第三章第二节分子晶体与原子晶体.ppt

第第 三三章章 第第二二节节课前预习课前预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通 创新演练创新演练大冲关大冲关设计设计1设计设计2设计设计3课课堂堂10分分钟练习钟练习课课堂堂5分分钟归纳钟归纳课课下下30分分钟钟演演练练考点一考点一考点二考点二返回返回返回返回返回返回返回返回 1共价共价键键：原子：原子间间通通过过 形成的化学形成的化学键键。共价共价键键的的强强度比分子度比分子间间作用力作用力 。2分子分子间间作用力：作用力：之之间间的作用力，分子的作用力，分子间间作用作用力一般力一般较较 ，相，相对对分子分子质质量越大，分子量越大，分子间间作用力越作用力越 ，物物质质的熔、沸点越的熔、沸点越 。共用共用电电子子对对大大分子分子弱弱大大高高返回返回分子分子分子分子间间作用力作用力共价共价键键返回返回 (2)微粒堆微粒堆积积方式：方式：若分子若分子间间作用力只是作用力只是 ，则则分子晶体有分子晶体有 特征，即每个分子周特征，即每个分子周围围有有 个个紧邻紧邻的分子。的分子。分子分子间间含有其他作用力，如含有其他作用力，如氢键氢键，由于，由于氢键氢键具有具有 ，使分子不能采取密堆，使分子不能采取密堆积积的方式，的方式，则则每个分子周每个分子周围围紧邻紧邻的分子要少于的分子要少于12个。如冰中每个水分子周个。如冰中每个水分子周围围只有只有 个个紧紧邻邻的水分子。的水分子。范德范德华华力力分子密堆分子密堆积积12方向性方向性4返回返回 2常常见见分子晶体分子晶体 (1)所有所有 ，如，如H2O、NH3、CH4等。等。(2)部分部分 ，如，如卤卤素素(X2)、O2、N2、白磷、白磷(P4)、硫硫(S8)等。等。(3)部分部分 ，如，如CO2、P4O10、SO2、SO3等。等。(4)几乎所有的几乎所有的 ，如，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。等。(5)绝绝大多数大多数 ，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯酯等。等。非金属非金属氢氢化物化物非金属非金属单质单质非金属氧化物非金属氧化物酸酸有机物的晶体有机物的晶体返回返回3典型的分子晶体典型的分子晶体(如如图图)返回返回 (1)干冰：干冰：每个晶胞中有每个晶胞中有 个个CO2分子，分子，个原子。个原子。每个每个CO2分子周分子周围围等距离等距离紧邻紧邻的的CO2分子有分子有 个。个。(2)冰：冰：水分子之水分子之间间的作用力有范德的作用力有范德华华力，但主要作用力是力，但主要作用力是 。由于由于 的存在迫使在四面体中心的每个水分子的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体与四面体顶顶点的点的4个相个相邻邻的水分子相互吸引。的水分子相互吸引。41212氢键氢键氢键氢键返回返回原子原子共价共价键键BSiGeSiCBNSiO2高高大大返回返回4典型的原子晶体典型的原子晶体金金刚刚石石 (1)在晶体中每个碳原子以在晶体中每个碳原子以 与与 个碳原个碳原子相子相结结合，成合，成为为正四面体。正四面体。(2)晶体中晶体中CC键夹键夹角角为为 ，碳原子采取了，碳原子采取了 杂杂化。化。4个共价个共价键键相相邻邻的的410928sp3返回返回1下列有关分子晶体的下列有关分子晶体的说说法中正确的是法中正确的是 ()A分子内均存在共价分子内均存在共价键键B分子分子间间一定存在范德一定存在范德华华力力C分子分子间间一定存在一定存在氢键氢键D其其结结构一定构一定为为密堆密堆积积返回返回解析：解析：稀有气体元素稀有气体元素组组成的晶体中，不存在由多个原子构成的晶体中，不存在由多个原子构成的分子，而是原子成的分子，而是原子间间通通过过范德范德华华力力结结合成晶体，所以不合成晶体，所以不存在任何化学存在任何化学键键，故，故A项错误项错误。分子。分子间间作用力包括范德作用力包括范德华华力力和和氢键氢键，范德，范德华华力存在于所有的分子晶体中，而力存在于所有的分子晶体中，而氢键氢键只存只存在于含有与在于含有与电负电负性性较较强强的的N、O、F原子原子结结合的合的氢氢原子的分原子的分子子间间或者分子内，所以或者分子内，所以B项项正确，正确，C项错误项错误。只存在范德。只存在范德华华力的分子晶体才采取分子密堆力的分子晶体才采取分子密堆积积的方式，所以的方式，所以D选项错误选项错误。答案：答案：B返回返回2金金刚刚石是典型的原子晶体，下列关于金石是典型的原子晶体，下列关于金刚刚石的石的说说法中法中错错误误的是的是 ()A晶体中不存在独立的晶体中不存在独立的“分子分子”B碳原子碳原子间间以共价以共价键键相相结结合合C是硬度最大的物是硬度最大的物质质之一之一D化学性化学性质稳质稳定，即使在高温下也不会与氧气定，即使在高温下也不会与氧气发发生反生反 应应返回返回解析：解析：在金在金刚刚石中，碳原子以共价石中，碳原子以共价键结键结合成空合成空间间网状网状结结构，不存在有限固定构，不存在有限固定组组成的分子。由于碳的原子半径比成的分子。由于碳的原子半径比较较小，碳与碳之小，碳与碳之间间的共价的共价键键键键能高，所以金能高，所以金刚刚石的硬度石的硬度很高。因此很高。因此A、B、C选项选项是正确的。金是正确的。金刚刚石是碳的石是碳的单质单质，可以在空气或氧气中燃可以在空气或氧气中燃烧烧生成生成CO2分子，故分子，故D选项选项的的说说法法错误错误。答案：答案：D返回返回3下列关于原子晶体和分子晶体下列关于原子晶体和分子晶体说说法不正确的是法不正确的是 ()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原子晶体的熔、沸点原子晶体的熔、沸点较较高高C有些分子晶体的水溶液能有些分子晶体的水溶液能导电导电D金金刚刚石、水晶和干冰属于原子晶体石、水晶和干冰属于原子晶体解析：解析：原子晶体中原子原子晶体中原子间间通通过过共价共价键结键结合成立体网状空合成立体网状空间结间结构，因此硬度大，熔沸点构，因此硬度大，熔沸点较较高。分子晶体在固高。分子晶体在固态态或或熔融熔融时时不不导电导电，但有的溶于水，但有的溶于水时时能能导电导电，如，如H2SO4等。等。干冰是二氧化碳晶体，属于分子晶体。干冰是二氧化碳晶体，属于分子晶体。答案：答案：D返回返回4有下列几种晶体：有下列几种晶体：A.水晶，水晶，B.冰醋酸，冰醋酸，C.白磷，白磷，D.金金刚刚石，石，E.晶体晶体氩氩，F.干冰。干冰。(1)属于分子晶体的是属于分子晶体的是_，直接由原子构成的分子，直接由原子构成的分子晶体是晶体是_。(2)属于原子晶体的化合物是属于原子晶体的化合物是_。(3)直接由原子构成的晶体是直接由原子构成的晶体是_。(4)受受热热熔化熔化时时，化学，化学键键不不发发生生变变化的是化的是_，需克，需克服共价服共价键键的是的是_。返回返回解析：解析：根据构成晶体的微粒不同，分子晶体根据构成晶体的微粒不同，分子晶体仅仅由分子构成；由分子构成；原子晶体中无分子。分子晶体由分子构成，有原子晶体中无分子。分子晶体由分子构成，有B、C、E、F，注意晶体，注意晶体氩氩是是单单原子分子；原子晶体和原子分子；原子晶体和单单原子分子晶体原子分子晶体都由原子直接构成，原子晶体有都由原子直接构成，原子晶体有A、D，但化合物只有，但化合物只有A；分子晶体熔化分子晶体熔化时时，一般不破坏化学，一般不破坏化学键键，晶体，晶体氩氩中不存在化中不存在化学学键键；原子晶体熔化；原子晶体熔化时时，破坏化学，破坏化学键键。答案：答案：(1)B、C、E、FE(2)A(3)A、D、E(4)B、C、FA、D返回返回返回返回晶体晶体类类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体定定义义分子分子间间通通过过分子分子间间作作用力用力结结合形成的晶体合形成的晶体相相邻邻原子原子间间以共价以共价键结键结合而形成的具有空合而形成的具有空间间立立体网状体网状结结构的晶体构的晶体组组成微粒成微粒分子分子原子原子物物质类别质类别多数的非金属多数的非金属单质单质和和共价化合物共价化合物金金刚刚石、晶体硅、碳化石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等少数非硅、二氧化硅等少数非金属金属单质单质及共价化合物及共价化合物返回返回晶体晶体类类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体微粒微粒间间的作的作用力用力分子分子间间作用力作用力(氢键氢键、范、范德德华华力力)共价共价键键(极性极性键键、非极、非极性性键键)熔化熔化时时需克需克服的作用力服的作用力较较弱的分子弱的分子间间作用力作用力很很强强的共价的共价键键物物理理性性质质熔、沸点熔、沸点较较低低很高很高硬度硬度较较小小很大很大导电导电性性固固态态和熔化和熔化时时都不都不导电导电，但某些分子晶体溶于水能但某些分子晶体溶于水能导电导电，如，如HCl固固态态和熔化和熔化时时都不都不导导电电溶解性溶解性相似相溶相似相溶难难溶于一般溶溶于一般溶剂剂返回返回 例例1下表列下表列举举了几种物了几种物质质的性的性质质，据此判断属于分，据此判断属于分子晶体的是子晶体的是_。物物质质性性质质X熔点熔点为为，液，液态态不不导电导电，水溶液，水溶液导电导电Y易溶于易溶于CCl4，熔点，熔点为为，沸点，沸点为为Z常温下常温下为为气气态态，极易溶于水，溶液，极易溶于水，溶液pH7W常温下常温下为为固体，加固体，加热变为热变为紫紫红红色蒸气，遇冷色蒸气，遇冷变为变为紫黑紫黑色固体色固体M熔点熔点为为1，易溶于水，水溶液，易溶于水，水溶液导电导电N熔点熔点为为，质软质软、导电导电，密度，密度为为cm3返回返回 解析解析分子晶体熔、沸点一般比分子晶体熔、沸点一般比较较低，硬度低，硬度较较小，小，固体不固体不导电导电。M的熔点高，肯定不是分子晶体；的熔点高，肯定不是分子晶体；N是金属是金属钠钠的性的性质质；其余；其余X、Y、Z、W均均为为分子晶体。分子晶体。答案答案X、Y、Z、W 返回返回 (1)依据依据组组成晶体的微粒和微粒成晶体的微粒和微粒间间的作用力判断：的作用力判断：组组成分成分子晶体的微粒是分子，微粒子晶体的微粒是分子，微粒间间的作用力是分子的作用力是分子间间作用力。作用力。(2)依据物依据物质质的分的分类类判断：大多数非金属判断：大多数非金属单质单质、气、气态氢态氢化化物、非金属氧化物、酸、物、非金属氧化物、酸、绝绝大多数有机化合物形成的晶体是大多数有机化合物形成的晶体是分子晶体。分子晶体。(3)依据晶体的熔、沸点判断：分子晶体的熔、沸点依据晶体的熔、沸点判断：分子晶体的熔、沸点较较低。低。(4)依据熔融状依据熔融状态态是否是否导电导电判断：分子晶体在熔融状判断：分子晶体在熔融状态态下下不不导电导电。返回返回 1不同不同类类型的晶体型的晶体 原子晶体分子晶体。原子晶体分子晶体。2同一同一类类型的晶体型的晶体 (1)分子晶体：分子晶体：分子分子间间作用力越大，物作用力越大，物质质的熔沸点越高；具有的熔沸点越高；具有氢键氢键的的分子晶体，熔沸点反常的高。如分子晶体，熔沸点反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。组组成和成和结结构相似的分子晶体，相构相似的分子晶体，相对对分子分子质质量越大，熔量越大，熔沸点越高。如沸点越高。如SnH4GeH4SiH4CH4。返回返回 组组成和成和结结构不相似的物构不相似的物质质(相相对对分子分子质质量接近量接近)，分，分子的极性越大，其熔沸点越高。如子的极性越大，其熔沸点越高。如CON2，CH3OHCH3CH3。同分异构体，支同分异构体，支链链越多，熔沸点越低。越多，熔沸点越低。如如CH3CH2CH2CH2CH3 。返回返回 (2)原子晶体：原子晶体：晶体的熔沸点高低取决于共价晶体的熔沸点高低取决于共价键键的的键长键长和和键键能。能。键长键长越短，越短，键键能越大，共价能越大，共价键键越越稳稳定，物定，物质质的熔沸点越高。如的熔沸点越高。如熔点：金熔点：金刚刚石碳化硅晶体硅。石碳化硅晶体硅。返回返回例例2双双选题选题下列晶体性下列晶体性质质的比的比较较中正确的是中正确的是 ()A熔点：金熔点：金刚刚石晶体硅晶体石晶体硅晶体锗锗B沸点：沸点：HFH2ONH3C硬度：白磷冰二氧化硅硬度：白磷冰二氧化硅D熔点：熔点：SiI4SiBr4SiCl4返回返回 解析解析A项项中三种物中三种物质质都是原子晶体，因原子半径都是原子晶体，因原子半径r(C)r(Si)Ge，所以，所以键长键长：CCSiSiGeGe，故，故键键能：能：CCSiSiGeGe，键键能越大，原子晶体的熔点越高，能越大，原子晶体的熔点越高，A项项正确；氟化正确；氟化氢氢、水、氨都是分子晶体，其沸点高低与分子、水、氨都是分子晶体，其沸点高低与分子间间作用力大小有关，因作用力大小有关，因为这为这三种物三种物质质分子之分子之间间都存在都存在氢键氢键，且且H2O分子之分子之间氢键间氢键最最强强，NH3分子之分子之间氢键间氢键最弱，故水的沸最弱，故水的沸点最高，氨的最低，点最高，氨的最低，B项错误项错误；二氧化硅是原子晶体，硬度大，；二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度白磷和冰都是分子晶体，硬度较较小，小，C项错误项错误；卤卤化硅化硅为为分子分子晶体，它晶体，它们们的的组组成和成和结结构相似，分子构相似，分子间间不存在不存在氢键氢键，故相，故相对对分子分子质质量越大，熔点越高，量越大，熔点越高，D项项正确。正确。答案答案AD返回返回 (1)比比较较晶体的熔、沸点晶体的熔、沸点时时首先判断晶体的首先判断晶体的类类型，如原型，如原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。(2)分子晶体的熔、沸点主要通分子晶体的熔、沸点主要通过过比比较较是否有是否有氢键氢键和相和相对对分子分子质质量的大小来判断。量的大小来判断。(3)原子晶体的熔、沸点主要通原子晶体的熔、沸点主要通过过比比较较共价共价键键的的键键能大能大小来判断。小来判断。返回返回返回返回点点击击下下图进图进入入课课堂堂10分分钟练习钟练习返回返回 (1)在分子晶体中，分子内的原子在分子晶体中，分子内的原子间间以共价以共价键键相相结结合，合，分子分子间间以分子以分子间间作用力相吸引，因此分子晶体熔点作用力相吸引，因此分子晶体熔点较较低。低。(2)在原子晶体里，所有原子都以共价在原子晶体里，所有原子都以共价键键相相结结合，形成合，形成三三维维的网状的网状结结构，因此原子晶体熔点高，硬度大。构，因此原子晶体熔点高，硬度大。(3)影响分子晶体熔、沸点高低的因素有：影响分子晶体熔、沸点高低的因素有：氢键氢键、相、相对对分子分子质质量、分子的极性，影响原子晶体熔、沸点高低的因量、分子的极性，影响原子晶体熔、沸点高低的因素是共价素是共价键键键键能大小。能大小。返回返回点点击击下下图进图进入入课课下下30分分钟钟演演练练