《第二节-分子晶体与原子晶体》PPT课件-Y.ppt

2 2 分子晶体和原子晶体分子晶体和原子晶体碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构NaCl晶体结构晶体结构1 1、概念：、概念：2 2、组成微粒：、组成微粒：3 3、粒子间作用力：、粒子间作用力：记住记住掌握特性及掌握特性及原因原因（4 4）溶解性：有相似相溶规律。）溶解性：有相似相溶规律。5 5、典型的分子晶体：、典型的分子晶体：基本知道基本知道问题问题氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞6 6、分子晶体结构特征、分子晶体结构特征（1 1）密堆积）密堆积 有有分子间分子间氢键氢键氢键具有方向性氢键具有方向性,使晶体中使晶体中的空间利率不高的空间利率不高,留有相当大的空隙留有相当大的空隙.这种晶体不这种晶体不具有分子密堆积特征。如具有分子密堆积特征。如：HF 、NH3、冰（每、冰（每个水分子周围只有个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。个紧邻的水分子）。（2 2）非密堆积）非密堆积 只有范德华力只有范德华力，无无分子间分子间氢键氢键分子密分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧个紧邻的分子，如：邻的分子，如：C60、干冰、干冰 、I2、O2。了解了解小结小结:1 1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。相互吸引。2 2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。3 3、常见分子晶体分类：、常见分子晶体分类：(1)(1)所有非金属氢化物所有非金属氢化物 (2)(2)部分非部分非金属单质，金属单质， (3)(3)部分非金属氧化物部分非金属氧化物(4)(4)几乎所有的酸几乎所有的酸( (而碱而碱和盐则是离子晶体和盐则是离子晶体 (5)(5)绝大多数有机物的晶体。绝大多数有机物的晶体。二、原子晶体二、原子晶体 1 1、定义：原子间以共价键相结合而形成、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。的空间网状结构的晶体。 2 2、构成微粒：、构成微粒： 3 3、微粒之间的作用：、微粒之间的作用： 4 4、气化或熔化时破坏的作用力：、气化或熔化时破坏的作用力： 5 5、物理性质：、物理性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。 （共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）（共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）原子原子共价键共价键共价键共价键掌握掌握6、常见原子晶体、常见原子晶体（1）某些非金属单质：硼（）某些非金属单质：硼（B）、硅）、硅（Si）、锗（）、锗（Ge）、金刚石（）、金刚石（C）等）等（2）某些非金属化合物：）某些非金属化合物：SiC、BN等等（3）某些氧化物：）某些氧化物：SiO2、Al2O3等等10928 共价键共价键10928 共价键共价键思考：思考： （1）在金刚石晶体中）在金刚石晶体中,C采取什采取什么杂化方式？每个么杂化方式？每个C与多少个与多少个C成成键？形成怎样的空间结构？每个键？形成怎样的空间结构？每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？最小碳环由多少个碳原子组个？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？成？它们是否在同一平面内？ （2）在金刚石晶体中，）在金刚石晶体中，C原子原子个数与个数与CC键数之比为多少？键数之比为多少？ （3）12克金刚石中克金刚石中CC键数键数为多少为多少NA？7 7、典型的原子晶体、典型的原子晶体金刚石的结构特征金刚石的结构特征：在金刚石晶体里：在金刚石晶体里每个碳原子都采取每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的杂化，被相邻的4个碳原子包个碳原子包围，以共价键跟围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。围的碳原子处于正四面体的中心。这些正四面体向这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。体。金刚石晶体中所有的金刚石晶体中所有的CC键长相等，键角相等键长相等，键角相等（10928）；）；晶体中最小的碳环由晶体中最小的碳环由6个碳组成，且个碳组成，且不在同一平面内；不在同一平面内；晶体中每个晶体中每个C参与了参与了4条条CC键键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与原子与CC键数之比为：键数之比为：1 ：（4 x ）= 1：218010928Sio共价键共价键思考1：在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少 个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2 晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？思考2：在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧 原子连接有几个共价键？硅原子个数与SiO共价键 个数之比是多少？氧原子个数与SiO共价键个数之 比是多少？思考3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?SiO2的结构特征的结构特征：在：在SiO2晶体中晶体中1个个Si原子和原子和4个个O原子形成原子形成4个共价个共价键，成为正四面体结构，硅原子处于正键，成为正四面体结构，硅原子处于正四面体的中心。四面体的中心。同时，每个同时，每个O O原子跟原子跟2 2个个SiSi原子相结合。原子相结合。正四面体向空间发展，正四面体向空间发展，形成立体网状结构。晶体中形成立体网状结构。晶体中Si原子和原子和O原子的个数比为原子的个数比为1：2最小的环是由最小的环是由6个个Si原子和原子和6个个O原子组成的原子组成的12元环。元环。1mol SiO2中含中含4mol SiO键键结论结论：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长：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？解释解释：从碳到锗，核电荷数增大，电子层数增多，从碳到锗，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径依次增大，原子半径依次增大，C-CC-C键、键、Si-SiSi-Si键、键、Ge-GeGe-Ge键的键键的键长依次增大，键长越长，共价键键能越小，根据键长依次增大，键长越长，共价键键能越小，根据键能：能：C-CC-C键键 Si-SiSi-Si键键 Ge-GeGe-Ge键，而熔化时破坏的是共键，而熔化时破坏的是共价键，所以金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次下降。价键，所以金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次下降。1 1、下列物质属于分子晶体的化合物是（、下列物质属于分子晶体的化合物是（ ）A A、石英、石英 B B、硫磺、硫磺 C C、干冰、干冰 D D、食盐、食盐C练习练习2 2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是A A、分子内共价键、分子内共价键 B B、分子间作用力、分子间作用力C C、分子间距离、分子间距离 D D、分子间的氢键、分子间的氢键BC3 3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（、冰醋酸固体中不存在的作用力是（ ）A A、离子键、离子键 B B、极性键、极性键 C C、非极性键、非极性键 D D、范德华力、范德华力A3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：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，熔点碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态，熔融态不导电；不导电；_B、溴化铝，无色晶体，熔点溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不，熔融态不导电；导电；_C、五氟化钒，无色晶体，熔点五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物质物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电导电_原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体4、水分子间存在着氢键的作用，使、水分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成（水分子彼此结合而成（H2O）n。在。在冰中每个水分子被冰中每个水分子被4个水分子包围形个水分子包围形成变形的正四面体，通过成变形的正四面体，通过“氢键氢键”相相互连接成庞大的分子晶体，其结构如互连接成庞大的分子晶体，其结构如图：试分析：图：试分析：1mol 冰中有冰中有 mol氢键？氢键？H2O的熔沸点比的熔沸点比H2S高还是低？为高还是低？为什么？什么？已知氢键也有方向性，试分析为什已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰？么冬季河水总是从水面上开始结冰？2氢键氢键 由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的顶点的4 4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度比水小，所以结的冰会浮在水面上比水小，所以结的冰会浮在水面上1 1、四氯化硅的结构和四氯化碳类似，对其性质的、四氯化硅的结构和四氯化碳类似，对其性质的推断，正确的是：推断，正确的是：四氯化碳晶体是分子晶体；四氯化碳晶体是分子晶体；通常情况下为液态；通常情况下为液态；熔点高于四氯化碳；熔点高于四氯化碳；属于正四面体的分子构型。属于正四面体的分子构型。2 2、HgClHgCl2 2的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点是是227227，熔融状态的，熔融状态的HgClHgCl2 2不能导电，不能导电，HgClHgCl2 2的稀溶液的稀溶液有弱的导电能力，由下列关于有弱的导电能力，由下列关于HgClHgCl2 2的叙述中正确的的叙述中正确的是是（ ）属于共价化合物；属于共价化合物； 属于离子化合物；属于离子化合物；属于非电解质；属于非电解质； 属于弱电解质。属于弱电解质。A B C DC2022年年8月月1日星期一日星期一知识拓展石墨知识拓展石墨同层内相邻碳同层内相邻碳原子之间以共原子之间以共价键结合，每价键结合，每个碳原子形成个碳原子形成3个个sp2杂化轨杂化轨道以道以键结合键结合3 3个碳原子。个碳原子。剩余的一个未剩余的一个未杂化的杂化的2p2p轨道轨道从侧面重叠形从侧面重叠形成大成大键，这键，这个电子可以在个电子可以在层内自由移动。层内自由移动。所以石墨能导所以石墨能导电。层间碳原电。层间碳原子以范德华力子以范德华力相结合。相结合。例、如右图所示，例、如右图所示，在石墨晶体的层在石墨晶体的层状结构中，每一状结构中，每一个最小的碳环完个最小的碳环完全拥有碳原子数全拥有碳原子数为为_，每个，每个C完全拥有完全拥有CC数为数为_石墨中石墨中CC夹夹角为角为120， CC键长为键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m232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。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。