《第三章第二节分子晶体和原子晶体》.ppt

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1、第二节第二节 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体学时1：分子晶体学习目标 1.了解分子晶体的概念。了解分子晶体的概念。 2.了解分子晶体的常见物质类别。了解分子晶体的常见物质类别。 3.掌握分子晶体的物理性质及结构特掌握分子晶体的物理性质及结构特点。点。学法指导 1.阅读策略：认真阅读课本P65-68页内容，根据学习目标寻读重要知识点，疑难处红笔标记。 2.思考策略：用列举法体会分子晶体的特点，小结归纳其基本特征，加深对晶体类型与性质关系的理解。知识链接 判断晶体类型的依据 （1）分子 分子间作用力 原子 共价 （2）原子 分子 （3）自测试题1 1、结构特点结构特点（1 1）概念：只含分子

2、的晶体称为分子晶体。概念：只含分子的晶体称为分子晶体。在分子晶体中，分子内的原子间以共价键结在分子晶体中，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相互吸引合，而相邻分子靠分子间作用力相互吸引。 * *构成分子晶体的粒子是构成分子晶体的粒子是分子分子，粒，粒子间的相互作用是子间的相互作用是分子间作用力分子间作用力（2 2）粒子堆积方式及典型的分子晶）粒子堆积方式及典型的分子晶体体 分子密堆积：晶体内只有范德华力，分子密堆积：晶体内只有范德华力，无分子间氢键（每个分子周围有无分子间氢键（每个分子周围有1212个个紧邻的分子，如：紧邻的分子，如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2

3、、O O2 2）干冰的晶体结构图 有分子间氢键不具有分子密有分子间氢键不具有分子密堆积特征（如堆积特征（如：HF HF 、冰、冰、NHNH3 3 ）氢键具有方向性氢键具有方向性2、性质特点分子晶体的一般物理性质是：分子晶体的一般物理性质是： 较低的熔、沸点，易升华。较低的熔、沸点，易升华。 较小的硬度较小的硬度原因：原因：分子间作用力较弱分子间作用力较弱 学科网3、属于分子晶体的物质类别、属于分子晶体的物质类别（1）所有非金属氢化物，如）所有非金属氢化物，如H2O,NH3,CH4,HX（2）部分非金属单质，如）部分非金属单质，如X2,O2,H2, S8,P4, C60 （3）部分非金属氧化物，

4、如）部分非金属氧化物，如CO2, SO2, NO2, P2O5 （4）几乎所有的酸，如）几乎所有的酸，如H2SO4,HNO3,H3PO4（5）绝大多数有机物晶体，如）绝大多数有机物晶体，如冰醋酸，蔗糖冰醋酸，蔗糖课堂小结课堂小结1 1、分子晶体：由分子构成，相邻分子、分子晶体：由分子构成，相邻分子靠分子间作用力相互吸引。靠分子间作用力相互吸引。2 2、性质特点：熔沸点低、易升华、硬、性质特点：熔沸点低、易升华、硬度小等。度小等。3、常见分子晶体种类：、常见分子晶体种类：(1)所有非金属氢化物所有非金属氢化物 (2)部分非金属单质，部分非金属单质， (3)部分非金属氧化物部分非金属氧化物(4)几

5、乎所有的酸几乎所有的酸(5)绝大多数有机物的晶体。绝大多数有机物的晶体。CO2CO2谢谢参与 下节再见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原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。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。6、常见

6、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、金刚硼、硅、锗、金刚石等石等（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10928 共价键18010928Sio共价键共价键1 1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、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硅和锗的熔点和硬度依次下降? ? 2 2“具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗。这种说法对吗? ?为什么为什么? ?探究思考探究思考 莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，莫氏硬度是表示矿物硬度

7、的一种标准，18241824年由德国矿物学家莫斯（年由德国矿物学家莫斯（Frederich MohsFrederich Mohs）首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金首先提出。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。得的划痕的深度来表示硬度。资料资料 莫氏硬度莫氏硬度 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，

8、成叶片状、鳞片状和致密块状。密度鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm32.25g/cm3，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，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。并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展石墨知识拓展石墨石石墨墨晶晶体体结结构构知识拓展石墨知识拓展石墨石墨 1 1、石墨为什么很软？、石墨为什么很软？ 2 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3 3、石墨属于哪类晶体？为什么？、石墨属于哪类晶体？为

9、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。石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间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（大存在很强的共价键（大键）键），故熔沸点，故熔沸点很高。很高。石石墨为混合键型晶体墨为混合键型晶体。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）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个碳原子接个，形成四面体。这些四个碳原子接个，形成四面体。这些四面体向空间发展

10、，构成一个坚实的、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。每个彼此联结的空间网状晶体。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：*/：*/：例、如右图所示，例、如右图所示，在石墨晶体的层在石墨晶体的层状结构中，每一状结构中，每一个最小的碳环完个最小的碳环完全拥有碳原子数全拥有碳原子数为为_，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夹夹角为角为120， CC键长为键长为 1.421010 m层间距 3

11、.35 1010 m23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晶体中的键或作用力用力由最少碳原子形由最少碳原子形成环的形状与个成环的形状与个数数碳原子成键数碳原子成键数键的平均键的平均数数 原子的平均原子的平均数数每个环中每个环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*1/6=16*1/2=36*1/12=1/26*1/3=2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

12、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？金刚石的结构金刚石的结构12个（个（6个硅个硅 6个氧）个氧）题目：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的题目：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，如右图所示。顶角和面心的原子是钛气态团簇分子，如右图所示。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，则它的分子原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是式是 ( ) ATiC BTi4C4， CTi14C13 DTi13C14防止类推中的失误防止类推中的失误C3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型

13、：A、碳化铝，黄色晶体，熔点、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态，熔融态不导电；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，熔融态不导电；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，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物质、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电导电_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相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结结合而形成空间网状结构构分子间以分子间分子间以分子间作用力结合作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固体和熔化状态都不导电，部分都不导电，部分溶于水导电溶于水导电