分子晶体与原子晶体PPT讲稿.ppt

分子晶体与原子晶体第1页，共14页，编辑于2022年，星期五 问题问题:讨论雪花、冰糖、食盐、水晶和电木这些固体是否讨论雪花、冰糖、食盐、水晶和电木这些固体是否属于晶体？若不是，请说明理由。属于晶体？若不是，请说明理由。电木不是晶体，属于高分子化合物，没有固定的熔沸点。电木不是晶体，属于高分子化合物，没有固定的熔沸点。观察两种晶体的分子结构模型找出两种晶体观察两种晶体的分子结构模型找出两种晶体的共同点？的共同点？第2页，共14页，编辑于2022年，星期五干冰的晶体结构图干冰的晶体结构图二氧化碳分子将图中的将图中的CO2分子换成分子换成I2分子分子即为碘晶体的结构图即为碘晶体的结构图第3页，共14页，编辑于2022年，星期五结论：在碘、结论：在碘、CO2晶体中，只含有晶体中，只含有I2分子，分子，CO2分子，像这分子，像这种只含分子的晶体称为分子晶体。种只含分子的晶体称为分子晶体。一、分子晶体一、分子晶体1、定义：分子间以分子间作用力相结合形成的晶体。、定义：分子间以分子间作用力相结合形成的晶体。2、分子晶体中存在的微粒：、分子晶体中存在的微粒：3、粒子间的作用力：、粒子间的作用力：4、哪些晶体属于分子晶体？、哪些晶体属于分子晶体？5、分子晶体的特征：、分子晶体的特征：分子分子分子间作用力分子间作用力教材教材68页页大多数分子晶体具有如下特征：大多数分子晶体具有如下特征：如果分子间作用力只是范德如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分个紧邻的分子（同层子（同层4个，上层个，上层4个，下层个，下层4个）个），这一特征称为分子密，这一特征称为分子密堆积。（如干冰的空间结构）堆积。（如干冰的空间结构）第4页，共14页，编辑于2022年，星期五干冰晶体结构示意图由此可见，每个二氧化碳分子周围有由此可见，每个二氧化碳分子周围有1212个二氧化碳分子。个二氧化碳分子。第5页，共14页，编辑于2022年，星期五6、分子晶体的物理性质：、分子晶体的物理性质：低熔点、低沸点、高挥发性、硬度小、不导电性低熔点、低沸点、高挥发性、硬度小、不导电性问题探究：问题探究：1、怎样判断分子间作用力的大小？分子间作用力对分子的熔、怎样判断分子间作用力的大小？分子间作用力对分子的熔沸点有什么影响？沸点有什么影响？2、水分子的熔点为什么比、水分子的熔点为什么比H2S分子的高？氢键对物质的什分子的高？氢键对物质的什么性质有影响？么性质有影响？3、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？4、怎样判断分子晶体的溶解性？、怎样判断分子晶体的溶解性？第6页，共14页，编辑于2022年，星期五方法指导：方法指导：1、Cn中有五边形和六边形，每个五边形占有的碳原子数中有五边形和六边形，每个五边形占有的碳原子数为为5/3个，而每个六边形占有的碳原子数为个，而每个六边形占有的碳原子数为6/3个（因为每个个（因为每个碳原子与另碳原子与另3个碳原子结合）个碳原子结合）2、由于每个孤立的碳原子周围有、由于每个孤立的碳原子周围有3个键（个键（1个双键，个双键，2个单键）个单键），而每个键又是，而每个键又是2个碳原子所共有，因此棱数个碳原子所共有，因此棱数=3n/23、单、双键数的求法：、单、双键数的求法：单键数单键数+双键数双键数=总棱边数总棱边数单键数单键数=2*双键数双键数4、五边形和六边形数目的求法：、五边形和六边形数目的求法：设五边形为设五边形为 x个，六边形为个，六边形为y个，则个，则有：有：5x/3+2y=n n+(x+y)-3n/2=2(欧拉定理：欧拉定理：顶点数顶点数+面数面数-棱边数棱边数=2）第7页，共14页，编辑于2022年，星期五二、原子晶体二、原子晶体什么叫原子晶体？什么叫原子晶体？原子晶体的特点？原子晶体的特点？哪些物质属于原子晶体？哪些物质属于原子晶体？原子间通过共价键结合成的具有空间网状结构的晶体。原子间通过共价键结合成的具有空间网状结构的晶体。熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂。熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂。某些非金属单质：某些非金属单质：B Si Ge 金刚石金刚石 等等某些非金属化合物：某些非金属化合物：SiC、SiO2、Si3N4、BN、AlN、Al2O3等。等。第8页，共14页，编辑于2022年，星期五典型的原子晶体：典型的原子晶体：1、金刚石（晶体、金刚石（晶体硅硅结构与此类似）结构与此类似）（1）由图中观察可知：每个碳原子被）由图中观察可知：每个碳原子被相邻的相邻的4个碳原子包围，以共价键跟个碳原子包围，以共价键跟4个个碳原子接个，形成四面体。这些四面体碳原子接个，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。每个结的空间网状晶体。每个 C-C键长相等，键长相等，键角均为键角均为109。28。（2）晶体中最小环由）晶体中最小环由_个个C组成且不共面。组成且不共面。6第9页，共14页，编辑于2022年，星期五(3)石墨虽和金刚石都是由碳原子形成的单质石墨虽和金刚石都是由碳原子形成的单质,但石墨是一种混但石墨是一种混合型晶体合型晶体-层内存在共价键层内存在共价键,层间以分子间作用力结合层间以分子间作用力结合,兼具兼具有原子晶体、分子晶体的特征。有原子晶体、分子晶体的特征。层内，每个碳原子与其他层内，每个碳原子与其他3个碳原子形成个碳原子形成C-C键，构成键，构成正六边正六边形形，键角为，键角为120。，形成平面网状结构，形成平面网状结构，因此，石墨的熔点因此，石墨的熔点很高很高；但在层与层之间以分子间作用力结合，容易滑动，；但在层与层之间以分子间作用力结合，容易滑动，因此因此石墨的硬度很小石墨的硬度很小。第10页，共14页，编辑于2022年，星期五例、如右图所示，例、如右图所示，在石墨晶体的层状在石墨晶体的层状结构中，每一个最结构中，每一个最小的碳环完全拥有小的碳环完全拥有碳原子数为碳原子数为_，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夹角夹角为为120，CC键长为键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m23第11页，共14页，编辑于2022年，星期五小结：金刚石、石墨的比较小结：金刚石、石墨的比较项目项目金刚石金刚石石墨石墨晶体形状晶体形状晶体中的键或作用晶体中的键或作用力力由最少碳原子形成由最少碳原子形成环的形状与个数环的形状与个数碳原子成键数碳原子成键数键的平均数键的平均数 原子的平均数原子的平均数每每个个环环中中正四面体空间网状正四面体空间网状六边形平面层状六边形平面层状共价键共价键共价键与范德华力共价键与范德华力个原子不同面个原子不同面个原子同面个原子同面6*1/2=36*1/2=36*1/4=3/26*1/3=2第12页，共14页，编辑于2022年，星期五白球表示 硅原子SiO2平面结构利用金刚石的结构来推断利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构的空间结构SiO2最小的环有几个原子组成？最小的环有几个原子组成？金刚石的结构12个（个（6个硅个硅 6个氧）个氧）第13页，共14页，编辑于2022年，星期五小结：小结：晶体类型晶体类型 原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体概念概念组成微粒组成微粒 作用力作用力熔沸点熔沸点硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构合而形成空间网状结构分子间以分子间作分子间以分子间作用力结合用力结合原子原子分子分子共价键共价键分子间作用力分子间作用力很大很大较小较小很大很大较小较小不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂部分溶于水部分溶于水不导电，个别为半导体不导电，个别为半导体固体和熔化状态都固体和熔化状态都不导电，部分溶于不导电，部分溶于水导电水导电第14页，共14页，编辑于2022年，星期五