分子晶體和原子晶體

1、分子晶體和原子晶體第1頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一一、分子晶體 、概念 分子間以分子間作用力（范德華力,氫鍵）相結(jié)合的晶體叫分子晶體。 構(gòu)成分子晶體的粒子是分子， 粒子間的相互作用是分子間作用力 第2頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一分子晶體有哪些物理特性,為什么？思考與交流第3頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一 由于分子間作用力很弱，所以分子晶體一般具有： 較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn) 較小的硬度。 一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。2.分子晶體的物理特性第4頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一(1)所有非金屬氫

2、化物： H2O, H2S, NH3, CH4, HX(2) 部分非金屬單質(zhì): X2, N2, O2, H2, S8, P4, C60 (3) 部分非金屬氧化物: CO2, SO2, N2O4, P4O6, P4O10 (4) 幾乎所有的酸： H2SO4, HNO3, H3PO4(5) 大多數(shù)有機(jī)物： 乙醇，冰醋酸，蔗糖3.典型的分子晶體第5頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一思考1是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？ 不對(duì)，分子間氫鍵也是一種分子間作用力，如冰中就同時(shí)存著范德華力和氫鍵。第6頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一思考2為何干冰的熔沸點(diǎn)比

3、冰低，密度卻比冰大？ 由于冰中除了范德華力外還有氫鍵作用，破壞分子間作用力較難，所以熔沸點(diǎn)比干冰高。 由于分子間作用力特別是氫鍵的方向性，導(dǎo)致晶體冰中有相當(dāng)大的空隙，所以相同狀況下體積較大 由于CO2分子的相對(duì)分子質(zhì)量H2O，所以干冰的密度大。第7頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一4.晶體分子結(jié)構(gòu)特征（）只有范德華力，無(wú)分子間氫鍵分子密堆積（每個(gè)分子周?chē)?2個(gè)緊鄰的分子，如：C60、干冰 、I2、O2）類(lèi)似晶體（）有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征（如：HF 、冰、NH3 ）有空隙第8頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一分子的密堆積（與每個(gè)分子距離最近

4、的相同分子分子共有12個(gè) ）第9頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一由此可見(jiàn)，與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個(gè) 。分子的密堆積干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖第10頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一冰中個(gè)水分子周?chē)袀€(gè)水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積第11頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一第12頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一5、分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較規(guī)律分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間的作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化和汽化時(shí)需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。 因此，比較分子晶體的熔、

5、沸點(diǎn)高低，實(shí)際上就是比較分子間作用力（包括范力和氫鍵）的大小。第13頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一（1）組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，_烷烴、烯烴、炔烴、飽和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸點(diǎn)均隨著碳原子數(shù)的增加而升高。 分子間有氫鍵的物質(zhì)（HF、H2O、NH3等）熔、沸點(diǎn)反常增大。形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)，其熔、沸點(diǎn)低于形成分子間氫鍵的物質(zhì)。分子量越大，熔沸點(diǎn)越高。第14頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一（2）在烷烴的同分異構(gòu)體中，一般來(lái)說(shuō)，支鏈數(shù)越多，_。如沸點(diǎn)：正戊烷 異戊烷 新戊烷；芳香烴及其衍生物苯環(huán)上的同分異構(gòu)體一般按照“_”的順序。注意：分子的穩(wěn)定

6、性則決定于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱例如冰與硫化氫的熔點(diǎn)、熱分解溫度的比較？熔沸點(diǎn)越低鄰位 間位 對(duì)位第15頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一籠狀化合物第16頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一 CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過(guò)比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。【思考與交流】第17頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一.概念： 相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合。二原子晶體（共價(jià)晶體）金剛石第18頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一對(duì)比分

7、子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，原子晶體有何物理特性？第19頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一 在原子晶體中，由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的:（1）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高（2）硬度大（3）一般不導(dǎo)電（4）且難溶于一些常見(jiàn)的溶劑 2.原子晶體的物理特性第20頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因:_ 原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式_原因_原子晶體中存在較強(qiáng)的共價(jià)鍵不易被破壞。否原子晶體是一個(gè)三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，無(wú)小分子存在。第21頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一3.常見(jiàn)的原子晶

8、體某些非金屬單質(zhì)： 金剛石（C）、晶體硅(Si)、 晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)等某些非金屬化合物： 碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體某些氧化物： 二氧化硅（ SiO）晶體、第22頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一10928金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵第23頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一18010928Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵第24頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一在二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,最小的環(huán)由幾個(gè)原子構(gòu)成?二氧化硅晶體中最小環(huán)由十二個(gè)原子構(gòu)成 6個(gè)si 6個(gè)o ”正確，只是每個(gè)環(huán)占有的原子個(gè)數(shù)不同，

9、原子可能占據(jù)幾個(gè)環(huán)，所以最簡(jiǎn)比為 Si : O1：2 第25頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一解釋?zhuān)航Y(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高金剛石 碳化硅 晶體硅學(xué)與問(wèn)1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？2、“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？第26頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一 一種結(jié)晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污手指成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm3，化學(xué)性質(zhì)不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧

10、氣中強(qiáng)熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤(rùn)滑劑，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。 知識(shí)拓展石墨第27頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一石墨晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)拓展石墨第28頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一石墨（混合型晶體、過(guò)度型晶體）1、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？3、石墨屬于哪類(lèi)晶體？為什么？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，各層碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大鍵），故熔沸點(diǎn)很高。石墨為混合鍵型晶體。第29頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一第30頁(yè)，

11、共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一思考4以金剛石為例，說(shuō)明原子晶體的微觀結(jié)構(gòu)與分子晶體有哪些不同？組成微粒不同，原子晶體中只存在原子，沒(méi)有分子粒子間相互作用不同，原子晶體中存在的是共價(jià)鍵第31頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一思考5為何金剛石的熔沸點(diǎn)高于硅？C-C鍵能大于Si-Si和Ge-Ge鍵，難破壞思考6為何CO2熔沸點(diǎn)低？而破壞CO2分子卻比SiO2更難？ 因?yàn)镃O2是分子晶體，SiO2是原子晶體，所以熔化時(shí)CO2是破壞范德華力而SiO2是破壞化學(xué)鍵。所以SiO2熔沸點(diǎn)高。 破壞CO2分子與SiO2時(shí)，都是破壞共價(jià)健，而C-O鍵能Si-O鍵能，所以

12、CO2分子更穩(wěn)定。第32頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一4、原子晶體熔、沸點(diǎn)比較規(guī)律在共價(jià)鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的，鍵長(zhǎng)短，鍵能大，晶體的熔、沸點(diǎn)高。如：金剛石 碳化硅 晶體硅第33頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一原子晶體與分子晶體的比較 分 子 晶 體原子晶體構(gòu)成微粒分 子原 子晶體內(nèi)相互作用力分子間作用力（含極性、氫鍵）共價(jià)鍵硬度、熔沸點(diǎn)低高熔、沸點(diǎn)變化規(guī)律1、對(duì)于組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量2、極性分子非極性分子3、氫鍵作用鍵長(zhǎng)鍵能化學(xué)式能否表示分子結(jié)構(gòu)能不能第34頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一歸納1：

13、兩個(gè)晶體的熔沸點(diǎn)的比較1、判斷二者晶體類(lèi)型：一般情況下，原子晶體、離子晶體的熔沸點(diǎn)都高于分子晶體。2、如果是同種晶體，比較晶體內(nèi)各微粒之間相互作用力的大小。第35頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一歸納2：非金屬單質(zhì)是原子晶體還是分子晶體，可從以下角度進(jìn)行分析判斷：（1）依據(jù)組成晶體的粒子和粒子間的作用判斷原子晶體的粒子是_，質(zhì)點(diǎn)間的作用是_；分子晶體的粒子是_，質(zhì)點(diǎn)間的作用是_。（2）記憶常見(jiàn)的、典型的原子晶體a、單質(zhì)：_b、化合物：_原子共價(jià)鍵分子分子間作用力(某些含有氫鍵)金剛石、晶體硅、晶體硼SiO2、SiC、BN第36頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55

14、分，星期一（3）依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷原子晶體熔、沸點(diǎn)高，常在1000以上；分子晶體熔、沸點(diǎn)低，常在數(shù)百度以下至很低的溫度。（4）依據(jù)導(dǎo)電性判斷分子晶體為非導(dǎo)體，但部分分子晶體溶于水后能導(dǎo)電；原子晶體多數(shù)為非導(dǎo)體，但晶體硅、晶體鍺是半導(dǎo)體。（5）依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷原子晶體硬度大，分子晶體硬度小且較脆。第37頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一【鞏固練習(xí)】1下列晶體由原子直接構(gòu)成，且屬于分子晶體的是( ) A固態(tài)氫 B固態(tài)氖 C白磷 D三氧化硫 2. 共價(jià)鍵、離子鍵和范德華力是構(gòu)成物質(zhì)粒子間的不同作用方式，下列物質(zhì)中，只含有上述一種作用的是 ( ) A. 干冰 B. 氯化鈉

15、C. 氫氧化鈉 D. 碘BB第38頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一3在金剛石的晶體中，含有由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上所需碳原子數(shù)及每個(gè)碳原子上任意兩個(gè)CC鍵間的夾角是 ( ) A6個(gè)120 B5個(gè)108C4個(gè)10928 D6個(gè)109284. 支持固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)是 ( ) A. 氮原子不能形成陽(yáng)離子 B. 銨離子不能單獨(dú)存在 C. 常溫下，氨是氣態(tài)物質(zhì) D. 氨極易溶于水 DC第39頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一5.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)；每一個(gè)碳原于都跟其他3個(gè)碳原子相結(jié)合，如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7個(gè)六元環(huán)

16、完全占有的碳原子數(shù)是( ) A. 10個(gè) B. 18個(gè) C. 24個(gè) D. 14個(gè)D第40頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一6. 2003年美國(guó)科學(xué)雜志報(bào)道：在超高壓下，科學(xué)家用激光器將CO2加熱到1800K，成功制得了類(lèi)似石英的CO2原子晶體。下列關(guān)于CO2晶體的敘述中不正確的是( ) A. 晶體中C、O原子個(gè)數(shù)比為12 B. 該晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高、硬度大 C. 晶體中COC鍵角為180 D. 晶體中C、O原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)C第41頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一7、氮化硅是一種新合成的材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)

17、熔化時(shí)，所克服的作用力與氮化硅熔化所克服的微粒間的作用力都相同的是 ( )A、硝石和金剛石 B、晶體硅和水晶C、冰和干冰 D、萘和蒽B第42頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一8. 碳化硅（SiC）具有類(lèi)似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體金剛石晶體硅碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是（ ） A. B. C. D. A第43頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55分，星期一【拓展提高】1.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300反應(yīng)獲得。(1)氮化硅晶體屬于_晶體。(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子，Si原子與Si原子不直接相連，同時(shí)每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式_.(3)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得到較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi).原子Si3N43SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl第44頁(yè)，共46頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)55