《分子晶体与原子晶体》课件.ppt
（一）（一）复习与思考：复习与思考：指出下列物质中的晶体和非晶体指出下列物质中的晶体和非晶体 雪花雪花 钻石钻石 橡胶橡胶 石蜡石蜡食盐食盐 水晶水晶 玻璃玻璃 塑料塑料 雪花、钻石、食盐、水晶雪花、钻石、食盐、水晶橡胶、石蜡、玻璃、塑料橡胶、石蜡、玻璃、塑料晶晶 体：体：非晶体：非晶体：一、分子晶体一、分子晶体1 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。（1 1）分子晶体只含有分子（包括稀有气体）分子晶体只含有分子（包括稀有气体）（2 2）在晶体中，分子内的原子以共价键结合，而）在晶体中，分子内的原子以共价键结合，而 相邻分子间靠分子间作用力相互吸引。相邻分子间靠分子间作用力相互吸引。2 2、分子晶体的物理性质：、分子晶体的物理性质：（1）低熔点（）低熔点（300）（2）可升华）可升华（3）硬度小）硬度小（4）不导电（有些溶于水能导电）不导电（有些溶于水能导电）（5）相似相溶）相似相溶（判断分子晶体的方法之一）（判断分子晶体的方法之一）3、某些分子晶体的熔点、某些分子晶体的熔点分子晶体分子晶体熔点熔点/0C分子晶体分子晶体熔点熔点/0C氧氧-218.3硫化氢硫化氢-85.6氮氮-210.1甲烷甲烷-182.5白磷白磷44.2乙酸乙酸16.7水水0尿素尿素132.74、常见的分子晶体、常见的分子晶体（1）非金属的氢化物，如：水、氨气、氯化氢、甲烷）非金属的氢化物，如：水、氨气、氯化氢、甲烷（2）部分非金属单质，如：氧）部分非金属单质，如：氧(O2)硫硫(S8)氮（氮（N2）白白 磷磷(P4)碳碳(C60)（3）部分非金属氧化物，如：）部分非金属氧化物，如：CO2 P4O10 SO2（4）几乎所有的酸）几乎所有的酸（5）绝大多数有机化合物）绝大多数有机化合物练习：下列物质：练习：下列物质：KNO3晶体晶体 干冰干冰 黄铜黄铜 金刚石金刚石 水晶水晶 庚烷晶体庚烷晶体 三氧化硫晶体三氧化硫晶体 N2晶体晶体 H3PO4晶体晶体 NaOH晶体其中属于晶体其中属于分子晶体的是分子晶体的是 晶体类型晶体类型分子晶体分子晶体晶体质点晶体质点微粒间作用力微粒间作用力熔、沸点（高低）熔、沸点（高低）硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性典型实例典型实例5、分子晶体性质的归纳、分子晶体性质的归纳分子分子分子间作用力分子间作用力很低（低于很低（低于300）一般很软一般很软相似相溶相似相溶晶体不导电，溶于水后能电离的其水溶液可导电；晶体不导电，溶于水后能电离的其水溶液可导电；熔化不导电熔化不导电氧气、冰、干冰、含氧酸等氧气、冰、干冰、含氧酸等5、分子晶体性质的归纳、分子晶体性质的归纳6、分子晶体的结构、分子晶体的结构（2）分子的密堆积）分子的密堆积氧（氧（O2）的晶体结构）的晶体结构碳碳60的晶胞的晶胞分子密堆积分子密堆积分子非密堆积分子非密堆积（1）分子的堆积形式）分子的堆积形式 干冰的晶体结构干冰的晶体结构碘的晶体结构碘的晶体结构（2）冰的结构）冰的结构冰中个水分子周围有冰中个水分子周围有冰中个水分子周围有冰中个水分子周围有个水分子个水分子个水分子个水分子冰是非密堆积冰是非密堆积冰是非密堆积冰是非密堆积冰熔化，分子间的空冰熔化，分子间的空隙减小隙减小（与（与（与（与COCO2 2分子距离最近的分子距离最近的分子距离最近的分子距离最近的COCO2 2分子共有分子共有分子共有分子共有1212个）个）个）个）氢键具有方向性氢键具有方向性（3）笼状化合物）笼状化合物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1、下列均是由分子晶体构成的一组化合物是、下列均是由分子晶体构成的一组化合物是()A、H2、CH4、HCl B、CO2、SO2、HBr C、CaO、CO、NO D、Cl2、SO2、SO3练习练习B2、根据下列物质的物理性质，判断其中属于分子晶根据下列物质的物理性质，判断其中属于分子晶体的是（体的是（）A、碳化铝，黄色晶体，熔点、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态不导电，熔融态不导电 B、溴化铝，无色晶体，熔点、溴化铝，无色晶体，熔点98，熔融态不导电，熔融态不导电C、五氟化钒，无色晶体，熔点、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶于乙醇、氯仿、，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；丙酮中；D、物质、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电B C二、原子晶体二、原子晶体注注：（：（1 1）构成原子晶体的粒子是原子，构成原子晶体的粒子是原子，（2 2）原子间以较强的共价键相结合。）原子间以较强的共价键相结合。（3 3）整块晶体是一个三维的共价键网状）整块晶体是一个三维的共价键网状 结构，是一个结构，是一个“巨分子巨分子”，又称共价晶体。，又称共价晶体。（4 4）原子晶体和分子晶体的区别在于：原子晶体）原子晶体和分子晶体的区别在于：原子晶体中只有共价键，而分子晶体中既有共价键中只有共价键，而分子晶体中既有共价键又有分子间的作用力又有分子间的作用力.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成概念：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思考：思考：只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体晶体质点晶体质点 微粒间作用力微粒间作用力熔、沸点（高低）熔、沸点（高低）硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性典型实例典型实例2、原子晶体的性质、原子晶体的性质 原子原子共价键共价键很高很高很大很大不溶不溶一般不导电（硅是半导体）一般不导电（硅是半导体）金刚石、碳化硅、三氧化二铝金刚石、碳化硅、三氧化二铝某些原子晶体的熔点和硬度某些原子晶体的熔点和硬度原子晶体原子晶体 金刚石金刚石 氮化硼氮化硼碳化硅碳化硅石英石英硅硅锗锗熔点熔点/0C355030002700171014101211硬硬 度度109.59.576.56.03、典型的原子晶体、典型的原子晶体（1）金刚石）金刚石 在金刚石晶体中每个碳原子被周围在金刚石晶体中每个碳原子被周围4 4个碳原子包围个碳原子包围,处于中心的该碳原子以共价键与周围处于中心的该碳原子以共价键与周围4 4个碳原子结合个碳原子结合,成为正成为正四面体型结构四面体型结构,碳以碳以SPSP3 3杂化轨道形成共价键。这些结构向空杂化轨道形成共价键。这些结构向空间发展间发展,构成彼此联结的立体网状结构构成彼此联结的立体网状结构,其中形成的最小环中其中形成的最小环中含含6 6个碳原子。每个碳原子被个碳原子。每个碳原子被1212个碳原子共用。个碳原子共用。1mol1mol金刚石中含有的金刚石中含有的C-CC-C共价键数共价键数 2mol2mol。10928154pm键能：键能：347.7kj/mol熔点：熔点：大于大于35500C硬度：很大硬度：很大（2）二氧化硅二氧化硅 金刚石金刚石二氧化硅二氧化硅4、常见的原子晶体类型、常见的原子晶体类型（1）某些非金属单质：硼（）某些非金属单质：硼（P）硅（）硅（Si）锗）锗（Ge）（2）某些非金属化合物：碳化硅（）某些非金属化合物：碳化硅（SiC）氮化硼（氮化硼（BN）（3）某些氧化物：）某些氧化物：二氧化硅（二氧化硅（SiO）Al2O3晶体晶体 练习：如图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一练习：如图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为个最小的碳环完全拥有碳原子数为 ，每个每个C完全拥有完全拥有CC数为数为 其密度为其密度为 。石墨中石墨中CC夹角为：夹角为：1200，CC键长：键长：1.421010 m层间距：层间距：3.35 103.35 101010 m m5、石墨及其结构、石墨及其结构空间层状结构空间层状结构空间结构俯视图空间结构俯视图6、科学视野、科学视野（1）金刚石）金刚石（2）天然金刚石的形成）天然金刚石的形成高温、高压、长时间在地幔中形成的。高温、高压、长时间在地幔中形成的。（3）金刚石的人工合成）金刚石的人工合成 高压合高压合成成低压合成低压合成小结小结1：金刚石、石墨的比较：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力晶体中的键或作用力由最少碳原子形成环的由最少碳原子形成环的形状与个数形状与个数碳原子成键数碳原子成键数每个环上键的平均数每个环上键的平均数每个环上原子的平均数每个环上原子的平均数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61/2=361/2=361/4=3/261/3=2小结小结2：分子晶体与原子晶体的比较：分子晶体与原子晶体的比较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概 念念组成微粒组成微粒 作用力作用力熔沸点熔沸点硬硬 度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用分子间以分子间作用力结合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高很高较低较低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不导固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电电，部分溶于水导电练习练习1、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相同，晶体的类型也相同的是（同，晶体的类型也相同的是（）A、SO2和SiO2 B、CO2和H2OC、BN和HCl D、CCl4和KClB2、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是（、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是（）CO2 SiO2 晶体晶体Si 白白磷磷 氨基乙酸氨基乙酸 Fe Na2O 固态固态HeA、B、C、D、C3、C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示出其中的一层）仅表示出其中的一层）（1）C60、金刚石和石墨三者互为、金刚石和石墨三者互为 ；（2）固态时，）固态时，C60属于属于 （填（填“离子离子”、“原子原子”或或“分子分子”）；）；A、同分异构体、同分异构体 B、同素异形体、同素异形体 C、同系物、同系物 D、同位素、同位素（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，1mol硅晶体中含有硅硅单硅晶体中含有硅硅单键的数目约是键的数目约是 NA个。硅、氧原子形成的最小环上氧原个。硅、氧原子形成的最小环上氧原子的数目是子的数目是 ；（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有 个碳原子。个碳原子。B分子分子262练习练习1、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相同，晶体的类型也相同的是（同，晶体的类型也相同的是（）A、SO2和SiO2 B、CO2和H2OC、BN和HCl D、CCl4和KClB2、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是（、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是（）CO2 SiO2 晶体晶体Si 白白磷磷 氨基乙酸氨基乙酸 Fe Na2O 固态固态HeA、B、C、D、C3、C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示出其中的一层）仅表示出其中的一层）（1）C60、金刚石和石墨三者互为、金刚石和石墨三者互为 ；（2）固态时，）固态时，C60属于属于 （填（填“离子离子”、“原子原子”或或“分子分子”）；）；A、同分异构体、同分异构体 B、同素异形体、同素异形体 C、同系物、同系物 D、同位素、同位素（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，1mol硅晶体中含有硅硅单硅晶体中含有硅硅单键的数目约是键的数目约是 NA个。硅、氧原子形成的最小环上氧原个。硅、氧原子形成的最小环上氧原子的数目是子的数目是 ；（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有 个碳原子。个碳原子。B分子分子262
