人教版化学选修三第三章第二节《分子晶体与原子晶体》精品ppt课件.ppt

第二节第二节 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体第一课时第一课时 分子晶体分子晶体观察下列两种晶体的晶胞找出两种晶体的共同点？观察下列两种晶体的晶胞找出两种晶体的共同点？结论：构成微粒都是分子。结论：构成微粒都是分子。 都是面心立方晶胞。都是面心立方晶胞。碘晶胞碘晶胞二氧化碳晶胞二氧化碳晶胞分子晶体的定义、组成微粒和作用力分子晶体的定义、组成微粒和作用力定义：分子间以分子间作用力相结合形成定义：分子间以分子间作用力相结合形成的晶体。的晶体。分子晶体中存在的微粒：分子晶体中存在的微粒：粒子间的作用力：粒子间的作用力：分子分子分子间作用力分子间作用力分子晶体的两种堆积方式：分子晶体的两种堆积方式：密堆积：密堆积：如果分子间作用力只有范德华力如果分子间作用力只有范德华力，无分子间，无分子间氢键氢键分子采用密堆积，分子采用密堆积，如：如：C60、干冰、干冰 、I2、O2。如果如果分子间作用力还有氢键分子间作用力还有氢键，则采用非，则采用非密堆积（如密堆积（如：HF 、冰、冰、NH3 ）氢键具有方向性氢键具有方向性常见的分子晶体常见的分子晶体所有所有非金属非金属氢化物氢化物： 几乎几乎所有的酸：所有的酸：部分部分非金属单质非金属单质: 部分部分非金属氧化物非金属氧化物: 绝大多数绝大多数有机物的晶体：有机物的晶体：H2O、H2S、NH3、CH4、HXH2SO4、HNO3、H3PO4（碱和盐则是离子晶体）（碱和盐则是离子晶体）X2、O2、H2、 S8、P4、C60 、稀有气体、稀有气体CO2、SO2、NO2、 P4O6、 P4O10乙醇、冰醋酸、蔗糖、乙醇、冰醋酸、蔗糖、 苯、萘、蒽、苯甲酸等苯、萘、蒽、苯甲酸等较低的熔点和沸点较低的熔点和沸点( (易升华或易挥发易升华或易挥发) )较小的硬度较小的硬度只存在分子，不存在离子，一般都是绝缘体，只存在分子，不存在离子，一般都是绝缘体，固态及熔融状态也不导电。溶于水时部分导电固态及熔融状态也不导电。溶于水时部分导电 多数能溶于适当的溶剂（相似相溶多数能溶于适当的溶剂（相似相溶) )。1、分子晶体是否导电？什么条件下可以导电？、分子晶体是否导电？什么条件下可以导电？ 由于由于构成构成分子晶体的分子晶体的粒子是分子粒子是分子，不管是晶体，不管是晶体或晶体熔化成的液体，都或晶体熔化成的液体，都没有带电荷的离子存在没有带电荷的离子存在，因，因此，分子晶体以及它熔化成的液体此，分子晶体以及它熔化成的液体都不导电都不导电。 分子晶体分子晶体溶于水溶于水时，水溶液时，水溶液有的能导电有的能导电，如，如HCl溶于水，溶于水，有的不导电有的不导电，如，如C2H5OH溶于水。溶于水。2、为何分子晶体的硬度小，熔沸点低？、为何分子晶体的硬度小，熔沸点低？构成晶体的微粒是分子构成晶体的微粒是分子分子之间以分子间作用力（主要是范德华力）相结分子之间以分子间作用力（主要是范德华力）相结合，范德华力远小于化学键的作用合，范德华力远小于化学键的作用3、为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？、为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？ 由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。 在冰中由于氢键的方向性，导致晶体中有相当大的在冰中由于氢键的方向性，导致晶体中有相当大的空隙，所以相同状况下冰的体积较大，密度比干冰小。空隙，所以相同状况下冰的体积较大，密度比干冰小。4、为什么冰的密度比水的小，而、为什么冰的密度比水的小，而4时的水的密度最大？时的水的密度最大？氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面氢键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体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，体积较大，密度比水小隙，体积较大，密度比水小当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分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，密度开始增大；解体，水分子间的空隙减小，密度开始增大；超过超过4时，由于热运动加剧，分子间距离再次加大时，由于热运动加剧，分子间距离再次加大，密度又逐渐减小，密度又逐渐减小5、如何比较分子晶体熔沸点的高低？、如何比较分子晶体熔沸点的高低？一般来说，分子晶体中范德华力越大，物质的熔、一般来说，分子晶体中范德华力越大，物质的熔、沸点越高。沸点越高。分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高；分子内分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高；分子内氢键的形成使物质的熔、沸点降低。氢键的形成使物质的熔、沸点降低。1.1.下列性质适合于分子晶体的是下列性质适合于分子晶体的是( () )A A熔点熔点10701070，易溶于水，水溶液导电，易溶于水，水溶液导电B B熔点熔点101031 31 ，液态不导电、水溶液能导电，液态不导电、水溶液能导电C C能溶于能溶于CS2,CS2,熔点熔点112.8 112.8 ，沸点，沸点444.6 444.6 D D熔点熔点97978181，质软、导电、密度，质软、导电、密度0 097 g97 gcmcm3 32.2.下列物质不存在氢键的是下列物质不存在氢键的是( () )A A冰醋酸中醋酸分子之间冰醋酸中醋酸分子之间 B B液态氟化氢中氟化氢分子之间液态氟化氢中氟化氢分子之间 C C一水合氨分子中的氨分子和水分子之间一水合氨分子中的氨分子和水分子之间 D D可燃冰可燃冰(CH(CH4 4 8H8H2 2O)O)中甲烷分子与水分子之间中甲烷分子与水分子之间BCD3.3.干冰的外观和冰相像，可由二氧化碳气体压缩成液干冰的外观和冰相像，可由二氧化碳气体压缩成液态后再急剧膨胀而制得。右图为干冰晶体结构示意态后再急剧膨胀而制得。右图为干冰晶体结构示意图。通过观察分析，可知每个图。通过观察分析，可知每个COCO2 2分子周围与之相邻分子周围与之相邻等距的等距的COCO2 2分子有分子有_个。在一定温度下，已测个。在一定温度下，已测得干冰晶胞（即图示）的边长得干冰晶胞（即图示）的边长a a5.725.7210108 8cmcm，则，则该温度下干冰的密度为该温度下干冰的密度为_g/cm_g/cm3 3。12 1.56天然气水合物天然气水合物 一种潜在的能源一种潜在的能源镁粉在干冰中燃烧镁粉在干冰中燃烧第二节第二节 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体第二课时第二课时 原子晶体原子晶体原子晶体的定义、组成微粒和作用力原子晶体的定义、组成微粒和作用力u定义：定义：相邻原子间以共价键相结合而形成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。空间立体网状结构的晶体。u分子晶体中存在的微粒：分子晶体中存在的微粒：u粒子间的作用力：粒子间的作用力：原子原子共价键共价键常见的原子晶体常见的原子晶体某些非金属或金属单质某些非金属或金属单质某些非金属化合物某些非金属化合物某些氧化物某些氧化物 金刚石（金刚石（C）、晶体硅）、晶体硅(Si)、晶体硼（、晶体硼（B）、金属锗（）、金属锗（Ge）等）等碳化硅（碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（BN）晶体等）晶体等二氧化硅（二氧化硅（ SiO2）晶体）晶体 在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键（一般是共价单键）一般是共价单键）相结合，所以原子晶体有以相结合，所以原子晶体有以下物理性质下物理性质：熔点和沸点很高熔点和沸点很高硬度很大硬度很大( (但硬而脆但硬而脆) )一般不导电一般不导电难溶于一些常见的溶剂难溶于一些常见的溶剂如果你有一颗如果你有一颗钻石，千万不钻石，千万不要砸哟！要砸哟！10928 共价键共价键金刚石的晶体结构金刚石的晶体结构【碳正四面体碳正四面体】1 1：在金刚石的晶体中每个碳原子的价层轨道在金刚石的晶体中每个碳原子的价层轨道杂化方式杂化方式？2 2：在金刚石晶体中每个碳原子形成几个共价在金刚石晶体中每个碳原子形成几个共价单键单键？3 3：在金刚石晶体中碳原子个数与在金刚石晶体中碳原子个数与CC共价键共价键个数之比是多少？个数之比是多少？4: 4: 在金刚石在金刚石晶体中，最小碳环由几个碳原子来晶体中，最小碳环由几个碳原子来组成组成?4个个1：26个个sp3金刚石晶胞金刚石晶胞5. 5.在金刚石晶胞中含在金刚石晶胞中含有的碳原子数？有的碳原子数？在金刚石晶胞中含有在金刚石晶胞中含有的碳原子数的碳原子数: :81/8+61/2+4=810430 10928 SiO共价键共价键联想水分子联想水分子的立体构型的立体构型【硅氧正四面体硅氧正四面体】SiO2的晶体结构的晶体结构1 1：在在晶体中，每个硅原子与晶体中，每个硅原子与 个氧原子个氧原子结合；每个氧原子与结合；每个氧原子与 个硅原子结合；在个硅原子结合；在晶体中硅原子与氧原子个数之比是晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。2 2：在在晶体中，每个硅原子形成晶体中，每个硅原子形成 个共个共价键；每个氧原子形成价键；每个氧原子形成 个共价键；硅原子个共价键；硅原子个数与个数与共价键个数之比是共价键个数之比是 ；氧原；氧原子个数与子个数与共价键个数之比是共价键个数之比是 。3 3：在在晶体中，最小环为晶体中，最小环为 元环。元环。21：24421：41：212结构相似的原子晶体，原子半径越小，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。键长越短，键能越大，晶体熔点越高。1.1.下列关于原子晶体和分子晶体说法不正确的是下列关于原子晶体和分子晶体说法不正确的是( () )A A原子晶体硬度通常比分子晶体大原子晶体硬度通常比分子晶体大B B原子晶体的熔沸点较高原子晶体的熔沸点较高C C有些分子晶体的水溶液能导电有些分子晶体的水溶液能导电D D金刚石、水晶盒干冰属于原子晶体金刚石、水晶盒干冰属于原子晶体D2.2.金刚砂金刚砂(SiC)(SiC)与金刚石具有相似的晶体结构（如图所与金刚石具有相似的晶体结构（如图所示），在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原示），在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答子交替以共价单键相结合。试回答: :(1)(1)金刚砂属于金刚砂属于_晶体，金刚砂的熔点比金刚石的熔晶体，金刚砂的熔点比金刚石的熔点点_。 (2)(2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合了在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合了_个碳原子，其中的键角是个碳原子，其中的键角是_。(3)(3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有小的环上有_个硅原子。个硅原子。原子原子低低41092833.3.硅晶体的结构跟金刚石相似，硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol1mol硅晶体中含有硅硅晶体中含有硅硅单键的数目约是硅单键的数目约是_N_NA A个。二氧化硅的结构相个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1 1个氧原个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成子。二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是的最小环上氧原子数目是_。26