第二节-分子晶体与原子晶体.ppt

1、复习回顾 1、晶体与非晶体有什么不同？ 2、什么叫晶胞？如何计算立方晶胞中微粒的数目？ 3、氯化钠晶胞如图所示 一个晶胞中有几个Na+, 几个Cl-？,4、碘晶胞结构如图所示，问一个碘晶胞中有几个碘分子？,5、2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。图示的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面各有一个镁原子；六个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 （ ） A、MgB B、MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2,B,6、如图：石墨晶体结构示意图，每一层都是由碳原子构成的正六边形平面网状结构，分析每一个正六边形占有多少个碳原子？,61

2、/3=2,7、晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，其中含有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子。如图所示，回答： （1）键角_； （2）晶体硼基本结构单元中的硼原子数_个；BB键_条。,60,12,30,第二节 分子晶体和原子晶体,一分子晶体,、定义,2、分子晶体中存在的微粒：,分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体叫分子晶体。,分子,3、粒子间的相互作用：,分子间作用力,4、常见的分子晶体,(1)所有非金属氢化物： (2)几乎所有的酸： (3)部分非金属单质: (4)部分非金属氧化物: (5)绝大多数有机物的晶体：,H2O、H2S、NH3、C

3、H4、HX,H2SO4、HNO3、H3PO4（碱和盐则是离子晶体）,X2、O2、H2、 S8、P4、C60 、稀有气体,CO2、SO2、NO2、 P4O6、 P4O10,乙醇、冰醋酸、蔗糖、 苯、萘、蒽、苯甲酸等,分子的密堆积,（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）,（）只有范德华力，无分子间氢键，则分子晶体有分子密堆积特征，即每个分子周围有12个紧邻的分子。如：C60、干冰、I2、O2,5、分子晶体结构特征,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12个 ）,（）有分子间氢键（如：HF 、冰、NH3 ） 不具有分子密堆积特征,分子非密堆积,分子密堆积,冰中

4、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,当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4 时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。 ( m=v ),分子晶体溶于水时，水溶液有的能导电，如HCl溶于水，有的不导电，如C2H5OH溶于水。,思考： 1、分子晶体是否导电？什么条件下可以导电？,由于构成分子晶体的粒子是分子，不管是晶体或晶体熔化成的液体，都没有带电荷的离子存在，因此，分子晶体以及它熔化成的液体都不导电。,2、怎样判断分子晶体的溶解性？,组成分子晶体的分子不同，分子晶体的性质也不同，如在溶解性上，不同的晶体存

5、在着较大差异。通过对实验的观察和研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶”结论：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂；极性溶质一般溶于极性溶剂。,当某些分子晶体溶于水时，若能与水分子之间形成氢键，则溶质的溶解度会显著增大。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与混溶，就是它们与水形成了分子间氢键的缘故。,6、分子晶体的物理特性,较低的熔点和沸点,(有的有升华的特性： 如硫、碘、干冰、萘、蒽、苯甲酸等）,较小的硬度。,一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。,溶解性:相似相溶,二、典型的分子晶体：,干冰与冰的区别,冰：水分子间主要以氢键结合，同时存在范德华力。晶体中每个水分子与紧邻的四个水分子形成氢键

6、。由水结成冰，分子间距增大，密度减小。,干冰：CO2的晶体 外观和硬度与水相似 熔点低得多，常压下易升华 分子中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻分子 密度比冰的大,干冰及其晶胞,a.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。 b.组成和结构不相似的分子晶体（相对分子质量相近），分子极性越大，熔沸点越高。,三、分子晶体熔沸点高低的比较,分子间作用力越大，熔沸点越高。,具有氢键的分子晶体，熔沸点高。,如：熔沸点H2OH2TeH2SeH2S,如：熔沸点CO N2 ，CH3OH CH3CH3,笼状化合物,阅读科学视野天然气水合物 一种潜在的能源,练习,

7、1、下列说法正确的是（ ） A、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 C、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,A,2、一个干冰晶胞含有CO2分子 个，干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间力不存在氢键，因此干冰中CO2分子紧密堆积，每个CO2分子周围，最近且等距离的CO2分子数目有 个。,4,12,、定义：,三原子晶体,金刚石,相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。,2、构成微粒：,原子,3、微粒间的作用:,共价键,4、物理特性,（1）熔点和沸点高 （2）硬度大 （3）一般不导电 （4）难溶于一些常见的溶剂,5、常见的原子晶体,

8、(1)一些非金属单质，如B12、硅Si、金刚石C、锗。 (2)一些非金属B、Si、C的一些化合物如SiC、BN、Si3N4 (3)一些氧化物AI2O3（刚玉）、 SiO2,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,四、几种典型的原子晶体,金刚石,结构特点：,每个C与相邻的 个C以共价键形成 结构；,4,正四面体,正四面体向空间发展，构成坚实、彼此相连的 晶体；,空间网状,所有CC键长相等，键角相等（均为10928）；,最小碳环由 个C组成，且不在同一平面内；,6,每个C参与了 条CC键的形成，且在每条键中的贡献只有一半，故碳原子数与CC键数目之比为 。,1:2,4,180,10928,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,原子半径越短，共价键键长越短，键能越大，共价键越强，熔沸点越高。,金刚石与晶体Si的熔沸点比较,五、原子晶体熔沸点高低的比较,如：熔沸点金刚石 金刚砂（SiC） 晶体硅,石墨的晶体结构,石墨中CC夹角为120， CC键长为(0.142nm) 1.421010 m,分子间作用力,层间距3.35 1010 m,CC 共价键,石墨,石墨为什么很软？,混合型晶体,石墨为层状结构，各层之间是范