年高三化学离子晶体 分子晶体和原子晶体 新课标 人教.ppt

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1、第一节第一节离子晶体离子晶体 分子晶体和分子晶体和原子晶体原子晶体2021/8/8 星期日1表格：离子晶体、分子晶体和原子晶体比较表格：离子晶体、分子晶体和原子晶体比较晶体晶体类型类型构成晶构成晶体粒子体粒子粒子间粒子间作用力作用力硬度硬度 熔沸熔沸点点溶解度溶解度导电性导电性离子离子晶体晶体阴、阳阴、阳离子离子离子离子键键较大较大较高较高有的易有的易溶有的溶有的难溶难溶晶体不导电，晶体不导电，水溶液或熔水溶液或熔融状态下导融状态下导电电常见物质：常见物质：1 1、活泼金属与活泼非金属形成的化合物；、活泼金属与活泼非金属形成的化合物；2 2、强碱、强碱 3 3、含氧酸盐等、含氧酸盐等2021/

2、8/8 星期日2为什么为什么NaCl的熔沸点比的熔沸点比CsCl高？高？NaClCsCl熔点熔点沸点沸点 801 645 1413 1290离子晶体熔沸点高低比较离子晶体熔沸点高低比较：阴阳离子的电荷数越大，离子半径越阴阳离子的电荷数越大，离子半径越小，离子间作用力越强，熔沸点越高。小，离子间作用力越强，熔沸点越高。判断判断NaNaF F,Na,NaClCl,Na,NaBrBr,Na,NaI I熔沸点的高低顺序？熔沸点的高低顺序？2021/8/8 星期日3体心体心12021/8/8 星期日4面心面心2021/8/8 星期日5棱棱2021/8/8 星期日6顶点顶点2021/8/8 星期日7小结：

3、晶胞中实际质点数小结：晶胞中实际质点数每个晶胞中各每个晶胞中各“质点质点”对晶胞的贡献分别是：对晶胞的贡献分别是：体心点为体心点为1 面心点为面心点为1/2 棱上的点为棱上的点为1/4 顶点上的点为顶点上的点为1/82021/8/8 星期日8AB练习练习1：根据离子晶体的晶胞结构，判断下根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）表示阳离子）化学式：化学式：AB2021/8/8 星期日9练习练习2：根据离子晶体的晶根据离子晶体的晶胞胞结构，判断下结构，判断下列列离子晶体离子晶体的化学式：（的化学式：（A表示阳离子）表示阳离子）AB化学式：化学式：A2

4、B2021/8/8 星期日10练习练习 3 3 某物质的晶体中含某物质的晶体中含A A、B B、C C三种元素，三种元素，其排列方式如图，则该离子晶体的化学式是其排列方式如图，则该离子晶体的化学式是A:B:C=1/88 :121/4:1=1:3:1ABAB3 3C C2021/8/8 星期日11B化学式：化学式：A练习练习4：根据离子晶体的晶胞结构，判断下根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）表示阳离子）CABC32021/8/8 星期日12二、分子晶体二、分子晶体1、分子间作用力、分子间作用力定义：定义：分子间存在的作用力，又叫范德华力。分子

5、间存在的作用力，又叫范德华力。分子间作用力要比化学键弱得多分子间作用力要比化学键弱得多影响分子间作用力的因素：影响分子间作用力的因素：分子的极性；分子量；分子的形状。分子的极性；分子量；分子的形状。2021/8/8 星期日13分子间作用力的大小对物质的熔沸点的影响分子间作用力的大小对物质的熔沸点的影响1、对组成、结构相似的物质来说，分子量越大，、对组成、结构相似的物质来说，分子量越大，熔沸点越高，如熔沸点越高，如I2Br2Cl2F2。2、对组成、结构不相似的物质来说，分子极性、对组成、结构不相似的物质来说，分子极性越大，熔沸点越高，如：越大，熔沸点越高，如：CON23、在同分异构体中，一般地说

6、，支链数越多，、在同分异构体中，一般地说，支链数越多，熔沸点越低；芳香烃及其衍生物的同分异构体，熔沸点越低；芳香烃及其衍生物的同分异构体，熔沸点的高低顺序是邻间对熔沸点的高低顺序是邻间对2021/8/8 星期日14F2Cl2Br2I2F2Cl2Br2I2沸点沸点熔点熔点相对分子质量0-50-100-150-200-2505010015020025050100 150200250温度/卤素单质的熔、沸点与卤素单质的熔、沸点与相对分子质量的关系相对分子质量的关系0-50-100-150-200-25050100150200250100300200400温度温度/相对分子质量相对分子质量500CF4

7、CCl4CBr4CF4CCl4CBr4CI4沸点沸点熔点熔点四卤化碳的熔沸点与四卤化碳的熔沸点与相对原子质量的关系相对原子质量的关系-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点沸点/周期周期一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点2021/8/8 星期日15HOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOH氢键氢键共价键共价键HOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHH

8、OHHOHHOH2 2、氢键、氢键为什么水由液态变为固态体积膨胀？为什么水由液态变为固态体积膨胀？2021/8/8 星期日163、分子晶体、分子晶体定义：定义：分子间以分子间作用力互相结合的分子间以分子间作用力互相结合的晶体叫做分子晶体。晶体叫做分子晶体。分子晶体的特性：分子晶体的特性：有单个分子存在，化学式就是分子式。有单个分子存在，化学式就是分子式。较低的熔沸点，较小的硬度。较低的熔沸点，较小的硬度。常见物质：多数非金属单质常见物质：多数非金属单质（如卤素，氧气）（如卤素，氧气）稀有气体稀有气体（如氦，氖，氩）（如氦，氖，氩）氢化物氢化物（如氨，氯化氢）（如氨，氯化氢）非金属氧化物非金属氧

9、化物（如一氧化碳，二氧化硫）（如一氧化碳，二氧化硫）2021/8/8 星期日17OC范德华力范德华力共价键共价键干冰的晶胞干冰的晶胞结构示意构示意图2021/8/8 星期日18分子间作用力与化学键的区别：分子间作用力与化学键的区别：化学键存在于原子之间（即分子之内），而分子化学键存在于原子之间（即分子之内），而分子间作用力显然是在间作用力显然是在“分子之间分子之间”且与物质状态有且与物质状态有关。关。强度：化学键的键能为强度：化学键的键能为120800kJ/mol，而分子，而分子间作用力只有几到几十间作用力只有几到几十 kJ/mol。问题：干冰晶体中存在共价键，为什问题：干冰晶体中存在共价键，

10、为什么熔沸点较低？么熔沸点较低？原因：在分子晶体熔化、气化时，只需破坏分子间原因：在分子晶体熔化、气化时，只需破坏分子间作用力，不用破化共价键。作用力，不用破化共价键。2021/8/8 星期日19晶体晶体类型类型构成构成晶体晶体粒子粒子粒子粒子间作间作用力用力硬硬度度熔沸熔沸点点溶解溶解度度导电性导电性离子离子晶体晶体阴、阳阴、阳离子离子离子键离子键较大较大较高较高有的易溶有的易溶有的难溶有的难溶晶体不导电，晶体不导电，水溶液或熔融水溶液或熔融状态下导电状态下导电分子分子晶体晶体分子分子分子间分子间作用力作用力（氢键）（氢键）较小较小 较低较低相似相似相溶相溶晶体或熔融晶体或熔融状态下均不状态

11、下均不导电导电表格：离子晶体、分子晶体和原子晶体比较表格：离子晶体、分子晶体和原子晶体比较2021/8/8 星期日20 CO2和和SiO2的一些物理性质如下表示，的一些物理性质如下表示，通过比较判断通过比较判断SiO2晶体是否属于分子晶体。晶体是否属于分子晶体。熔熔熔熔 点点点点沸沸沸沸 点点点点干干干干 冰（冰（冰（冰（COCOCOCO2 2 2 2）-56.2-56.2-56.2-56.2-78.4-78.4-78.4-78.4SiOSiOSiOSiO2 2 2 2172317231723172322302230223022302021/8/8 星期日21三、原子晶体三、原子晶体1、定义：

12、、定义：相邻原子间以共价键相结合而形成空间相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体，叫原子晶体。网状结构的晶体，叫原子晶体。2、原子晶体举例：、原子晶体举例：金刚石，金刚石，SiO2，SiC，晶体硅。，晶体硅。2021/8/8 星期日2218010928Sio二氧化硅的晶体二氧化硅的晶体结构示意构示意图共价键共价键2021/8/8 星期日2310928金金刚石的晶体石的晶体结构示意构示意图共价键2021/8/8 星期日24原子晶体的物理特性：原子晶体的物理特性：原子晶体中没有单个分子存在，化学式不能原子晶体中没有单个分子存在，化学式不能表示分子式，表示分子式，熔沸点很高，硬度很大。熔沸

13、点很高，硬度很大。原子晶体熔沸点高低与共价键强弱有关：原子晶体熔沸点高低与共价键强弱有关：原子半径越短，共价键键长越短，键能原子半径越短，共价键键长越短，键能越大，键越强，熔沸点越高。越大，键越强，熔沸点越高。金刚石晶体Si熔点/35501410沸点/48272355金刚石与晶体金刚石与晶体SI的熔、沸点比较的熔、沸点比较2021/8/8 星期日25晶体晶体类型类型构成构成晶体晶体粒子粒子粒子粒子间作间作用力用力硬硬度度熔沸熔沸点点溶解溶解度度导电性导电性离子离子晶体晶体阴、阳阴、阳离子离子离子键离子键较大较大较高较高有的易溶有的易溶有的难溶有的难溶晶体不导电，晶体不导电，水溶液或熔融水溶液或

14、熔融状态下导电状态下导电分子分子晶体晶体分子分子分子间作分子间作用力（氢用力（氢键）键）较小较小较低较低相似相溶相似相溶晶体或熔融状态晶体或熔融状态下均不导电，有下均不导电，有些水溶液能导电些水溶液能导电原子原子晶体晶体原子原子 共价键共价键 很大很大 很高很高难溶于常难溶于常见溶剂见溶剂不导电不导电表格：离子晶体、分子晶体和原子晶体比较表格：离子晶体、分子晶体和原子晶体比较2021/8/8 星期日26石墨晶体的层内结构如图所示，每一层由无数个正石墨晶体的层内结构如图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占六边形构成，则平均每一个正六边形所占的碳原子数为的碳原子数为_C-C键

15、的个数键的个数_2 3 32021/8/8 星期日27石墨石墨石墨为什么很软？石墨为什么很软？石墨的熔沸点为什么很高？石墨的熔沸点为什么很高？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。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，故熔沸点很高。的共价键，故熔沸点很高。所以，石墨称为混合型晶体。所以，石墨称为混合型晶体。混合型晶体混合型晶体2021/8/8 星期日28已知硼的熔点为已知硼的熔点为23002300，沸点为，沸点为25502550，晶体硼属于晶体硼

16、属于 晶体。晶体。已知晶体中的结构单元是由硼原子组成的正二十已知晶体中的结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有面体，其中有2020个等边三角形的面和一定数目的顶个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶点有各有一个硼原子。角，每个顶点有各有一个硼原子。此基本单元是由此基本单元是由 个硼原子构成，其中个硼原子构成，其中BB 键的键角为键的键角为 ，共有，共有 个个BB单键。单键。原子原子 1/5320=12601/2320=302021/8/8 星期日29离子晶体、原子晶体、分子晶离子晶体、原子晶体、分子晶体空间结构的比较体空间结构的比较2021/8/8 星期日30晶体类型的判断晶体类型的判断

17、从组成上判断（仅限于中学范围）：从组成上判断（仅限于中学范围）：有无金属离子？有无金属离子？(有：离子晶体有：离子晶体)是否属于是否属于“四种原子晶体四种原子晶体”？以上皆否定，则多数是分子晶体。以上皆否定，则多数是分子晶体。从性质上判断：从性质上判断：熔沸点和硬度；熔沸点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶体；高：原子晶体；中：离子晶体；低：分子晶体低：分子晶体)熔融状态的导电性。熔融状态的导电性。(导电：离子晶体导电：离子晶体)重要重要2021/8/8 星期日31不同晶体类型熔沸点高低的判断：不同晶体类型熔沸点高低的判断：离子晶体：离子晶体：离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，离子半径越

18、小，所带电荷越多，离子键越强，熔沸点越高。熔沸点越高。原子晶体：原子晶体：原子半径越小，共价键键能越大，熔沸点越高。原子半径越小，共价键键能越大，熔沸点越高。Si，SiO2，SiCSiO2SiC Si分子晶体：分子晶体：结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力结构相似的分子，分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。越大，熔沸点越高。F2，Cl2，Br2，I2F2 Cl2 Br2 I2重要重要2021/8/8 星期日32练习一：比较晶体熔沸点的高低练习一：比较晶体熔沸点的高低1、金刚石、氯化钠、干冰、金刚石、氯化钠、干冰2、金刚石、晶体硅、碳化硅、金刚石、晶体硅、碳化硅3、CH4、C2H6、C

19、3H84、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷5、NaCl、CsCl2021/8/8 星期日33练习二、选择下列物质，填写下列空白。练习二、选择下列物质，填写下列空白。A.干冰干冰 B.金刚石金刚石 C.氯化铵氯化铵 D.氟化钙氟化钙 E.固体碘固体碘 F.烧碱烧碱（1）熔化时不需要破坏化学键的是）熔化时不需要破坏化学键的是（）（2）熔化时需要断裂共价键的是（）熔化时需要断裂共价键的是（）（3）熔点最高的是（）熔点最高的是（），熔点最低的是（），熔点最低的是（）（4）晶体中存在分子的是（）晶体中存在分子的是（）（5）晶体中既有离子键又有共价键的是（）晶体中既有离子键又有共价键的是（）

20、AEBBAAECF2021/8/8 星期日34物物 质质熔点熔点沸点沸点MgOAl2O3MgCl2AlCl32852360020722980 714 1412 190(2.5105Pa)182.7(升华升华)工业上常用电解熔融工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，电解的方法生产金属镁，电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解为什么不用电解MgOMgO的方法生产镁？的方法生产镁？也不用电解也不用电解AlClAlCl3 3的方法生产铝？的方法生产铝？MgO 熔点高，消耗能量大，操作不便，成本太高。熔点高，消耗能量大，操作不便，成本太高。A

21、lCl3 属分子晶体，熔融时不电离，不能用电解法。属分子晶体，熔融时不电离，不能用电解法。练习三练习三2021/8/8 星期日35物物 质质熔点熔点沸点沸点MgOAl2O3MgCl2AlCl32852360020722980 714 1412 190(2.5105Pa)182.7(升华升华)设计可靠的实验证明设计可靠的实验证明MgCl2和和AlCl3所属的晶体类型所属的晶体类型将将MgClMgCl2 2 和和 AlCl AlCl3 3两种晶体分别加热熔化，两种晶体分别加热熔化，MgClMgCl2 2 能导电，是离子晶体；能导电，是离子晶体；AlClAlCl3 3不能导电，是分子晶体。不能导电，

22、是分子晶体。.2021/8/8 星期日36C60分子是形如球状的多面体，该结构的建立基于以分子是形如球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：下考虑：C60分子中分子中每个碳原子只跟相邻的每个碳原子只跟相邻的3 3个碳个碳原子形成化学键原子形成化学键 C60分子只含有五边形和六边形分子只含有五边形和六边形多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：理：顶点数顶点数+面数面数-棱边数棱边数=2=2 据上所述，可推知据上所述，可推知C60分子分子有有1212个五边形和个五边形和2020个六边个六边形形，C60分子所含的分子所含的双键数为双键数为3030

23、。请回答下列问题：请回答下列问题：固体固体C60与金刚石比较，熔点较高的是与金刚石比较，熔点较高的是理由是：理由是：金刚石金刚石金刚石是原子晶体，故熔点较高。金刚石是原子晶体，故熔点较高。练习四练习四2021/8/8 星期日37C60分子是形如球状的多面体，该结构的建立基于以下考分子是形如球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：虑：C60分子中分子中每个碳原子只跟相邻的每个碳原子只跟相邻的3 3个碳原子形个碳原子形成化学键成化学键 C60分子只含有五边形和六边形分子只含有五边形和六边形 多面多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数顶点数

24、+面数面数-棱边数棱边数=2=2 据上所述，可推知据上所述，可推知C60分子分子有有1212个五边形和个五边形和2020个六边形个六边形，C60分子所含的分子所含的双键数为双键数为3030。请回答下列问题：请回答下列问题：C60跟跟F2在一定条件下，能否发生反应生成在一定条件下，能否发生反应生成C60F60 简述理由：简述理由：可能可能C C6060分子含有分子含有3030个双键，与极活泼的个双键，与极活泼的F2发生加成发生加成反应。反应。2021/8/8 星期日38C C6060分子是形如球状的多面体，该结构的建立基于以分子是形如球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：下考虑：C C6060

25、分子中分子中每个碳原子只跟相邻的每个碳原子只跟相邻的3 3个碳个碳原子形成化学键原子形成化学键 C C6060分子只含有五边形和六边形分子只含有五边形和六边形多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：理：顶点数顶点数+面数面数-棱边数棱边数=2=2 据上所述，可推知据上所述，可推知C C6060分子分子有有1212个五边形和个五边形和2020个六边个六边形形，C C6060分子所含的分子所含的双键数为双键数为3030。请回答下列问题：。请回答下列问题：通过计算，确定通过计算，确定C C6060分子所含单键数。分子所含单键数。60+(12+20)

26、x=2或或(603)/2=90 x=90单键数单键数=90 30=602021/8/8 星期日39 C70分子也已制得，它的分子结构模型可以与分子也已制得，它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知。同样考虑而推知。通过计算，确定通过计算，确定C70 分子中五边形和六边形的数目分子中五边形和六边形的数目 欧拉定理欧拉定理:顶点数顶点数+面数面数-棱边数棱边数=2 设设C70分子中五边形数为分子中五边形数为x，六边形数为，六边形数为y(5x+6y)=1212(370)1270+(x+y)(370)=2（键数，即棱边数）（键数，即棱边数）（欧拉定理）（欧拉定理）x=12 y=252021/8/8 星期日402021/8/8 星期日412021/8/8 星期日42