第三章 第二节 分子晶体与原子晶体

第三章第二节分子晶体与原子晶体第1页，课件共33页，创作于2023年2月学习目标1.了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。2．理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。3．了解分子间作用力对物质物理性质的影响。4．了解氢键及其对物质物理性质的影响。第2页，课件共33页，创作于2023年2月一、分子晶体1．结构特点(1)晶体中只含

。(2)分子内的化学键是

。(3)相邻分子间靠

相互吸引。①分子间作用力只是

，则分子晶体有

特征，即每个分子周围有

个紧邻的分子。基础知识梳理分子共价键分子间作用力范德华力分子密堆积12第3页，课件共33页，创作于2023年2月②分子间还含有其他作用力，如

，分子晶体的分子密堆积要少于

个。如冰中每个水分子周围只有

个紧邻的水分子。2．物理性质(1)具有较

熔、沸点，易

。(2)一般硬度较小。(3)固体和熔融状态下

导电。(4)延展性

。(5)相似相溶规律：非极性分子一般能溶于

溶剂；极性分子一般能溶于

溶剂。氢键124低升华不差非极性极性第4页，课件共33页，创作于2023年2月分子晶体的物理性质是由什么决定的？如何比较分子晶体熔、沸点的高低？【思考·提示】分子晶体是通过分子间作用力构成的，故要看其物理性质，应首先看分子间作用力的大小。分子晶体是通过分子间相互作用力构成的，晶体在熔化时，破坏的只是分子间作用力，一般不需要破坏分子内的化学键，所以只需要外界提供较少的能量。因此，分子晶体的熔点通常较低，硬度也较小，有较强的挥发性。当然，分子间作用力越强，分子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。思考第5页，课件共33页，创作于2023年2月3．物质种类(1)所有

，如H2O、NH3、CH4等。(2)部分

，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。(3)部分

，如CO2、P4O10、SO2、SO3等。(4)几乎所有的

，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。(5)绝大多数

，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。非金属氢化物非金属单质非金属氧化物酸有机物第6页，课件共33页，创作于2023年2月4．典型的分子晶体(如图)第7页，课件共33页，创作于2023年2月(1)冰①水分子之间的主要作用力是氢键，当然也存在范德华力。②氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。(2)干冰①每个晶胞中有12个原子。②每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个。第8页，课件共33页，创作于2023年2月二、原子晶体1．概念各原子都以

相互结合，整块晶体是一个三维的

结构，又称

晶体。2．构成晶体的粒子构成原子晶体的粒子是

，故原子晶体中无

。共价键共价键网状共价原子分子和离子第9页，课件共33页，创作于2023年2月3．物理性质熔点

，硬度

，

溶于一般溶剂，

导电，延展性

。4．物质种类(1)某些

，如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等。(2)某些

，如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等。(3)某些

，如二氧化硅(SiO2)、Al2O3等。高难不差非金属单质非金属化合物氧化物大第10页，课件共33页，创作于2023年2月5．典型的原子晶体(如图)第11页，课件共33页，创作于2023年2月(1)金刚石①在晶体中每个碳原子以共价单键与4个碳原子相结合，成为正四面体。②晶体中C—C键夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。③最小环上有6个碳原子。(2)二氧化硅①在晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合。故SiO2晶体中硅原子与氧原子按1∶2的比例组成。②最小环上有12个原子。第12页，课件共33页，创作于2023年2月课堂互动讲练要点一分子晶体和原子晶体的比较晶体类型原子晶体分子晶体概念相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体组成粒子原子分子粒子间作用力共价键分子间作用力熔、沸点很高较低第13页，课件共33页，创作于2023年2月硬度很大较小溶解性不溶于任何溶剂部分溶于水导电性不导电，个别为半导体不导电，部分溶于水导电熔化时破坏的作用力破坏共价键一定破坏分子间作用力(有时还破坏氢键，如冰熔化；S8熔化时还破坏共价键)实例金刚石干冰，稀有气体结构特点其最小的碳原子环中有6个碳原子，C—C键夹角为109°28′CO2晶体中存在二氧化碳分子晶体类型原子晶体分子晶体第14页，课件共33页，创作于2023年2月(2010年郑州模拟)下列说法正确的是(

)A．原子晶体中只存在非极性共价键B．因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的熔点高于HFC．干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂D．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物例1第15页，课件共33页，创作于2023年2月【解析】原子晶体中存在非极性共价键，也可能存在极性共价键，如SiO2、SiC等，A不正确；HF晶体中存在氢键，熔点高于HCl晶体，B不正确；干冰升华是物理变化，分子间作用力被破坏，但分子内共价键不断裂，C正确；金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，也可能是共价化合物，如AlCl3等，D不正确。【答案】

C第16页，课件共33页，创作于2023年2月1．有下列几种晶体：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________。跟踪训练第17页，课件共33页，创作于2023年2月解析：根据构成晶体的微粒不同，分子晶体仅由分子组成，原子晶体中无分子。分子晶体由分子组成，有B、C、E、F，注意晶体氩是单原子分子；原子晶体和单原子分子晶体都由原子直接构成，原子晶体有A、D，但化合物只有A；分子晶体熔化时，一般不破坏化学键；原子晶体熔化时，破坏化学键。答案：(1)BCEF

E

(2)A(3)ADE

(4)BCF

AD第18页，课件共33页，创作于2023年2月1．不同类型的晶体原子晶体＞分子晶体2．同一类型的晶体(1)分子晶体分子晶体分子间作用力越大，物质熔、沸点越高，反之越低；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高。如：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S，C2H5OH＞CH3OCH3。要点二晶体熔、沸点比较第19页，课件共33页，创作于2023年2月一般而言：①组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔、沸点就越高，如熔、沸点：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4。②组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近)，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。③在高级脂肪酸形成的油脂中，不饱和程度越大，熔、沸点越低，如熔、沸点：第20页，课件共33页，创作于2023年2月C17H35COOH＞C17H33COOH，硬脂酸油酸(C17H35COO)3C3H5＞(C17H33COO)3C3H5。硬脂酸甘油酯油酸甘油酯④烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子数的增加，熔、沸点升高，如熔、沸点：C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。第21页，课件共33页，创作于2023年2月⑤同分异构体中，链烃及其衍生物的同分异构体随支链增多，熔、沸点降低，如熔、沸点：第22页，课件共33页，创作于2023年2月新戊烷芳香烃的异构体有两个取代基时，熔点按对、邻、间位降低，沸点按邻、间、对位降低。(2)原子晶体原子晶体原子间键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质熔、沸点越高，反之越低，如熔、沸点：金刚石＞金刚砂＞晶体硅。第23页，课件共33页，创作于2023年2月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：NH3>PH3C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4例2第24页，课件共33页，创作于2023年2月A项中三种物质都是原子晶体，因原子半径r(C)<r(Si)，所以键长：C—C<C—Si<Si—Si，故键能：C—C>C—Si>Si—Si，键能越大，原子晶体的熔点越高，A项正确；NH3和PH3都是分子晶体，但NH3分子间存在氢键，故NH3的沸点高，B项正确；二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D项正确。【答案】

C第25页，课件共33页，创作于2023年2月2．下列分子晶体，关于熔、沸点高低叙述中，正确的是(

)A．Cl2＞I2B．SiCl4＞CCl4C．NH3＜PH3D．C(CH3)4＞CH3(CH2)2CH3跟踪训练第26页，课件共33页，创作于2023年2月解析：选B。比较物质熔、沸点，先搞清该物质属于哪一类晶体，再分析决定晶体熔、沸点的因素。A、B选项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔、沸点高；C选项属于有氢键存在但分子结构相似的情况，存在氢键的熔、沸点高；D选项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链越多的熔、沸点越低。第27页，课件共33页，创作于2023年2月当堂达标训练第28页，课件共33页，创作于2023年2月江西东周古墓尸骨内发现奇异绿色晶体新华网南昌2007年7月2日电，2日在江西省靖安东周墓葬群发掘现场，考古人员在清理尸骨时陆续发现了多块奇异的绿色晶体，最后的一块达8.5厘米。专家称，这是国内考古界首次发现这类晶体，为考古界提出了全新的研究课题。课外轻松阅读第29页，课件共33页，创作于2023年2月中国社科院研究员王亚蓉在清理第34号棺木的过程中，在保存相对完好的尸体膝盖骨、颅骨和牙齿根部附近，发现从中“长出”了多块以前从未见过的绿色结晶体。她介绍说，这些结晶体大多长1至3厘米，呈细长的棱形，绿色深浅不一，并能感觉到有一定的硬度，极为罕见。第30页，课件共33页，创作于2023年2月此次考古发掘的领队徐长青介绍，此前，考古人员在其他棺木中也发现了类似的晶体。尤其令人称奇的是，在一具尸骨的脑部发现了一块直径为两厘米、呈松枝球状的绿色结晶体。经采样放入玻璃缸一周后，其颜色由绿转黑，出现了炭化现象。现场还有专家在一具尸骨的锁骨位置发现了一块