离子晶体与原子晶体精.ppt

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1、离子晶体与原子晶体第1页，本讲稿共24页交流讨论雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体是否属于晶体？若醛树脂）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由。不是晶体，请说明理由。为什么不同的晶体，它们的物理性质为什么不同的晶体，它们的物理性质各不相同？各不相同？第2页，本讲稿共24页观察与思考：下列两种晶体有什么共同点？碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构第3页，本讲稿共24页一、分子晶体一、分子晶体概念概念分子间以分子间作用力（范德华力，分子间以分子间作用力（范德华力，氢键）相结合的晶体叫分子晶体。氢键）相结合的晶体叫分子晶体。构成分子晶体的

2、粒子是分子，粒子间的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。相互作用是分子间作用力。第4页，本讲稿共24页分子晶体有哪些物理特性，为什么？分子晶体有哪些物理特性，为什么？第5页，本讲稿共24页一、分子晶体一、分子晶体u分子晶体的物理特性：分子晶体的物理特性：较低的熔点和沸点较低的熔点和沸点较小的硬度较小的硬度一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。原因：分子间作用力很弱原因：分子间作用力很弱第6页，本讲稿共24页一、分子晶体一、分子晶体典型的分子晶体：典型的分子晶体：非金属氢化物：非金属氢化物：H H2 2O O，H H2 2S S，NHNH3 3

3、，CHCH4 4，HXHX酸：酸：H H2 2SOSO4 4，HNOHNO3 3，H H3 3POPO4 4部分非金属单质部分非金属单质:X X2 2，O O2 2，H H2 2，S S8 8，P P4 4，C C6060 部分非金属氧化物部分非金属氧化物:COCO2 2，SOSO2 2，NONO2 2，P P4 4O O6 6，P P4 4O O1010大多数有机物：大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖第7页，本讲稿共24页一、分子晶体一、分子晶体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密堆积每个分子周围有每个分子周围有

4、1212个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2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征如如：HF HF、冰、冰、NHNH3 3 第8页，本讲稿共24页笼装化合物笼装化合物第9页，本讲稿共24页思考与交流思考与交流CO2和和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断判断SiO2晶体是否属于分子晶体。晶体是否属于分子晶体。碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸

5、点很晶体的熔沸点很高？高？第10页，本讲稿共24页18010928SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图第11页，本讲稿共24页10928共价键金刚石的晶体结构示意图第12页，本讲稿共24页二原子晶体（共价晶体）二原子晶体（共价晶体）概念：概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空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。间立体网状结构的晶体。构成原子晶体的粒子是原子，原子间构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强的共价键相结合。以较强的共价键相结合。金金刚刚石石第13页，本讲稿共24页观察观察思考思考对比分子晶体和原子晶体的数据，原子对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？晶体

6、有何物理特性？第14页，本讲稿共24页原子晶体的物理特性原子晶体的物理特性在原子晶体中，由于原子间在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的所以原子晶体的熔点和沸点高熔点和沸点高硬度大硬度大一般不导电一般不导电且难溶于一些常见的溶剂且难溶于一些常见的溶剂第15页，本讲稿共24页常见的原子晶体常见的原子晶体某些非金属单质：某些非金属单质：金刚石（金刚石（C C）、晶体硅）、晶体硅(Si)(Si)、晶体硼（、晶体硼（B B）、）、晶体锗晶体锗(Ge)(Ge)等等某些非金属化合物：某些非金属化合物：碳化硅（碳

7、化硅（SiCSiC）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（BNBN）晶体）晶体某些氧化物：某些氧化物：二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO）晶体、）晶体、AlAl2 2O O3 3第16页，本讲稿共24页解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石硅锗金刚石硅锗交流与研讨交流与研讨1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？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。这种说法对吗？为什么？种

8、说法对吗？为什么？第17页，本讲稿共24页石墨晶体结构石墨晶体结构知识拓展石墨知识拓展石墨第18页，本讲稿共24页石墨石墨为什么很软？石墨为什么很软？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。合，容易滑动，所以石墨很软。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）？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），故熔沸点很，故熔沸点很高。高。石墨属于哪类晶体？为什么？石墨属于哪类晶体？为什么？石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体第19

9、页，本讲稿共24页讨论总结分子晶体有什么特点？分子晶体有什么特点？哪些晶体是分子晶体？哪些晶体是分子晶体？原子晶体有什么特点？哪些晶体是原子晶原子晶体有什么特点？哪些晶体是原子晶体？体？氢键对分子晶体的结构与性质有何影响？氢键对分子晶体的结构与性质有何影响？总结对比原子晶体和分子晶体的差异。总结对比原子晶体和分子晶体的差异。第20页，本讲稿共24页原子晶体和分子晶体的差异晶体类型分子晶体原子晶体定义略略组成粒子分子原子粒子间的相互作用分子间作用力共价键物理性质熔沸点低很高硬度小大实例干冰、水等金刚石、硅等晶体类型分子晶体原子晶体定义组成粒子粒子间的相互作用物理性质熔沸点硬度实例第21页，本讲稿

10、共24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共有（与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子共有12121212个个个个 ）氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞第22页，本讲稿共24页分子的密堆积分子的密堆积（与（与COCO2 2分子距离最近的分子距离最近的COCO2 2分子共有分子共有1212个个 ）干冰的晶体结构图第23页，本讲稿共24页冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰的结构冰的结构氢键具有方向性氢键具有方向性分子的非密堆积分子的非密堆积第24页，本讲稿共24页