第二节--分子晶体和原子晶体.优秀PPT.ppt
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1、问题问题:探讨雪花、冰糖、食盐、水晶和电木这些固体探讨雪花、冰糖、食盐、水晶和电木这些固体是否属于晶体?若不是,请说明理由。是否属于晶体?若不是,请说明理由。电木不是晶体,属于高分子化合物,没有固定的熔沸点。电木不是晶体,属于高分子化合物,没有固定的熔沸点。离子型晶体 原子型晶体 分子型晶体 金属型晶体 钠晶体的晶胞分子晶体和原子晶体分子晶体和原子晶体思索为什么冰简洁溶化、干冰简洁汽化、碘易升华?为什么冰简洁溶化、干冰简洁汽化、碘易升华?它们的结构是怎样的?它们的结构是怎样的?为什么冰浮在水面上,而干冰却沉入水底?为什么冰浮在水面上,而干冰却沉入水底?视察两种晶体的分子结构模型找出两种视察两种
2、晶体的分子结构模型找出两种晶体的共同点?晶体的共同点?干冰晶胞干冰晶胞碘晶胞碘晶胞视察两个晶胞有何共同点?视察两个晶胞有何共同点?第一课时第一课时一分子晶体一分子晶体 、定义、定义 分子晶体中存在的分子晶体中存在的微粒微粒:分子分子间以间以分子间作用力分子间作用力(范德华力(范德华力,氢键)相氢键)相结合的晶体叫分子晶体。结合的晶体叫分子晶体。分子分子粒子间的粒子间的相互作用相互作用是分子间作用力是分子间作用力2.2.常见的分子晶体常见的分子晶体(1)全部非金属氢化物:全部非金属氢化物:(2)几乎全部的酸:几乎全部的酸:(3)部分非金属单质部分非金属单质:(4)部分非金属氧化物部分非金属氧化物
3、:(5)绝大多数有机物的晶体:绝大多数有机物的晶体:H2O、H2S、NH3、CH4、HXH2SO4、HNO3、H3PO4(碱和盐则是离子晶体)(碱和盐则是离子晶体)X2、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体、稀有气体CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10乙醇、冰醋酸、蔗糖、乙醇、冰醋酸、蔗糖、苯、萘、蒽、苯甲酸等苯、萘、蒽、苯甲酸等分子晶体有哪些物理特性分子晶体有哪些物理特性,为什么?为什么?3 3、分子晶体的一般宏观性质、分子晶体的一般宏观性质 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
4、溶解性与溶质与溶剂的 分子的极性相关分子的极性相关 相像相溶相像相溶构成分子晶体的粒子是分子,粒子间的相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互作用是分子间作用力或氢键或氢键4.4.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,无分子间氢键分子密积累(每个分子四周有分子密积累(每个分子四周有1212个紧个紧邻的分子,如:邻的分子,如:C60C60、干冰、干冰 、I2I2、O2O2)()有分子间氢键不具有分子密积()有分子间氢键不具有分子密积累特征(如:累特征(如:HF HF、冰、冰、NH3 NH3)分子的密积累分子的密积累(与每个分子距离最近
5、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(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12121212个个个个 )()只有范德华力,无分子间氢键()只有范德华力,无分子间氢键干冰的晶体结构图分子的密积累分子的密积累(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 )碘碘的的晶晶体体结结构构图图由此可见,每个碘分子四周有由此可见,每个碘分子四周有 个碘分子个碘分子12()有分子间氢键(如:()有分子间氢键(如:HF、冰、冰、NH3)不具有分子密积累特征不具有分子密积累特征分子非密堆积分子非密堆积分子密堆积分
6、子密堆积冰中个水分子四周有个水分子冰中个水分子四周有个水分子冰中个水分子四周有个水分子冰中个水分子四周有个水分子冰的结构冰的结构氢键具有方氢键具有方向性向性分子的非密积累分子的非密积累当冰刚刚溶化为液态水时,热运动使冰的结构部分解当冰刚刚溶化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的空隙减小,密度反而增大,超过体,水分子间的空隙减小,密度反而增大,超过4时,时,才由于热运动加剧,分子间距离加大,密度渐渐减小。才由于热运动加剧,分子间距离加大,密度渐渐减小。(m=v)5、典型的分子晶体:、典型的分子晶体:干冰与冰的区分干冰与冰的区分冰:冰:水分子间主要以水分子间主要以氢键氢键结合,同时存在
7、结合,同时存在范德范德华力华力。晶体中。晶体中每个水分子每个水分子与紧邻的与紧邻的四个水分子四个水分子形成氢键。由形成氢键。由水结成冰水结成冰,分子,分子间距增大间距增大,密度,密度减小减小。干冰:干冰:CO2的晶体的晶体外观和硬度与冰相像外观和硬度与冰相像,熔点低得多,熔点低得多,常压下易升华分子中只存在范德华力不存在氢键,常压下易升华分子中只存在范德华力不存在氢键,一个分子四周有一个分子四周有12个紧邻分子个紧邻分子,密度比冰的高密度比冰的高干冰及其晶胞干冰及其晶胞很多气体可以与水形成水合物晶体。最早发觉这类很多气体可以与水形成水合物晶体。最早发觉这类水合物晶体的是水合物晶体的是1919世
8、纪初的英国化学家戴维,他发世纪初的英国化学家戴维,他发觉氯可形成化学式为觉氯可形成化学式为Cl28H20Cl28H20的水合物晶体。的水合物晶体。2020世纪末,科学家发觉海底存在大量自然气水合物晶世纪末,科学家发觉海底存在大量自然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷,体。这种晶体的主要气体成分是甲烷,因而又称因而又称甲烷水合物。它的外形像冰,而且在常温常压下会甲烷水合物。它的外形像冰,而且在常温常压下会快速分说明放出可燃的甲烷,因而又称快速分说明放出可燃的甲烷,因而又称“可燃冰可燃冰”科学视野:自然气水合物科学视野:自然气水合物一种潜在的能源一种潜在的能源 例例题题 第第2828届届国
9、国际际地地质质大大会会供供应应的的资资料料显显示示,海海底底有有大大量量的的自自然然气气水水合合物物,可可满满足足人人类类 10001000年年的的能能源源须须要要。自自然然气气水水合合物物是是一一种种晶晶体体,晶晶体体中中平平均均每每4646个个水水分分子子构构建建成成8 8个个笼笼,每每个个笼笼可可容容纳纳五五个个CH4CH4分分子子或或1 1个个游游离离H2OH2O分分子子。依据上述信息,完成下两题:依据上述信息,完成下两题:1 1、下下列列关关于于自自然然气气水水合合物物中中两两种种分分子子极极性性的的描描述述正正确的是确的是A A、两种都是极性分子、两种都是极性分子 B B、两种都是
10、非极性分子、两种都是非极性分子C C、CH4CH4是极性分子,是极性分子,H2OH2O是非极性分子是非极性分子 D D、H2OH2O是极性分子,是极性分子,CH4CH4是非极性分子是非极性分子2 2、若若晶晶体体中中每每8 8个个笼笼只只有有6 6个个容容纳纳了了CH4CH4分分子子,另另外外2 2个个笼笼被被游游离离H2OH2O分分子子填填充充,则则自自然然气气水水合合物物的的平平均均组组成成可可表表示为示为A A、CH414H2OBCH414H2OB、CH48H2O CH48H2O C C、CH4(23/3)H2O CH4(23/3)H2O DCH46H2O DCH46H2O 小节小节:1
11、 1、分分子子晶晶体体:由由分分子子构构成成。相相邻邻分分子子靠靠分分子子间间作作用用力力相互吸引。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)全全部部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)几几乎乎全全部部的的酸酸(而而碱碱和和盐则是离子晶体盐则是离子晶体(5)(5)绝大多数有机物的晶体。绝大多数有机物的晶体。4 4、晶体分子结构特征、晶体分子结构特征()只只有有范范德德华华力力,无无分分子子间间氢氢
12、键键分分子子密密积积累累(每每个个分分子子四四周周有有1212个个紧紧邻邻的的分分子子,如如:C60C60、干干冰冰 、I2 I2、O2O2()有分子间氢键不具有分子密积累特征()有分子间氢键不具有分子密积累特征 (如:(如:HF HF、冰、冰、NH3 NH3)思思考与沟通考与沟通CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示,通过比较试推断SiO2晶体是否属于分子晶体。练习1、下列说法正确的是 ()A、离子化合物中可能含有共价键 B、分子晶体中的分子内不含有共价键C、分子晶体中确定有非极性共价键D、分子晶体中分子确定紧密积累2、四氯化硅的结构和四氯化碳类似,对其性质的推断,正确的是:四氯化碳晶体是
13、分子晶体;通常状况下为液态;熔点高于四氯化碳;属于正四面体的分子构型。3、HgCl2的稀溶液可作手术刀的消毒剂,已知其熔点是227,熔融状态的HgCl2不能导电,HgCl2的稀溶液有弱的导电实力,由下列关于HgCl2的叙述中正确的是()属于共价化合物;属于离子化合物;属于非电解质;属于弱电解质。A B C D5干冰汽化时,下列所述内容发生变更的是()A分子内共价键 B分子间作用力C分子间距离 D分子间的氢键4下列物质的液体中,不存在分子是()A 二氧化硅B 二氧化硫 C 二氧化碳 D二硫化碳5、一个干冰晶胞含有、一个干冰晶胞含有CO2分子分子个,干冰晶体中个,干冰晶体中CO2分子之间只存在分子
14、分子之间只存在分子间力不存在氢键,因此干间力不存在氢键,因此干冰中冰中CO2分子紧密积累,分子紧密积累,每个每个CO2分子四周,最近分子四周,最近且等距离的且等距离的CO2分子数目分子数目有有个。个。6 6、(、(1 1)下图为固态)下图为固态CO2CO2的晶体结构示意图。通过视察分的晶体结构示意图。通过视察分析,可得出每个析,可得出每个CO2CO2分子四周与之紧邻等距的分子四周与之紧邻等距的CO2CO2有个有个。(2 2)试推断:)试推断:SiO2SiO2,CO2CO2,CS2CS2晶体的熔点由高到低排列的依次是晶体的熔点由高到低排列的依次是.(填相应物(填相应物质的编号)。质的编号)。(3
15、 3)在确定温度下,用)在确定温度下,用x x射线衍射法测干冰晶胞(晶体射线衍射法测干冰晶胞(晶体中最小的重复单位)边长中最小的重复单位)边长:a:a5.72105.72108cm8cm,该温度,该温度下干冰的密度为多少?下干冰的密度为多少?12 C60分子是形如椭球状的多面体,该结构分子是形如椭球状的多面体,该结构的建立基于以下考虑:的建立基于以下考虑:(1)C60分子中每个碳原子只跟相邻的分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;个碳原子形成化学键;(2)C60分子中只含有五边形和六边形;分子中只含有五边形和六边形;(3)多面体的顶点数、面数和棱边数的)多面体的顶点数、面数和棱边数的
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