中Mg与CO2反应2Mg + CO2 2MgO + C科学视野天然气水合物一种潜在的能源笼状化合物资料卡片 干冰冰灯中Mg与CO2反应2Mg + CO2 课堂练习 1.下列属于分子晶体的性质的是( )A.熔点1070，易溶于水，水溶液能导电B.熔点10.31，液态不导电，水溶液能导电C.熔点97.81，质软，能导电，密度是0.97 g/cm3D

10、.熔点63.65，熔化时能导电，水溶液也能导电B2、当SO3晶体熔化或气化时，下述发生变化的是( ) A.分子内化学键 B. SO3的化学性质 C.分子构型 D.分子间作用力 D3、下列分子晶体：HCl HBr HI CO N2 H2熔沸点由高到低的顺序是 ( )C A. B. C. D. 课堂练习 B2、当SO3晶体熔化或气化时，下述发生变化的4下列物质的液体中，不存在分子是( )A. 二氧化硅 B. 二氧化硫 C. 二氧化碳 D. 二硫化碳A5. 支持固态氨是分子晶体的事实是( )A.氮原子不能形成阳离子 B.铵离子不能单独存在C.常温下，氨是气态物质 D.氨极易溶于水 C6、下列物质的性

11、质与氢键无关的是（）A、冰的密度比液态水的密度要小B、NH3易液化C、 NH3分子比PH3分子稳定D、氟化氢的沸点比氯化氢的沸点高C4下列物质的液体中，不存在分子是( )A5. 支持7、科学家应用电子计算机模拟出类似C60的物质N60 试推测下列说法正确的是_ N60是一种新型的化合物； N60和N2都是同一类型的晶体； N60中含有离子键； N60的相对分子质量是840g； N60晶体属于分子密堆积； 7、科学家应用电子计算机模拟出类似C60的物质N60 8、气体水合物是一类通过OHO氢键将H2O分子结合成三维骨架型的主体结构，在其中有多面体孔穴，孔穴中包含作为客体的气体小分子，形成笼形水合

12、包合物晶体。已知有上百种气体分子和水形成水合包合物。下图列出了五个多面体的结构：（ 内数字表示笼形多面体的多边形边数，上标表示该多边形的数目。）A512 B51262 C51264 D43596273 E4668请确定构成A、B、C、D、E笼形多面体的H2O分子数。请用题干表示方法写出足球烯（C60）结构笼形多面体的构成。甲烷的结晶水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构成8个笼，每个笼可容纳一个甲烷分子或一个游离水分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳甲烷分子，另外2个笼被游离水分子填充，则冰甲烷的平均组成可表示为_(填选项的字母)。 A.CH46H2O B.CH48H2O C.CH410H

13、2O D.CH414H2O甲烷的结晶水合物中水分子与甲烷分子以_相结合形成_晶体。8、气体水合物是一类通过OHO氢键将H2O分子结合成三维干冰金刚石熔点很低3550沸点很低4827思考1：干冰为什么沸点低？思考2：由性质特点分析金刚石是否属于分子晶体？干冰金刚石熔点很低3550沸点很低4827思考1：干冰10928C共价键金刚石晶体结构示意图10928C共价键金刚石晶体结构示意图二原子晶体1、概念：相邻原子间均以共价键相结合而形成三维的共价键网状结构的晶体。思考：你怎么理解 “巨分子” “共价晶体” ？2、结构特点：(1)构成粒子：原子。(2)粒子间的作用：共价键。 三态变化、化学反应都破坏它

14、二原子晶体1、概念：思考：你怎么理解 “巨分子” “共3、原子晶体的物理特性及影响因素：熔点和沸点很高硬度大(金刚石在自然界中硬度最大)一般不导电难溶于一些常见的溶剂决定原子晶体物理性质的因素：相邻原子间的共价键强弱3、原子晶体的物理特性及影响因素：熔点和沸点很高决定原子晶体思 考原子晶体的化学式是否可以代表其分子式，为什么？为什么金刚石的熔沸点很高，硬度很大？（阅读教材第68页，第三自然段）思 考原子晶体的化学式是否可以代表其分子式，为什么？金刚石晶体是一种三维网状结构。（1）以金刚石为代表的一类思考：在金刚石晶体中, C采取何种杂化方式？每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？键角？ 4

15、、常见原子晶体金刚石晶体是一种三维网状结构。（1）以金刚石为代表的一类思考金刚石晶体是一种三维网状结构。（1）以金刚石为代表的一类 在金刚石晶体中, C采取sp3杂化,每个C与4个C形成共价单键,构成正四面体，键角：10928。 思考：最小碳环是几元环？它们是否在同一平面内？金刚石晶体是一种三维网状结构。（1）以金刚石为代表的一类 金刚石晶体是一种三维网状结构。（1）以金刚石为代表的一类 在金刚石晶体中, C采取sp3杂化,每个C与4个C形成共价单键,构成正四面体，键角：10928。 最小碳环是六元环，为非平面六边形。思考：含1molC的金刚石中有多少C-C键？金刚石晶体是一种三维网状结构。（

16、1）以金刚石为代表的一类 金刚石晶体是一种三维网状结构。（1）以金刚石为代表的一类 在金刚石晶体中, C采取sp3杂化,每个C与4个C形成共价单键,构成正四面体，键角：10928。 最小碳环由6个C原子组成，它们组成非平面六边形。含1molC的金刚石中有2mol C-C 键.金刚石晶体是一种三维网状结构。（1）以金刚石为代表的一类 (1)金刚石在晶体中每个碳原子以共价单键与_个碳原子相结合，成为_体。晶体中C-C键夹角为_，碳原子采取了_杂化。最小环上有_个碳原子。晶体中碳原子个数与CC键数之比为_，12g金刚石中含有CC_mol。某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、 晶体硼（B）、

17、晶体锗(Ge)某些非金属化合物：碳化硅(SiC）晶体、 氮化硼（BN）晶体(1)金刚石某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、 已知：晶体硅、锗的结构和金刚石相同。分析：三者熔点的高低顺序。 已知：碳化硅的结构与金刚石相似，1个碳原子连接4个硅原子，1个硅原子连接4个碳原子。试比较碳化硅与前三者的熔点。 II.晶体硅以硅原子代替金刚石中的碳原子，便可得到晶体硅的结构。Si结合P69资料卡片中表3-3，可得什么结论已知：晶体硅、锗的结构和金刚石相同。已知：碳化硅的结构与金刚 通常，结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，共价键键能越大，熔沸点越高。 通常，结构相似的原子晶体，原子半径越

18、小，键长越短，共价对于同属于原子晶体的不同晶体(1)晶体的熔沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高。(2)若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔沸点就越高。例如，比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：原子半径：C Si，则键长：CC CSi CSi SiSi，熔点：金刚石 碳化硅 晶体硅。对于同属于原子晶体的不同晶体思考与交流CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2

19、晶体的熔沸点很高？思考与交流CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较10928SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图10928SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图（2）以SiO2为代表的一类思考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？（2）以SiO2为代表的一类思考1：在SiO2晶体中每个硅原每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。（2）以SiO2为代表的一类思考2：硅原子个数与SiO共价键个数

20、之比是多少？氧原子个数与SiO共价键个数之比是多少？每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。（2）以SiO2为代表的一类硅原子个数与SiO共价键个数之比是1:4; 氧原子个数与SiO共价键个数之比是1:2 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?每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成

21、的立体网状的晶体。（2）以SiO2为代表的一类硅原子个数与SiO共价键个数之比是1:4; 氧原子个数与SiO共价键个数之比是1:2 二氧化硅的晶体结构中,最小的环由12个原子构成（6个Si和6个O）。每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si(2)二氧化硅在晶体中，1个硅原子和_个氧原子形成_个共价键；每个氧原子与_个硅原子相结合。故SiO2晶体中硅原子与氧原子按_的比例组成,二氧化硅每1个晶胞含有_个硅氧键（SiO） 。最小环上有_个原子；原硅酸根离子SiO44的结构可表示为 ； 二聚硅酸根离子Si2O76中，只有硅氧键，它的结构可表示为 。晶体硅晶胞和结构模型(2)二氧化硅

22、晶体硅晶胞和结构模型晶体SiO2的多种重要用途：制造： 水泥、 玻璃、人造宝石、单晶硅、光导纤维晶体SiO2的多种重要用途：制造： 4、典型的原子晶体某些单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、 晶体硼（B）、晶体锗（Ge）某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、 氮化硼（BN）晶体某些氧化物：二氧化硅（ SiO2）晶体4、典型的原子晶体某些单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、解释：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，金刚石硅锗学与问1、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？2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？解释：不对，

23、分子晶体中通常也含有共价键，如CO2、O2，某些离子晶体中也含共价键，如NaOH、NH4Cl解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，分子晶体和原子晶体的特征分子晶体和原子晶体的特征石墨为什么很软？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。石墨的熔点3652 为什么高于金刚石3550 ？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，故熔点很高。石墨属于哪类晶体？为什么？ 石墨晶体是层状结构，是原子晶体与分子晶体之间的一种过渡型晶体，又具有金属晶体某些性质，所以石墨晶体被称为混合键型晶体。知识拓展石墨石墨为什么很软？知识拓展石墨跟踪训练1有下列几种

24、晶体：A.水晶，B.冰醋酸，C.白磷，D.金刚石，E.晶体氩，F.干冰。(1)属于分子晶体的是_(填字母，下同)，直接由原子构成的分子晶体是_。(2)属于原子晶体的化合物是_。(3)直接由原子构成的晶体是_。(4)受热熔化时，化学键不发生变化的是_，需克服共价键的是_。答案：(1)BCEFE(2)A (3)ADE(4)BCFAD跟踪训练1有下列几种晶体：A.水晶，B.冰醋酸，C.白磷，2、下列晶体性质的比较中错误的是()A熔点：金刚石碳化硅晶体硅B沸点：NH3PH3C硬度：白磷冰二氧化硅D熔点：SiI4SiBr4SiCl4C3、关于SiO2晶体的叙述正确的是（ ） A、通常状况下，60克SiO2晶体中含有的分子数为NAB、60克SiO2晶体中，含有2NA个SiO键 C、晶体中与