分子晶体与原子晶体最新精.ppt

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1、分子晶体与原子晶体最新第1页，本讲稿共24页10928共价键第2页，本讲稿共24页18010928SiO共价键第3页，本讲稿共24页石墨晶体结构知识拓展石墨第4页，本讲稿共24页（1）石墨中C原子以sp2杂化；（2）石墨晶体中最小环为六元环，含有C2个，C-C键为3；（3）石墨分层，层间为范德华力，硬度小，可导电；（4）石墨中r（C-C）比金刚石中r（C-C）短。第5页，本讲稿共24页思考：（1）石墨为什么很软？（2）石墨的熔沸点为什么很高？石墨的熔点为什么高于金刚石？（3）石墨属于哪类晶体？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。它们都有很强的C-C共价键。在石墨中各

2、层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大键），C-C键长比金刚石的短，键的强度大，故其熔点金刚石高。石墨为混合键型晶体。熔点（）沸点（）石墨3652 4827金刚石3550 4827第6页，本讲稿共24页单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据金刚石 晶体硅 晶体硼熔点3823 1683 2573沸点5100 2628 2823硬度10 7.0 9.5（1）晶体硼的晶体类型属于_晶体，理由是_。（2）已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此晶体结构单元由_个硼原子构成。其中BB键的键角为_

3、。原子熔沸点高，硬度大，符合原子晶体的性质特点1260第7页，本讲稿共24页观察与思考：下列两种晶体有什么共同点？碘晶体结构 干冰晶体结构第8页，本讲稿共24页二、分子晶体1、概念分子之间通过分子间作用力（范德华力，氢键）结合形成的晶体。（1）构成分子晶体的粒子是分子。（2）粒子间的相互作用是分子间作用力。（3）范德华力远小于化学键的作用；（4）分子晶体熔化破坏的是分子间作用力。第9页，本讲稿共24页分子晶体有哪些物理特性，为什么？第10页，本讲稿共24页(1)较低的熔点和沸点，易升华；(2)较小的硬度；(3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。原因：分子间作用力较弱2、物理特性：第1 1页，本

4、讲稿共24页3、典型的分子晶体：非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX酸：H2SO4，HNO3，H3PO4部分非金属单质:X2，O2，H2，S8，P4，C60 部分非金属氧化物:CO2，SO2，NO2，P4O6，P4O10大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖第12页，本讲稿共24页4、分子晶体结构特征只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰、I2、O2有分子间氢键不具有分子密堆积特征如：HF、冰、NH3 第13页，本讲稿共24页分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子共有1212个个）氧（O2）的晶体结构碳

5、60的晶胞第14页，本讲稿共24页分子的密堆积（与CO22分子距离最近的CO2分子共有12个）干冰的晶体结构图第15页，本讲稿共24页冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰的结构氢键具有方向性分子的非密堆积第16页，本讲稿共24页思考：1mol冰周围有？mol氢键冰中个水分子周围有个水分子形成什么空间构型？第17页，本讲稿共24页 归纳要点分子的密度取决于晶体的体积，取决于紧密堆积程度，分子晶体的紧密堆积由以下两个因素决定：（1）范德华力（2）分子间氢键第18页，本讲稿共24页5、分子晶体熔、沸点高低的比较规律分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力。分子间作用力越大，物质

6、熔化和汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力（包括范力和氢键）的大小。第19页，本讲稿共24页（1）组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。如：O2N2，HIHBrHCl。（2）分子量相等或相近，极性分子的范德华力大，熔沸点高，如CON2（3）含有氢键的，熔沸点较高。如H2OH2TeH2SeH2S，HFHCl，NH3PH3（4）在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低。如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照“邻位间位对位”的顺序。第20页，本讲稿共24页

7、思考1是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力？思考2为什么冰融化为水时,密度增大？不对，分子间氢键也是一种分子间作用力，如冰中就同时存在着范德华力和氢键。在冰晶体中,每个分子周围只有4个紧邻的水分子,由于水分子之间的主要作用力是氢键,氢键跟共价键一样具有方向性,即氢键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4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不变,留有相当大的空隙。当冰刚刚融化为液态水时,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。第21页，本讲稿共24页思考3为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分

8、子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。由于分子间作用力特别是氢键的方向性，导致晶体中有相当大的空隙，所以相同状况下体积较大由于CO2分子的相对分子质量H2O，所以干冰的密度大。第22页，本讲稿共24页思考与交流 CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。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、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？第23页，本讲稿共24页分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较晶体类型分子晶体 原子晶体结构粒子间的作用力性质硬度溶、沸点导电溶解性构成晶体粒子分子 原子分子间作用力共价键结构、性质较小较大较低很高固态和熔融状态都不导电不导电相似相溶难溶于常见溶剂第24页，本讲稿共24页