《分子晶体和原子晶体》课件ppt.ppt
一、分子晶体一、分子晶体、概念：、概念： 分子分子间以间以分子间作用力分子间作用力（范德华力、氢键）（范德华力、氢键）相结合的晶体叫分子晶体。相结合的晶体叫分子晶体。 2、微粒：、微粒：分子分子 由于分子间作用力很弱由于分子间作用力很弱，所以分子晶体一，所以分子晶体一般具有：般具有：较低的熔点和沸点较低的熔点和沸点较小的硬度。较小的硬度。一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。(1)(1)非金属氢化物：非金属氢化物：H H2 2O,HO,H2 2S,NHS,NH3 3,CH,CH4 4,HX,HX(2)(2)酸：酸：H H2 2SOSO4 4,HNO,HNO3 3,H,H3 3POPO4 4(3)(3)部分非金属单质部分非金属单质: : X X2 2,O,O2 2,H,H2 2, S, S8 8,P,P4 4, C, C6060 (4)(4)部分非金属氧化物部分非金属氧化物: : COCO2 2, SO, SO2 2, NO, NO2 2,P,P4 4O O6 6, P, P4 4O O1010(5)(5)大多数有机物：大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖4 4、典型的分子晶体、典型的分子晶体（）若只有范德华力，无分子间氢键（）若只有范德华力，无分子间氢键分子分子密堆积（每个分子周围有密堆积（每个分子周围有1212个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2）（）若有分子间氢键（）若有分子间氢键不具有分子密堆积特不具有分子密堆积特征（如征（如：HF HF 、冰、冰、NHNH3 3 ）5 5、晶体分子结构特征、晶体分子结构特征干冰的晶体结构图（）若只有范德华力，无分子间氢键（）若只有范德华力，无分子间氢键分子分子密堆积（每个分子周围有密堆积（每个分子周围有1212个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2）（）若有分子间氢键（）若有分子间氢键不具有分子密堆积特不具有分子密堆积特征（如征（如：HF HF 、冰、冰、NHNH3 3 ）5 5、晶体分子结构特征、晶体分子结构特征氢键具有方向性氢键具有方向性笼装化合物笼装化合物第第28届国际地质大会提供的资料显示，海底届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类有大量的天然气水合物，可满足人类100年的年的能源需求。天然气水合物是一种晶体，晶体中能源需求。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每平均每46个水分子构建成个笼，每个笼可个水分子构建成个笼，每个笼可容纳个容纳个CH4分子或个游离分子或个游离H2O分子。若晶分子。若晶体中每个笼中有个笼容纳了体中每个笼中有个笼容纳了CH4分子，另分子，另外个笼被游离外个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为物的平均组成可表示为 A、CH414H2O B、CH48H2O C、CH47H2O D、CH46H2O练习练习 在干冰晶体中，平均在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占有每个晶胞（如图）占有COCO2 2 分子的个数为分子的个数为_，与二氧化碳分子距离最与二氧化碳分子距离最近的二氧化碳分子有近的二氧化碳分子有 个。个。4 41212 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。、概念：、概念： 相邻相邻原子原子间以间以共价键共价键相结合而形成相结合而形成空间立体空间立体网状结构网状结构的晶体的晶体 二、原子晶体（共价晶体）二、原子晶体（共价晶体）2 2、微粒：、微粒：原子原子对比分子晶体和原子晶体的数据，对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？原子晶体有何物理特性？ 在原子晶体中，由于原子间以较强的共价在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的原子晶体的（1 1）熔点和沸点高）熔点和沸点高（2 2）硬度大）硬度大（3 3）一般不导电）一般不导电（4 4）且难溶于一些常见的溶剂）且难溶于一些常见的溶剂4 4、常见的原子晶体、常见的原子晶体（1）某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、 晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等（2）某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体（3）某些氧化物： 二氧化硅（ SiO）晶体、Al2O35 5、常见原子晶体介绍、常见原子晶体介绍（1 1）金刚石）金刚石10928 共价键正四面体的空间网状结构，键角：正四面体的空间网状结构，键角：109028小结：小结：不在同一平面上的环由不在同一平面上的环由6个原子构成个原子构成每个每个C原子供原子供12个环所有个环所有每个每个CC键供键供6个环所有个环所有C原子数与原子数与CC键数比键数比1：2（2 2）晶体硅）晶体硅同金刚石同金刚石18010928SiO共价键（3 3）二氧化硅）二氧化硅解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，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，晶体熔点越高键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 晶体硅晶体硅交流与研讨交流与研讨1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅、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？和锗的熔点和硬度依次下降？2 2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这。这种说法对吗？为什么？种说法对吗？为什么？ 莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，18241824年由德国矿物学家莫斯（年由德国矿物学家莫斯（Frederich MohsFrederich Mohs）首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金首先提出。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。得的划痕的深度来表示硬度。资料资料 莫氏硬度莫氏硬度 一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁一种结晶形碳，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、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。密度鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm32.25g/cm3，化学性质，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热不活泼。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，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。并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展石墨知识拓展石墨石石墨墨晶晶体体结结构构知识拓展石墨知识拓展石墨石墨 1 1、石墨为什么很软？、石墨为什么很软？ 2 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3 3、石墨属于哪类晶体？为什么？、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，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。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（大存在很强的共价键（大键）键），故熔沸点，故熔沸点很高。很高。石墨为混合型晶体（过渡晶体）石墨为混合型晶体（过渡晶体）C60C70碳纳米管碳纳米管根据对碳元素的同素异形体结构和性质的理解，根据对碳元素的同素异形体结构和性质的理解，请分析：请分析：(1)C60固体属于固体属于_晶体晶体(2)固体固体C60的熔沸点与金刚石晶体的熔点相比，的熔沸点与金刚石晶体的熔点相比， _ 较高。较高。(3)固体固体C60若是能溶解在某种溶剂中，这种溶若是能溶解在某种溶剂中，这种溶剂是水还是苯？剂是水还是苯？
