分子晶体和原子晶体.ppt

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1、河南省太康县第一高级中学-乔纯杰,第三章 晶体结构与性质第二节 分子晶体与原子晶体,【知识与技能】1、了解分子晶体和原子晶体的概念;2、了解常见分子晶体和原子晶体的结构及分子晶体中分子间作用力类型;3、掌握分子晶体和原子晶体的熔、沸点等方面的物理性质。【过程与方法】联系旧知识，学习新知识，通过列举各种晶体及其特征，达到逐个掌握的目的。【情感、态度与价值观】通过对水结冰密度减小这一已知事实的讲解，激发学生探究物 质内部结构奥秘的兴趣。【教学重点】分子晶体和原子晶体的概念、结构特点。【教学难点】氢键对冰的晶体结构和性质的影响。,【观察】 请判断下列物质是晶体还是非晶体。,干冰(CO2),水晶(Si

2、O2),食盐(NaCl),1.为什么冰容易融化、干冰容易汽化、碘易升华？2.它们的结构是怎样的？3.为什么冰浮在水面上，而干冰却沉入水底？,【思考】,一、分子晶体,1、 只含分子的晶体称为分子晶体。如碘晶体只含I2分子，属于分子晶体。在分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，而相邻分子靠分子间作用力或氢键相互吸引。,比较H2O，H2S，H2Se，H2Te熔沸点的高低,沸点H2O ：100CH2S ：61CH2Se：41CH2Te：2C,氢键,【氢键对物质沸点的影响】,2、分子晶体的性质 较低的熔沸点 较小的硬度 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 分子的极性相关 相似相溶

3、,构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力或氢键.,3、属于分子晶体的化合物（1）、所有非金属氢化物 H2O,H2S,HX（2）、部分非金属单质 X2,O2,H2, S8,P4（3）、部分非金属氧化物 SO2, NO2, P4O10（4）、几乎所有的酸 H2SO4,HNO3,H3PO4（5）、绝大多数有机物晶体 乙醇，醋酸，蔗糖,4.分子晶体结构特征（）只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2）（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（如：HF 、冰、NH3 ）,【分子的密堆积】,（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12

4、个 ）,干冰的晶体结构图,由此可见，每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。,冰中个水分子周围有个水分子,氢键具有方向性,【水分子的非密堆积】,气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl28H20的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”。,【天然气水合物】,【小结】,1.分子晶体概念：2.分子晶体特点：熔点低、硬度小等3.分子晶体分类：(1)非金属氢化物 (2)部分非金属单质

5、 (3)部分非金属氧化物 (4)几乎所有的酸 (5)大多数有机物的晶体4.分子晶体构特征：（）无分子间氢键分子密堆积（每个分子周围有12 个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征 （如：HF 、冰、NH3 ）,【思 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。,二、原子晶体 1、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。 2、构成微粒：原子 3、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 5、一般宏观性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。,6、常见原子晶体例举：（1）

6、某些非金属单质 硼、硅、锗、金刚石等（2）某些非金属化合物 SiC、BN等（3）某些氧化物 SiO2、Al2O3等,10928,【金刚石的晶体结构示意图】,共价键,【金刚石的晶胞】,金刚石的一个晶胞中的碳原子数为：8（1/8）+6 （1/2）+4=8,【金刚石结构分析】,（1）由图可知：每个碳原子被相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子接个，形成四面体。这些四面体向空间发展，构成一个坚实的、彼此联结的空间网状晶体。每个 C-C键长相等，键角均为109。28。,（2）晶体中最小环由6个C组成且不共面。,（3）晶体中C原子数与C-C 键数之比为：/： /：,180,10928,Si,o,【二氧

7、化硅的晶体结构示意图】,共价键,1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降?2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗?为什么?,【探究思考】,【二氧化硅的晶胞】,【莫氏硬度】: 是表示矿物硬度的一种标准，1824年由德国矿物学家莫斯（Frederich Mohs）首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。,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2.25g/cm3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气

8、或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。,【知识拓展石墨】,石墨晶体结构,【石墨】,1、石墨为什么很软？2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？,3、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，容易滑动，所以石墨很软。,石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大键），故熔沸点很高。,石墨为混合键型晶体。,每一个最小的碳环拥有碳原子数为6/3=2，每个C拥有CC键数为3/2=1.5.,石墨中CC夹角为120， CC键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m,【金刚石、石墨晶体的比较】,每个环中,正

9、四面体空间网状,六边形平面层状,共价键,共价键与范德华力,个原子不同面,个原子同面,6*1/6=1,6*1/2=3,6*1/12=1/2,6*1/3=2,【利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构】,【观察与思考】SiO2最小的环有几个原子组成？,金刚石,【答案】12个（6个硅 6个氧）,二氧化硅,1、最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是 ( ) ATiC BTi4C4 CTi14C13 DTi13C14,【课堂练习】,C,2、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2200，熔融态不导电；B、溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不导电；C、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；D、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电,原子晶体,离子晶体,分子晶体,分子晶体,【小结】,相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构,分子间以分子间作用力结合,原子,分子,共价键,分子间作用力,很大,较小,很大,较小,不溶于任何溶剂,部分溶于水,不导电，个别为半导体,固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电,祝同学们学习进步，天天有个好心情。,