第二节+分子晶体和原子晶体

1、第二节 分子晶体与原子晶体,复习总结：,微粒间作用,微粒为分子： 分子间作用力（或范德华力）或氢键； 微粒为原子：极性共价键或非极性共价键； 微粒为离子：离子键。,一、分子晶体,1、 只含分子的晶体称为分子晶体。如碘晶体只含I2分子，属于分子晶体。在分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，而相邻分子靠分子间作用力或氢键相互吸引。,碘晶体结构,*构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力或氢键,分子晶体有哪些物理特性,为什么？,思考与交流,2、分子晶体的一般宏观性质 较低的熔沸点 较小的硬度 固态或熔融状态下都不导电 分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的 分子的极性相关 相似相溶,构成分

2、子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力或氢键,3、属于分子晶体的化合物类别举例 （1）、所有非金属氢化物 H2O,H2S,NH3,CH4,HX （2）、部分非金属单质 X2,O2,H2, S8,P4, C60 （3）、部分非金属氧化物 CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10 （4）、几乎所有的酸 H2SO4,HNO3,H3PO4 （5）、绝大多数有机物晶体 乙醇，冰醋酸，蔗糖,4.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（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2） （）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（如：HF 、冰、NH3 ）

3、,分子的密堆积,（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个 ）,干冰的晶体结构图,分子的密堆积,（与CO2分子距离最近的CO2分子共有 个 ）,12,碘的晶体结构图,由此可见，每个碘分子周围有 个碘分子,12,冰中个水分子周围有个水分子,冰的结构,氢键具有方向性,分子的非密堆积,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19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl28H20的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 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可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”,

4、科学视野：天然气水合物一种潜在的能源,小节:,1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。 2、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：(1)所有非金属氢化物 (2)部分非金属单质， (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱和盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。 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（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2 （）有分子间氢键不具有分子密堆积特征 （如：HF 、冰、NH3 ）,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

5、子晶 体。,二、原子晶体 1、定义： 原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。 2、构成微粒：原子 3、微粒之间的作用：共价键 4、气化或熔化时破坏的作用：共价键 5、一般宏观性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。,6、常见原子晶体例举： （1）某些非金属单质 硼、硅、锗、金刚石等 （2）某些非金属化合物 SiC、BN等 （3）某些氧化物 SiO2、Al2O3等,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,180,10928,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,1、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? 2“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗

6、?为什么?,探究思考,莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，1824年由德国矿物学家莫斯（Frederich Mohs）首先提出。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，用测得的划痕的深度来表示硬度。,资料 莫氏硬度,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2.25g/cm3，化学性质不活泼。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，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。,知识拓展石墨,石墨晶体结构,知识拓展石墨,石墨,1、石墨为什么很软？ 2、石

7、墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？,3、石墨属于哪类晶体？为什么？,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（大键），故熔沸点很高。,石墨为混合键型晶体。,某些原子的熔点和硬度,“硬度是衡量固体软硬程度的指标。硬度有不同的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即摩氏硬度，以固体互相刻划时出现刻痕的固体的硬度较低。全刚石不能被任何天然矿物刻划出封痕，因而是最硬的。以金刚石的硬度为10，以另9种天然矿物为代表，可将摩氏硬度分为十度，,练习 1、金刚石（晶体硅结构与此类似）,（1）由图中观察可知：每个碳原子被相邻的4个碳原子

8、包围，以共价键跟4个碳原子接个，形成四面体。这些四面体向空间发展，构成一个坚实的、彼此联结的空间网状晶体。每个 C-C键长相等，键角均为109。28。,（2）晶体中最小环由_个C组成且不共面。,6,（3）晶体中C原子数与C-C 键数之比为： */：*/：,例、如右图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为_，每个C完全拥有CC数为_,石墨中CC夹角为120， CC键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m,2,3,小结：金刚石、石墨的比较,每个环中,正四面体空间网状,六边形平面层状,共价键,共价键与范德华力,个原子不同面,个原子同面,6*1/6=1,6*

9、1/2=3,6*1/12=1/2,6*1/3=2,SiO2平面结构,利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构,SiO2最小的环有几个原子组成？,金刚石的结构,12个（6个硅 6个氧）,题目：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是 ( ) ATiC BTi4C4， CTi14C13 DTi13C14,防止类推中的失误,C,3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型： A、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态不导电；_ B、溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不导电；_ C、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶于乙醇、氯仿、丙酮