人教版選修3 第3章第2節(jié) 分子晶體與原子晶體 課件（34張）.ppt

第二節(jié)分子晶體 碘晶體結構 干冰晶體結構 觀察與思考 下列兩種晶體有什么共同點 nacl晶體結構 一 分子晶體 2 組成微粒 分子 3 粒子間作用力 分子內原子間以共價鍵結合 相鄰分子間靠分子間作用力相互吸引 有單個分子存在 化學式就是分子式不能使用均攤法 分子晶體有時無化學鍵 例如稀有氣體是單原子分子 注意 例 最近發(fā)現一種由鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子 如下圖所示 頂角和面心的原子是鈦原子 棱的中心和體心的原子是碳原子 它的化學式是 解析 由于本題團簇分子指的是一個分子的具體結構 并不是晶體中的最小的一個重復單位 不能采用均攤法分析 所以只需數出該結構內兩種原子的數目就可以了 ti14c13 結合表格和已有知識 分析 分子晶體有哪些物理特性 為什么 思考與交流 4 物理特性 1 較低的熔點和沸點 易升華 3 一般都是絕緣體 熔融狀態(tài)也不導電 有些在水溶液中可以導電 2 較小的硬度 注 分子間作用力越大 熔沸點越高 相對分子質量 分子極性 氫鍵 分子晶體熔化時一般只破壞分子間作用力和氫鍵 不破壞化學鍵 也有例外 如s8 4 符合相似相溶 5 典型的分子晶體 1 所有非金屬氫化物 h2o nh3 ch4 hx 2 部分非金屬單質 x2 o2 s8 p4 c60 3 部分非金屬氧化物 co2 no2 p4o6 4 幾乎所有的酸 h2so4 hno3 h3po4 5 絕大多數有機物 乙醇 冰醋酸 蔗糖 6 分子晶體結構特征 1 密堆積 有分子間氫鍵 氫鍵具有方向性 使晶體中的空間利率不高 留有相當大的空隙 這種晶體不具有分子密堆積特征 如 hf nh3 冰 每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子 2 非密堆積 只有范德華力 無分子間氫鍵 分子密堆積 這類晶體每個分子周圍一般有12個緊鄰的分子 如 c60 干冰 i2 o2 分子的密堆積 氧 o2 的晶體結構 碳60的晶胞 分子的密堆積 與co2分子距離最近的co2分子共有12個 干冰的晶體結構圖 冰中 個水分子周圍有 個水分子 冰的結構 氫鍵具有方向性 分子的非密堆積 干冰 干冰 co2的晶體 硬度與冰相似 但熔點比冰低 常壓下極易升華 用作制冷劑 干冰分子間只存在范德華力不存在氫鍵 是分子密堆積 故密度比冰的高 許多氣體可以與水形成水合物晶體 最早發(fā)現這類水合物晶體的是19世紀初的英國化學家戴維 他發(fā)現氯可形成化學式為cl2 8h20的水合物晶體 20世紀末 科學家發(fā)現海底存在大量天然氣水合物晶體 這種晶體的主要氣體成分是甲烷 因而又稱甲烷水合物 它的外形像冰 而且在常溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷 因而又稱 可燃冰 科學視野 天然氣水合物 一種潛在的能源 小結 1 分子晶體 由分子構成 相鄰分子靠分子間作用力相互吸引 2 分子晶體特點 低熔點 升華 硬度很小等 3 常見分子晶體分類 1 所有非金屬氫化物 2 部分非金屬單質 3 部分非金屬氧化物 4 幾乎所有的酸 而堿和鹽則是離子晶體 5 絕大多數有機物的晶體 晶體分子結構特征 只有范德華力 無分子間氫鍵 分子密堆積 每個分子周圍有12個緊鄰的分子 如 c60 干冰 i2 o2 有分子間氫鍵 不具有分子密堆積特征 如 hf 冰 nh3 1 下列物質屬于分子晶體的化合物是 a 石英b 硫磺c 干冰d 食鹽 c 練習 2 干冰氣化時 下列所述內容發(fā)生變化的是a 分子內共價鍵b 分子間作用力c 分子間距離d 分子間的氫鍵 bc 3 冰醋酸固體中不存在的作用力是 a 離子鍵b 極性鍵c 非極性鍵d 范德華力 a 5 下列屬于分子晶體的是 a cao no cob cl2 h2o2 hec co2 so2 mgcl2d ch4 nh3 naoh 4 下列性質符合分子晶體的是 a 熔點是1070 易溶于水 水溶液能導電 b 熔點是10 31 液態(tài)不導電 水溶液能導電 c 不能溶于水 熔點是1723 沸點是2230 d 熔點是97 81 質軟 導電 密度是0 97g cm3 b b 思考與交流 比較co2和sio2的一些物理性質和結構 試判斷sio2晶體是否屬于分子晶體 二 原子晶體1 定義 原子間以共價鍵相結合而形成的空間網狀結構的晶體 2 構成微粒 3 微粒之間的作用 4 氣化或熔化時破壞的作用力 5 物理性質 熔沸點高 硬度大 難溶于一般溶劑 共價鍵鍵能越大 熔沸點越高 硬度越大 原子 共價鍵 共價鍵 6 常見原子晶體 1 某些非金屬單質 硼 b 硅 si 鍺 ge 金剛石 c 等 2 某些非金屬化合物 sic bn等 3 某些氧化物 sio2 al2o3等 7 原子晶體結構無單個分子 原子間以共價鍵相連 無分子式 只有化學式 化學式為原子個數比 109 28 金剛石的晶體結構示意圖 共價鍵 金剛石的多面體外形 晶體結構和晶胞示意圖 8 典型的原子晶體 1 金剛石 每個c周圍有個c 圍成空間圖形c的雜化軌道類型是 c原子與碳碳鍵之比為 最小碳環(huán)為 且不共面 一個c c鍵被個環(huán)共用 每個環(huán)平均有個c c鍵 一個c原子被個環(huán)共用 每個環(huán)平均有個c原子 4 正四面體 sp3雜化 1 2 六元環(huán) 6 12 1 2 1 金剛石是晶胞 一個晶胞中平均含有個原子 面心立方 8 180 109 28 si o 二氧化硅的晶體結構示意圖 共價鍵 2 sio2原子晶體 每個si周圍有個o 每個o周圍有個si si周圍的si圍成空間圖形 1molsio2中共價鍵為 mol 最小環(huán)上有 個原子 每個si被個環(huán)共用 每個氧被個環(huán)共用 每個最小環(huán)平均擁有個si個o原子 4 2 正四面體 4 12 12 6 1 2 1 zxxkw 1 怎樣從原子結構的角度理解金剛石 硅和鍺的熔點和硬度依次下降 2 具有共價鍵的晶體叫做原子晶體 這種說法對嗎 為什么 探究思考 小結2 判斷晶體類型的方法 1 依據組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷 構成原子晶體的微粒是原子 原子間的作用力是共價鍵 構成分子晶體的微粒是分子 分子之間的作用力是分子間作用力 2 依據物質的分類判斷3 依據晶體的熔點判斷 原子晶體的熔點高 一般在1000 以上 分子晶體的熔點低 常在幾百度以下甚至更低4 依據導電性判斷 分子晶體為非導體 部分分子溶于水能導電 原子晶體多為非導體 有些為半導體 如 硅 鍺5 依據硬度和機械性能判斷 原子晶體硬度大 分子晶體硬度小 總結 分子晶體與原子晶體的比較 相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間網狀結構 分子間以分子間作用力結合 原子 分子 共價鍵 分子間作用力 很大 較小 很大 較小 不溶于一般溶劑 部分溶于水 不導電 個別為半導體 固體和熔化狀態(tài)都不導電 部分溶于水導電 3 分析下列物質的物理性質 判斷其晶體類型 a 碳化鋁 黃色晶體 熔點2200 熔融態(tài)不導電 b 溴化鋁 無色晶體 熔點98 熔融態(tài)不導電 c 五氟化釩 無色晶體 熔點19 5 易溶于乙醇 氯仿 丙酮中 d 物質a 無色晶體 熔融時或溶于水中都能導電 原子晶體 分子晶體 分子晶體 離子晶體 石墨晶體結構 知識拓展 石墨 石墨 1 石墨為什么很軟 2 石墨的熔沸點為什么很高 高于金剛石 3 石墨屬于哪類晶體 為什么 石墨為層狀結構 各層之間是范德華力結合 容易滑動 所以石墨很軟 石墨各層均為平面網狀結構 碳原子之間存在很強的共價鍵 大 鍵 故熔沸點很高 石墨為混合鍵型晶體 分析石墨結構中碳原子數與碳碳鍵數目比 故正六邊形中的碳碳鍵數為6 1 2 3 解析 我們可以先選取一個正六邊形 此結構中的碳原子數為6 一個碳原子被三個六元碳環(huán)共用 正六邊形中的碳原子數為6 1 3 2 六邊形中的任一條邊 即碳碳鍵 均