第二节 分子晶体与原子晶体优秀PPT.ppt

第二节分子晶体与原子晶体第一页，本课件共有25页观察下列观察下列晶体结构示意图晶体结构示意图，思考它们的结成微，思考它们的结成微粒是什么？微粒间存在何种作用力？粒是什么？微粒间存在何种作用力？干冰晶胞干冰晶胞金刚石结构示意金刚石结构示意NaCl晶胞晶胞组成微粒：分子组成微粒：分子 原子原子 离子离子微粒间作用：微粒间作用：分子间作用力分子间作用力 共价键共价键 离子键离子键第二页，本课件共有25页常见的晶体类型1.分子晶体分子晶体 分子间通过分子间作用力所形成的晶体分子间通过分子间作用力所形成的晶体2.原子晶体原子晶体 原子间通过共价键所形成的空间网状结构的晶体原子间通过共价键所形成的空间网状结构的晶体3.离子晶体离子晶体 离子间通过离子键所形成的晶体（离子化合物）离子间通过离子键所形成的晶体（离子化合物）4.金属晶体金属晶体第三页，本课件共有25页一、分子晶体一、分子晶体 1、只只含含分分子子的的晶晶体体称称为为分分子子晶晶体体。如如碘碘晶晶体体只只含含I2分分子子，属属于于分分子子晶晶体体。在在分分子子晶晶体体中中，分分子子内内的的原原子子间间以以共共价价键键结结合合，而而相相邻邻分分子子靠靠分分子子间间作作用用力力或或氢氢键键相相互互吸吸引引。注注意意：稀稀有有气气体体是是单单原原子子分分子子，只存在分子间作用力。只存在分子间作用力。碘碘晶晶体体结结构构*构成分子晶体的构成分子晶体的粒子是粒子是分子分子，粒子间，粒子间的相互作用是的相互作用是分子分子间作用力间作用力或氢键或氢键第四页，本课件共有25页2 2、分子晶体的一般物理性质、分子晶体的一般物理性质 较低的熔沸点较低的熔沸点 较小的硬度较小的硬度 固态或熔融状态下都不导电固态或熔融状态下都不导电 分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的 分子的极性相关分子的极性相关 相似相溶相似相溶注意注意：分子晶体融化时只破坏分子间作用：分子晶体融化时只破坏分子间作用力或氢键。力或氢键。第五页，本课件共有25页3、属于分子晶体的化合物类别举例、属于分子晶体的化合物类别举例（1）、所有非金属氢化物）、所有非金属氢化物 H2O,H2S,NH3,CH4,HX（2）、部分非金属单质）、部分非金属单质 稀有气体稀有气体 X2,O2,H2,S8,P4,C60（3）、部分非金属氧化物）、部分非金属氧化物 CO2,SO2,NO2,P4O6,P4O10 P 2O 5（4）、几乎所有的酸）、几乎所有的酸 H2SO4,HNO3,H3PO4（5）、绝大多数有机物晶体）、绝大多数有机物晶体 乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖第六页，本课件共有25页4.分子晶体结构特征分子晶体结构特征（）只有范德华力，无分子间氢键（）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12个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C60、干冰、干冰、I2、O2）（）有分子间氢键（）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、冰、冰、NH3）第七页，本课件共有25页由此可见，每个碘分子周围有由此可见，每个碘分子周围有 个碘分子；每个二个碘分子；每个二氧化碳氧化碳周围有周围有 个二氧化碳分子个二氧化碳分子个二氧化碳分子个二氧化碳分子1212 第八页，本课件共有25页分子的密堆积分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子分子共有（与每个分子距离最近的相同分子分子共有1212个个 ）第九页，本课件共有25页小节小节:1 1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。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、常常见见分分子子晶晶体体分分类类：(1)(1)所所有有非非金金属属氢氢化化物物 (2)(2)部部分分非非金金属属单单质质 (3)(3)部部分分非非金金属属氧氧化化物物 (4)(4)几几乎乎所所有有的的酸酸(而而碱碱和和盐盐则是离子晶体则是离子晶体(5)(5)绝大多数有机物的晶体。绝大多数有机物的晶体。晶体分子结构特征晶体分子结构特征晶体分子结构特征晶体分子结构特征（）只有范德华力，无分子间氢键（）只有范德华力，无分子间氢键（）只有范德华力，无分子间氢键（）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积（每个分分子密堆积（每个分子周围有子周围有1212个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C C60606060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2 2 2）（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征 （如（如（如（如：HF HF HF HF、冰、冰、NHNH3 3 3 3 ）第十页，本课件共有25页思思 考与交流考与交流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。第十一页，本课件共有25页二、原子晶体二、原子晶体 1、定义：、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。原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。2、构成微粒：原子、构成微粒：原子 3、微粒之间的作用：共价键、微粒之间的作用：共价键 4、气化或熔化时破坏的作用：共价键、气化或熔化时破坏的作用：共价键 5、一般宏观性质：、一般宏观性质：熔沸点高熔沸点高，硬度大硬度大，难溶于一般溶剂。，难溶于一般溶剂。第十二页，本课件共有25页6、常见原子晶体例举：、常见原子晶体例举：（1）某些非金属单质）某些非金属单质 硼、硅、锗、金刚石等硼、硅、锗、金刚石等（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等等注意：常考的原子晶体注意：常考的原子晶体硅、金刚石硅、金刚石 SiC SiO2第十三页，本课件共有25页10928共价键第十四页，本课件共有25页18010928Sio共价键第十五页，本课件共有25页 资料卡片资料卡片 某些原子的熔点和硬度某些原子的熔点和硬度“硬硬度度是是衡衡量量固固体体软软硬硬程程度度的的指指标标。硬硬度度有有不不同同的的标标度度，最最普普通通的的硬硬度度标标度度是是划划痕痕硬硬度度，即即摩摩氏氏硬硬度度，以以固固体体互互相相刻刻划划时时出出现现刻刻痕痕的的固固体体的的硬硬度度较较低低。金金刚刚石石不不能能被被任任何何天天然然矿矿物物刻刻划划出出封封痕痕，因因而而是是最最硬硬的的。以以金金刚刚石石的的硬硬度度为为1010，以以另另9 9种种天天然然矿矿物物为为代代表表，可可将将摩摩氏氏硬硬度度分分为为十度，十度，原子晶原子晶体体金刚石金刚石氮化硼氮化硼 碳化硅碳化硅氧化铝氧化铝 石英石英 硅硅 锗锗 熔点熔点 3900 3900 3000 3000 2 700 2 700 2030 2030 1710 1710 14101410 12111211 硬度硬度 10 10 9 95 5 9 95 5 9 9 7 7 6 65 5 6 60 0第十六页，本课件共有25页石石墨墨晶晶体体结结构构知识拓展石墨知识拓展石墨第十七页，本课件共有25页 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2.25 g/cm2.25 g/cm3 3，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可以不活泼。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，并用于制燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。造坩锅、电极、铅笔芯等。知识拓展石墨知识拓展石墨第十八页，本课件共有25页石墨1 1、石墨为什么很软？、石墨为什么很软？2 2、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。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。层内碳碳之间形成共价键，各层之间是范德华力结合。各层之间是范德华力结合。第十九页，本课件共有25页练习练习1、金刚石（晶体硅结构与此类似）、金刚石（晶体硅结构与此类似）（1）由图中观察可知：每个碳原子被相邻）由图中观察可知：每个碳原子被相邻的的4个碳原子包围，以共价键跟个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子个碳原子接个，形成四面体。这些四面体向空间发接个，形成四面体。这些四面体向空间发展，构成一个坚实的、彼此联结的空间网展，构成一个坚实的、彼此联结的空间网状晶体。每个状晶体。每个 C-C键长相等，键角均为键长相等，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（3）晶体中）晶体中C原子数与原子数与C-C 键数之比为：键数之比为：第二十页，本课件共有25页2、如右、如右图所示，所示，在石墨晶体的在石墨晶体的层状状结构中，每一构中，每一个最小的碳个最小的碳环完完全全拥有碳原子数有碳原子数为_，每个，每个环完完全全拥有有 CC数数为_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 m23第二十一页，本课件共有25页小结：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61/2=361/2=361/4=3/261/3=2第二十二页，本课件共有25页白球表示 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）第二十三页，本课件共有25页3、分析下列物分析下列物质的物理性的物理性质，判断其晶体，判断其晶体类型：型：A、碳化、碳化铝，黄色晶体，熔点，黄色晶体，熔点2200，熔融，熔融态不不导电；B、溴化、溴化铝，无色晶体，熔点，无色晶体，熔点98，熔融，熔融态不导电；不导电；C、五氟化、五氟化钒，无色晶体，熔点，无色晶体，熔点19.5，易溶于乙，易溶于乙醇、醇、氯仿、丙仿、丙酮中；中；熔融态不导电熔融态不导电；D、物、物质A，无色晶体，熔融，无色晶体，熔融时或溶于水中都能或溶于水中都能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第二十四页，本课件共有25页小结：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二十五页，本课件共有25页