【高中化学】分子晶体与共价晶体 第1课时课件 2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第二节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体第三章晶体结构与性质课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究那么，这些晶体有什么不同呢？通过前面对于晶体与非晶体的学习，我们知道：雪花、食盐以及金刚石都是晶体。雪花食盐钻石课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究雪花食盐钻石由H2O分子构成分子间作用力分子晶体由Na+和Cl构成静电作用力离子晶体由C原子构成共用电子对共价晶体知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究一、分子晶体1、定义：只由分子构成的晶体冰(H2O)干冰(CO2)碘

2、(I2)碳60(C60)2、相互作用分子内：共价键分子间：分子间作用力(除了稀有气体外)(除范德华力外还可能有氢键)知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究右前后3、常见的典型分子晶体(1)所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4等；(2)部分非金属单质：X2(卤素)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等；金刚石结构(3)部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等；(除B、Si、金刚石等)OSiSiO2结构(除SiO2等)(4)几乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等；(5)绝大多数有机物：苯、

3、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等；知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究左右4、分子晶体的物理性质请根据表中数据分析分子晶体的熔点有什么特点？分子晶体氧气氮气白磷硫化氢甲烷乙酸熔点/218.3210.144.285.618216.6表32某些分子晶体的熔点熔、沸点较低；(1)分子晶体熔、沸点较低、硬度小。(2)分子晶体大多都是绝缘体，在固态和熔融状态下都不导电。(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、分子晶体的结构特征下图中，每个干冰晶胞中有多少个CO2分子？

4、干冰晶胞CO2分子数=86 =42181知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、分子晶体的结构特征在干冰晶体中，每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?干冰晶胞xyz12个中心知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、分子晶体的结构特征(1)分子密堆积在分子晶体中，如果分子间的作用力只有范德华力，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。干冰晶胞碘(I2)碳60(C60)(如：干冰、I2、C60等)知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨

5、sir化学侵权必究5、分子晶体的结构特征冰晶体中，每个H2O周围有几个紧密相邻的H2O？和干冰晶体一样吗？若不一样，可能的原因是什么？冰晶胞4个因为水分子间除范德华力还存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，每个水分子都与4个相邻的水分子相互吸引，构成四面体。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、分子晶体的结构特征(2)分子非密堆积在分子晶体中，如果分子间的作用力除了范德华力，还存在氢键，导致每个分子周围紧邻的分子少于12个，晶体的空间利用率不高，分子晶体的这一特征称为非密堆积。冰晶胞（如：HF、冰、NH3）知识精讲小杨老师 15521324728版权

6、归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、分子晶体的结构特征(1)分子密堆积（每个分子周围一般有12个紧邻的分子）(2)分子非密堆积（每个分子周围紧邻的分子少于12个）微粒间作用力_微粒堆积方式_举例干冰、I2、C60等HF晶体、NH3晶体、冰范德华力范德华力和氢键密堆积非密堆积知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究【思考与讨论】硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？硫化氢晶体中分子间的作用力只有范德华力，范德华力无饱和性和方向性，能够形成分子密堆积。因此，一个硫化氢

7、分子周围有12分紧邻分子。而冰晶体中分子间的作用力除了有范德华力，还存在氢键，由于氢键具有方向性，这迫使在四面体中的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键，因此，冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究为什么04，水的密度随温度的升高而增大，而超过4，水的密度随温度的升高而减小?水的密度随温度变化的曲线图水的密度随温度变化的曲线图因为在04时，温度升高，热运动使缔合水分子的部分氢键断裂，分子间空隙减小，密度增大；而超过4时，温度升高，水分子热运动速度加快，使得分子的平均距离加大，密度减小。知识精讲小杨老师

8、 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究冰晶胞干冰的熔沸点和密度与冰比如何？为什么？干冰晶胞因为干冰中CO2之间只存在范德华力(CO2之间采用密堆积)，而冰中H2O间除范德华力外还存在氢键(H2O之间采用非密堆积)，所以干冰的熔沸点比冰低，而密度却比冰大；科学 技术 社会小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究天然气水合物一种潜在的能源许多气体可以与水形成水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷，因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放

9、出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”。天然气分子藏在水分子笼内水分子笼是多种多样的本节小结小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究冰分子晶体分子分子间作用力分子密堆积分子非密堆积性质熔、沸点低硬度小干冰、碘、C60氢 键范德华力类型性质结构决定反映影响晶体的密度对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究2、下列关于分子晶体的说法正确的是()A.分子内均存在共价键B.分子间一定存在范德华力C.分子间一定存在氢键D.晶体的熔、沸点一般较高B1、下列各组物质都属于分子晶体的是()A.碘、二氧化碳、白磷、C60B.NaCl、二氧化碳

10、、白磷、二氧化硫C.SO2、金刚石、N2、铜D.醋酸、甲烷、石墨、氧化钠A对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究4、干冰熔点很低是由于()A.CO2是非极性分子B.C=O的键能很小C.CO2化学性质不活泼D.CO2分子间的作用力较弱D3、下列性质适合于分子晶体的是()熔点1070，易溶于水，水溶液导电熔点10.31，液态不导电，水溶液导电能溶于CS2，熔点112.8，沸点444.6熔点97.81，质软、导电，密度为0.97gcm3A.B.C.D.C对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、下列说法正确的是(

11、)A.范德华力普遍存在于分子之间，如液态水中因范德华力的存在使水分子发生缔合B.H2SO4为强电解质，硫酸晶体是能导电的C.冰中1个H2O分子可通过氢键与4个水分子相连，所以冰中H2O分子与氢键的数目之比为14D.氢键有饱和性和方向性，所以液态水结成冰时体积会变大D对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究6、如图为干冰的晶胞结构示意图。(1)将CO2分子视作质点，设晶胞边长为apm，则紧邻的两个CO2分子的距离为_pm。(2)其密度为_(1pm1010cm)。干冰晶胞中有4个CO2心之所愿，无事不成第二节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体第三章晶体结构

12、与性质课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔点很低，而SiO2晶体的熔点很高？干冰(熔点：56.2)SiO2(熔点：1723)课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究干冰构成粒子：粒子间的作用力：构成粒子：粒子间的作用力：使干冰晶体熔化，破坏的是范德华力，而使SiO2晶体熔化，需要破坏共价键，共价键比范德华力强。CO2分子范德华力Si原子和O原子共价键SiO2知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究二、共价晶

13、体1、定义：相邻原子间以共价键结合而形成空间立体网状结构的晶体。2、构成微粒及微粒间作用力原子共价键共价晶体构成粒子粒子间的作用力【注意】金刚石晶体结构(如稀有气体)由原子构成的晶体不一定是共价晶体；具有共价键的晶体不一定是共价晶体。(如干冰晶体)知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究除了金刚石和SiO2外，还有哪些物质属于共价晶体呢？以碳为中心3、常见的共价晶体及物质类别(1)这些元素的单质硅(Si)、硼(B)、锗(Ge)和灰锡(Sn)(2)这些元素组成的化合物碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等(3)极少数金属氧化

14、物刚玉(Al2O3)等知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究4、共价晶体的物理性质共价晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/350030002700171014101211硬度*109.59.576.56.0表33某些共价晶体的熔点和硬度共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高、硬度大，不溶于常见溶剂，一般不导电。钻石钻石(金刚石金刚石)氮化硅氮化硅(Si3N4)轴承轴承碳化硅碳化硅(SiC)砂轮砂轮知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究金刚石、晶体硅均具有相似的晶体结构，它们的熔沸点和硬

15、度的大小关系如何判断？金刚石晶体结构硅晶体结构金刚石硅熔点/350010硬度14106.5键长(pm)154234键能/(kJ/mol)348226结构相似的共价晶体，成键原子半径越小，共价键的键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点就越高，硬度就越大。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究【归纳总结】晶体熔、沸点和硬度的比较方法(1)先判断晶体类型 对于不同类型的晶体，一般来说，共价晶体的熔、沸点、硬度都大于分子晶体(2)对于同一类型的晶体共价晶体的熔点高低、硬度大小取决于共价键的强弱。原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越强，熔点越高。分子晶体的熔

16、、沸点高低、硬度大小取决于分子间作用力。分子间作用力与相对分子质量有关，同时还要考虑分子极性及是否存在氢键。知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、典型共价晶体的结构分析(1)金刚石在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有个；每个碳原子都采取_；所有的CC键长相等，键角相等，键角为_；晶体中最小的碳环由_个碳组成，且_同一平面内；晶体中每个C参与了条CC键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子数与CC键数之比为_；每个碳原子可被_个六元环共用，每个CC键可被个六元环共用；12g金刚石含有_个C原子，含有_个CC键。4sp3杂化109286不

17、在41:2126NA2NA10928正四面体知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究5、典型共价晶体的结构分析(2)二氧化硅在SiO2晶体中，每个硅原子采取sp3杂化与个氧原子结合；每个氧原子与个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是。单个的SiO2分子存在。在SiO2晶体中，每个硅原子形成个共价键；每个氧原子形成个共价键，1molSiO2中含molSiO。在SiO2晶体中，最小环为元环，由个Si原子和个O原子构成。4没有1:22421266把金刚石晶体中的碳原子换为硅原子，每两个硅原子之间增加一个氧原子，即形成SiO2的晶体结构。4知识

18、精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究(2)二氧化硅二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。硅氧四面体构成的螺旋链石英的左、右型晶体知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究 二氧化硅具有许多用途，是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。(2)二氧化硅知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究六、分

19、子晶体与共价晶体的比较晶体类型共价晶体分子晶体组成微粒作用力熔沸点硬度溶解性导电性原子分子共价键分子间作用力很大较小很大较小不溶于常见溶剂部分溶于水不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究1、金刚石是典型的共价晶体。下列关于金刚石的说法中错误的是()A.晶体中不存在独立的“分子”B.碳原子间以共价键相结合C.是硬度最大的物质之一D.化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应D3、有下列三种晶体：金刚石晶体硅碳化硅，它们的熔点从高到低的顺序是()A.B.C.D.A2、下列关于共价晶体和分子晶体

20、的说法不正确的是()A.共价晶体硬度通常比分子晶体大B.共价晶体的熔、沸点较高C.分子晶体都不溶于水D.金刚石、水晶属于共价晶体C对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究4、硅是一种重要的非金属单质，硅及其化合物的用途非常广泛。根据下表中三种物质(晶体)的熔点，简要解释熔点产生差异的原因：物质SiO2SiCl4SiF4熔点/17107090.2(1)SiO2和SiCl4：_。(2)SiCl4和SiF4：_。SiO2是共价晶体，微粒间作用力为共价键；SiCl4是分子晶体，分子间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于SiCl4。SiCl4和SiF4均为分子晶体，分子间作用力均为范德华力，根据分子结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，可知SiCl4熔点高于SiF4。