第三章第二节分子晶体与原子晶体 (2)PPT讲稿.ppt
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1、第三章 第二节 分子晶体与原子晶体第1页,共33页,编辑于2022年,星期二学习目标1.了解分子晶体和原子晶体的晶体结构了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。模型及其性质的一般特点。2理解分子晶体和原子晶体的晶体类理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。型与性质的关系。3了解分子间作用力对物质物理性质了解分子间作用力对物质物理性质的影响。的影响。4了解氢键及其对物质物理性质的影了解氢键及其对物质物理性质的影响。响。第2页,共33页,编辑于2022年,星期二一、分子晶体一、分子晶体1结构特点结构特点(1)晶体中只含晶体中只含 。(2)分子内的化学键是分子内的化学键是 。(
2、3)相邻分子间靠相邻分子间靠 相互吸引。相互吸引。分子间作用力只是分子间作用力只是 ,则分子晶体,则分子晶体有有 特征,即每个分子周围有特征,即每个分子周围有 个紧邻的个紧邻的分子。分子。基础知识梳理基础知识梳理分子分子共价键共价键分子间作用力分子间作用力范德华力范德华力分子密堆积分子密堆积12第3页,共33页,编辑于2022年,星期二分子间还含有其他作用力,如分子间还含有其他作用力,如 ,分子晶,分子晶体的分子密堆积要少于体的分子密堆积要少于 个。如冰中每个水分子周个。如冰中每个水分子周围只有围只有 个紧邻的水分子。个紧邻的水分子。2物理性质物理性质(1)具有较具有较 熔、沸点,易熔、沸点,
3、易 。(2)一般硬度较小。一般硬度较小。(3)固体和熔融状态下固体和熔融状态下 导电。导电。(4)延展性延展性 。(5)相似相溶规律:非极性分子一般能溶于相似相溶规律:非极性分子一般能溶于 溶剂;极性分子一般能溶于溶剂;极性分子一般能溶于 溶剂。溶剂。氢键氢键124低低升华升华不不差差非极性非极性极性极性第4页,共33页,编辑于2022年,星期二分子晶体的物理性质是由什么决定的?如何分子晶体的物理性质是由什么决定的?如何比较分子晶体熔、沸点的高低?比较分子晶体熔、沸点的高低?【思考思考提示提示】分子晶体是通过分子间作用力分子晶体是通过分子间作用力构成的,故要看其物理性质,应首先看分子间作用力的
4、构成的,故要看其物理性质,应首先看分子间作用力的大小。大小。分子晶体是通过分子间相互作用力构成的,分子晶体是通过分子间相互作用力构成的,晶体在熔化时,破坏的只是分子间作用力,一般晶体在熔化时,破坏的只是分子间作用力,一般不需要破坏分子内的化学键,所以只需要外界提不需要破坏分子内的化学键,所以只需要外界提供较少的能量。因此,分子晶体的熔点通常较低,供较少的能量。因此,分子晶体的熔点通常较低,硬度也较小,有较强的挥发性。当然,分子间作硬度也较小,有较强的挥发性。当然,分子间作用力越强,分子晶体的熔、沸点越高,硬度越大。用力越强,分子晶体的熔、沸点越高,硬度越大。思考第5页,共33页,编辑于2022
5、年,星期二3物质种类物质种类(1)所有所有 ,如,如H2O、NH3、CH4等。等。(2)部分部分 ,如卤素,如卤素(X2)、O2、N2、白磷白磷(P4)、硫、硫(S8)等。等。(3)部分部分 ,如,如CO2、P4O10、SO2、SO3等。等。(4)几乎所有的几乎所有的 ,如,如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。等。(5)绝大多数绝大多数 ,如苯、乙醇、乙酸、,如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。乙酸乙酯等。非金属氢化物非金属氢化物非金属单质非金属单质非金属氧化物非金属氧化物酸酸有机物有机物第6页,共33页,编辑于2022年,星期二4典型的分子晶体典型的分子晶体(如图如图)第7页,共3
6、3页,编辑于2022年,星期二(1)冰冰水分子之间的主要作用力是氢键,当然也水分子之间的主要作用力是氢键,当然也存在范德华力。存在范德华力。氢键有方向性,它的存在迫使在四面体中氢键有方向性,它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分个相邻水分子相互吸引。子相互吸引。(2)干冰干冰每个晶胞中有每个晶胞中有12个原子。个原子。每个每个CO2分子周围等距紧邻的分子周围等距紧邻的CO2分子有分子有12个。个。第8页,共33页,编辑于2022年,星期二二、原子晶体二、原子晶体1概念概念各原子都以各原子都以 相互结合,整块晶体是一个相互结合,整块晶体
7、是一个三维的三维的 结构,又称结构,又称 晶体。晶体。2构成晶体的粒子构成晶体的粒子构成原子晶体的粒子是构成原子晶体的粒子是 ,故原子晶体中,故原子晶体中无无 。共价键共价键共价键网状共价键网状共价共价原子原子分子和离子分子和离子第9页,共33页,编辑于2022年,星期二3物理性质物理性质熔点熔点 ,硬度,硬度 ,溶于一般溶剂,溶于一般溶剂,导电,延展导电,延展性性 。4物质种类物质种类(1)某些某些 ,如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金,如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等。刚石等。(2)某些某些 ,如碳化硅,如碳化硅(SiC)、氮化硅、氮化硅(Si3N4)、氮化硼、氮化硼(BN)等。等。(3)某些
8、某些 ,如二氧化硅,如二氧化硅(SiO2)、Al2O3等。等。高高难难不不差差非金属单质非金属单质非金属化合物非金属化合物氧化物氧化物大大第10页,共33页,编辑于2022年,星期二5典型的原子晶体典型的原子晶体(如图如图)第11页,共33页,编辑于2022年,星期二(1)金刚石金刚石在晶体中每个碳原子以共价单键与在晶体中每个碳原子以共价单键与4个碳原子个碳原子相结合,成为正四面体。相结合,成为正四面体。晶体中晶体中CC键夹角为键夹角为10928,碳原子采取了,碳原子采取了sp3杂化。杂化。最小环上有最小环上有6个碳原子。个碳原子。(2)二氧化硅二氧化硅在晶体中,在晶体中,1个硅原子和个硅原子
9、和4个氧原子形成个氧原子形成4个共价个共价键;每个氧原子与键;每个氧原子与2个硅原子相结合。故个硅原子相结合。故SiO2晶体中硅晶体中硅原子与氧原子按原子与氧原子按1 2的比例组成。的比例组成。最小环上有最小环上有12个原子。个原子。第12页,共33页,编辑于2022年,星期二课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一分子晶体和原子晶体的比较分子晶体和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念概念相相邻邻原子原子间间以共以共价价键键相相结结合而形合而形成空成空间间网状网状结结构构的晶体的晶体分子分子间间以分子以分子间间作用力相作用力相结结合的合的晶体晶体组成粒子组成粒子原子原
10、子分子分子粒子间作用力粒子间作用力共价共价键键分子分子间间作用力作用力熔、沸点熔、沸点很高很高较较低低第13页,共33页,编辑于2022年,星期二硬度硬度很大很大较较小小溶解性溶解性不溶于任何溶不溶于任何溶剂剂部分溶于水部分溶于水导电性导电性不不导电导电,个,个别为别为半半导导体体不不导电导电,部分溶于水,部分溶于水导电导电熔化时破坏熔化时破坏的作用力的作用力破坏共价破坏共价键键一定破坏分子一定破坏分子间间作用力作用力(有有时还时还破坏破坏氢键氢键,如冰熔化;,如冰熔化;S8熔化熔化时还时还破坏共价破坏共价键键)实例实例金金刚刚石石干冰,稀有气体干冰,稀有气体结构特点结构特点其最小的碳原子其最
11、小的碳原子环环中有中有6个碳原子,个碳原子,CC键夹键夹角角为为10928CO2晶体中存在二氧化碳晶体中存在二氧化碳分子分子晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体第14页,共33页,编辑于2022年,星期二(2010年郑州模拟年郑州模拟)下列说法正确的是下列说法正确的是()A原子晶体中只存在非极性共价键原子晶体中只存在非极性共价键B因为因为HCl的相对分子质量大于的相对分子质量大于HF,所以,所以HCl的熔的熔点高于点高于HFC干冰升华时,分子内共价键不会发生断裂干冰升华时,分子内共价键不会发生断裂D金属元素和非金属元素形成的化合物一定是金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合
12、物离子化合物例例例例1 1第15页,共33页,编辑于2022年,星期二【解析解析】原子晶体中存在非极性共价键,也原子晶体中存在非极性共价键,也可能存在极性共价键,如可能存在极性共价键,如SiO2、SiC等,等,A不正确;不正确;HF晶体中存在氢键,熔点高于晶体中存在氢键,熔点高于HCl晶体,晶体,B不正确;不正确;干冰升华是物理变化,分子间作用力被破坏,但干冰升华是物理变化,分子间作用力被破坏,但分子内共价键不断裂,分子内共价键不断裂,C正确;金属元素和非金正确;金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,也可属元素形成的化合物不一定是离子化合物,也可能是共价化合物,如能是共价化合物,
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