山东省泰安市肥城一中高二化学分子晶体.pptx

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1、山东省泰安市肥城一中高二化学分子晶体山东省泰安市肥城一中高二化学分子晶体10928共价键 在金刚石晶体里，每个碳原子都被相邻的在金刚石晶体里，每个碳原子都被相邻的4个碳个碳原子所包围，以共价键跟这原子所包围，以共价键跟这4个碳原子结合，形成正个碳原子结合，形成正四面体。最小的碳环上有四面体。最小的碳环上有6个碳原子。个碳原子。金刚石里的金刚石里的C-C键的键长很短（键的键长很短（154pm），键能），键能很大（很大（347.7KJ/mol）,所以金刚石在所有晶体中硬度所以金刚石在所有晶体中硬度最大，而且熔点也很高（最大，而且熔点也很高（35500C）。）。第1页/共25页练习练习1：金刚石晶体

2、是：金刚石晶体是一种立体的空间网状结一种立体的空间网状结构，试分析；构，试分析；（1）晶体中最小碳环）晶体中最小碳环由由 个个C原子组成？原子组成？（2）晶体中每个）晶体中每个C原原子参与了子参与了 条条CC键键的形成？（的形成？（3）原子个）原子个数与数与CC键数之比为键数之比为？641：2第2页/共25页常见的原子晶体常见的原子晶体某些非金属单质：金刚石（金刚石（金刚石（金刚石（C C C C）、晶体硅）、晶体硅）、晶体硅）、晶体硅(Si)(Si)(Si)(Si)、晶体硼（晶体硼（晶体硼（晶体硼（B B B B）等）等）等）等某些非金属化合物：碳化硅（碳化硅（碳化硅（碳化硅（SiCSiCS

3、iCSiC）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（BNBNBNBN）晶体）晶体）晶体）晶体某些氧化物：二氧化硅（二氧化硅（SiOSiO）晶体）晶体第3页/共25页18010928SiO共价键第4页/共25页思考思考1：在：在SiOSiO2 2晶体中每个硅原子周围紧晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在紧邻的硅原子有多少个？在SiOSiO2 2晶体中硅晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？原子与氧原子个数之比是多少？思考思考2：在：在SiOSiO2 2晶体中每个硅原子连接有晶体中每个硅原子连接有几个

4、共价键？每个氧原子连接有几个共几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？价键？第5页/共25页 在原子晶体中，由于原子间以较强的在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，共价键相结合，而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（1 1）熔点和沸点高）熔点和沸点高（2 2）硬度大）硬度大（3 3）一般不导电）一般不导电（4 4）且难溶于一些常见的溶剂）且难溶于一些常见的溶剂 2.2.原子晶体的物理特性原子晶体的物理特性第6页/共25页解解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，越短，键能越大，晶体熔点越高能越大，晶体

5、熔点越高金金刚石石 碳化硅碳化硅晶体硅晶体硅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、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？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。这种说法对吗？为什么？种说法对吗？为什么？第7页/共25页二、分子晶体干冰干冰冰冰硫磺硫磺冰糖冰糖第8页/共25页一、分子晶体一、分子晶体1概念概念分分子子间间通通过过_结结合合而成的晶体。而成的晶体。2结构特点结构特点由于分子间作用力不具有由于分子间作用力不具有_，所以分子晶体在堆积排列时尽可，所以分子晶体在堆积排列时尽可能的利用空

6、间采取紧密堆积的方式。能的利用空间采取紧密堆积的方式。分分子子间间作作用用力力方向性方向性第9页/共25页3 3物理性质物理性质物理性质物理性质(1)(1)分分分分子子子子晶晶晶晶体体体体由由由由于于于于以以以以比比比比较较较较弱弱弱弱的的的的分分分分子子子子间间间间作作作作用用用用力力力力相相相相结结结结合合合合，因此一般熔点，因此一般熔点，因此一般熔点，因此一般熔点_，硬度，硬度，硬度，硬度_。(2)(2)对组成和结构对组成和结构对组成和结构对组成和结构_，晶体中又不含氢键的，晶体中又不含氢键的，晶体中又不含氢键的，晶体中又不含氢键的物质来说，随着相对分子质量的增大，分子间作物质来说，随着

7、相对分子质量的增大，分子间作物质来说，随着相对分子质量的增大，分子间作物质来说，随着相对分子质量的增大，分子间作用力用力用力用力_，熔、沸点，熔、沸点，熔、沸点，熔、沸点_。如熔点：。如熔点：。如熔点：。如熔点：HCl_HBr_HIHCl_HBr_HI。4 4常见物质常见物质常见物质常见物质几几几几乎乎乎乎所所所所有有有有的的的的酸酸酸酸，部部部部分分分分非非非非金金金金属属属属单单单单质质质质、非非非非金金金金属属属属的的的的_、_以以以以及及及及大大大大多多多多数数数数_形形形形成成成成的的的的晶体大都属于分子晶体。晶体大都属于分子晶体。晶体大都属于分子晶体。晶体大都属于分子晶体。较低较低

8、较小较小相似相似增强增强升高升高氢氢 化物化物氧化物氧化物有机化合物有机化合物第10页/共25页几种典型的分子晶体比较几种典型的分子晶体比较几种典型的分子晶体比较几种典型的分子晶体比较单质碘单质碘干冰干冰冰冰晶胞或结晶胞或结构模型构模型微粒间作微粒间作用力用力范德华力范德华力范德华力范德华力范德华力和氢范德华力和氢键键晶胞微粒晶胞微粒数数44配位数配位数124第11页/共25页思考思考:1.上述几种分子晶体中上述几种分子晶体中,分子分子间的作用是什么间的作用是什么?一个分子一个分子周围有几个紧邻的分子周围有几个紧邻的分子?2.上述分子晶体中分子的排上述分子晶体中分子的排列有何特点列有何特点?结

9、论结论:只存在范德华力的分子晶体只存在范德华力的分子晶体,结构结构呈密堆积型呈密堆积型,一个分子周围紧邻一个分子周围紧邻 个分个分子子.12第12页/共25页(1)(1)只有范德华力，无分子间氢键分子只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积密堆积分子晶体结构有何特征？分子晶体结构有何特征？如果分子间作用力如果分子间作用力只是范德华力只是范德华力，若以一个，若以一个分子为中心，其周围通常可以有分子为中心，其周围通常可以有1212个紧邻的分子。个紧邻的分子。分子晶体的这一特征称为分子晶体的这一特征称为分子密堆积。分子密堆积。每个分子周围有每个分子周围有12个个紧邻的分子紧邻的分子第13页/共25页冰的

10、结构冰的结构冰融化成冰融化成水水思考思考:1.冰和水中冰和水中,水分子中存在几种作用力水分子中存在几种作用力?2.在冰中一个水分子周围有几个水分子在冰中一个水分子周围有几个水分子?3.冰融化后冰融化后,水分子间的空隙怎样变化水分子间的空隙怎样变化?4.为什么冰的密度比水的小为什么冰的密度比水的小?第14页/共25页为什么冰的密度小于水？为什么冰的密度小于水？在冰的晶体中，水分子之间的主要作用力是氢在冰的晶体中，水分子之间的主要作用力是氢键（范德华力为次）。这会对冰晶体的结构造成键（范德华力为次）。这会对冰晶体的结构造成什么样的影响呢？什么样的影响呢？氢键具有方氢键具有方向性向性分子非密堆积分子

11、非密堆积分子非密堆积分子非密堆积 每个水分子的周围只有每个水分子的周围只有4个个紧邻的水分子。这一排列使冰紧邻的水分子。这一排列使冰晶体中的水分子的利用率不高，晶体中的水分子的利用率不高，留有相当大的空隙。留有相当大的空隙。第15页/共25页为什么冰的密度小于干冰？为什么冰的密度小于干冰？干冰晶体内只存在范德华力，一个分子周围干冰晶体内只存在范德华力，一个分子周围有有1212个紧邻分子。形成分子密堆积。在冰晶体中个紧邻分子。形成分子密堆积。在冰晶体中分子间作用力主要是氢键，一个水分子周围只有分子间作用力主要是氢键，一个水分子周围只有4 4个紧邻的水分子，形成分子非密堆积。所以干冰个紧邻的水分子

12、，形成分子非密堆积。所以干冰的密度大于冰的密度。的密度大于冰的密度。为什么水在为什么水在40C时的密度最大？时的密度最大？当冰刚刚融化成液态水时，热运动使冰的结当冰刚刚融化成液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子的空隙减小，密度增大。超构部分解体，水分子的空隙减小，密度增大。超过过4 40 0C C时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以度逐渐减小，所以4 40 0C C时水的密度最大。时水的密度最大。第16页/共25页晶体类型晶体类型 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体构成粒子构成粒子粒子间的作用粒子间的作用硬度硬度熔、沸点熔、沸点导电

13、性导电性溶解性溶解性归纳总结：归纳总结：分子晶体与原子晶体比较分子晶体与原子晶体比较（见资料见资料46页专题一页专题一）分分子子范德华力或氢键范德华力或氢键共价键共价键小小大大很低很低很高很高不导电不导电一般不导电一般不导电与分子的极性有关与分子的极性有关一般不溶解一般不溶解原原子子第17页/共25页物质熔沸点比较物质熔沸点比较离子晶体（晶格能）离子晶体（晶格能）金属晶体（金属键）金属晶体（金属键）第18页/共25页二、石墨晶体二、石墨晶体二、石墨晶体二、石墨晶体1 1结构特点结构特点结构特点结构特点石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排列石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排列石墨晶体是

14、层状结构，在每一层内，碳原子排列石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排列成成成成_，一个个六边形排列成平面，一个个六边形排列成平面，一个个六边形排列成平面，一个个六边形排列成平面的网状结构，每一个碳原子都跟其他的网状结构，每一个碳原子都跟其他的网状结构，每一个碳原子都跟其他的网状结构，每一个碳原子都跟其他_相结合。在同一个层内，相邻的相结合。在同一个层内，相邻的相结合。在同一个层内，相邻的相结合。在同一个层内，相邻的碳原子以共价键相结合，层与层之间以碳原子以共价键相结合，层与层之间以碳原子以共价键相结合，层与层之间以碳原子以共价键相结合，层与层之间以_相结合相结合相结合相结合(如图如图如图如

15、图)。平面正六边形平面正六边形三个碳原子三个碳原子范德华力范德华力第19页/共25页2 2所属类型所属类型所属类型所属类型石石石石墨墨墨墨中中中中既既既既有有有有共共共共价价价价键键键键，又又又又有有有有范范范范德德德德华华华华力力力力，同同同同时时时时还还还还有有有有_的特性，是一种混合型晶体。的特性，是一种混合型晶体。的特性，是一种混合型晶体。的特性，是一种混合型晶体。3 3物理性质物理性质物理性质物理性质由于石墨结构的特殊性，使其熔点由于石墨结构的特殊性，使其熔点由于石墨结构的特殊性，使其熔点由于石墨结构的特殊性，使其熔点_，有良好的有良好的有良好的有良好的_，可做，可做，可做，可做_、

16、_、_、原子反应堆中的、原子反应堆中的、原子反应堆中的、原子反应堆中的中子减速剂等。中子减速剂等。中子减速剂等。中子减速剂等。金属键金属键很高很高导电性导电性电极电极润滑剂润滑剂铅笔芯铅笔芯第20页/共25页2 2石石石石墨墨墨墨与与与与金金金金刚刚刚刚石石石石互互互互为为为为同同同同素素素素异异异异形形形形体体体体，它它它它们之间有哪些性质上的差异？们之间有哪些性质上的差异？们之间有哪些性质上的差异？们之间有哪些性质上的差异？【提示提示提示提示】(1)(1)硬度：金刚石石墨硬度：金刚石石墨硬度：金刚石石墨硬度：金刚石石墨(2)(2)导电性：石墨导电，金刚石不导电导电性：石墨导电，金刚石不导电

17、导电性：石墨导电，金刚石不导电导电性：石墨导电，金刚石不导电（3 3）熔点：金刚石）熔点：金刚石）熔点：金刚石）熔点：金刚石石墨石墨石墨石墨思考感悟思考感悟第21页/共25页1.下列性质适合于分子晶体的是下列性质适合于分子晶体的是 ()A.熔点熔点1070，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电B.熔点熔点10.31，液态不导电，水溶液能导，液态不导电，水溶液能导C.能溶于能溶于CS2，熔点，熔点110.8，沸点，沸点444.6D.熔点熔点97.81,质软质软,导电导电,密度为密度为0.97g/cm3BC练一练练一练:第22页/共25页2.2.据报道据报道据报道据报道,科学家用一束激光

18、将置于铁室中石科学家用一束激光将置于铁室中石科学家用一束激光将置于铁室中石科学家用一束激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松墨靶上的碳原子炸松墨靶上的碳原子炸松墨靶上的碳原子炸松,与此同时用一个射频与此同时用一个射频与此同时用一个射频与此同时用一个射频点火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成点火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成点火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成点火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳化物的薄膜。据称，这种化合物比金刚碳化物的薄膜。据称，这种化合物比金刚碳化物的薄膜。据称，这种化合物比金刚碳化物的薄膜。据称，这种化合物比金刚石更坚硬，其原因可能是（）石更坚硬，其原因可能是（）石更坚硬，

19、其原因可能是（）石更坚硬，其原因可能是（）A.A.碳、氮原子构成空间网状结构的原子晶体碳、氮原子构成空间网状结构的原子晶体碳、氮原子构成空间网状结构的原子晶体碳、氮原子构成空间网状结构的原子晶体 B.B.碳氮键比金刚石中的碳碳键更长碳氮键比金刚石中的碳碳键更长碳氮键比金刚石中的碳碳键更长碳氮键比金刚石中的碳碳键更长 C.C.碳、氮都是非金属元素，且位于同一周期碳、氮都是非金属元素，且位于同一周期碳、氮都是非金属元素，且位于同一周期碳、氮都是非金属元素，且位于同一周期 D.D.碳、氮的单质的化学性质均不活泼碳、氮的单质的化学性质均不活泼碳、氮的单质的化学性质均不活泼碳、氮的单质的化学性质均不活泼A第23页/共25页3.3.在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占有有有有COCO2 2分子的个数为分子的个数为分子的个数为分子的个数为_，每个，每个，每个，每个COCO2 2分子分子分子分子周围有周围有周围有周围有_个与之紧邻且等距的个与之紧邻且等距的个与之紧邻且等距的个与之紧邻且等距的COCO2 2分分分分子子子子.412第24页/共25页感谢您的观看。感谢您的观看。第25页/共25页