選修分子晶體和原子晶體

復(fù)習(xí)提問(wèn)：微粒間作用有哪些？微粒為分子：分子間作用力（或范德華力）或氫鍵；微粒為原子：極性共價(jià)鍵或非極性共價(jià)鍵；微粒為離子：離子鍵。第1頁(yè)/共37頁(yè)第一頁(yè)，共38頁(yè)。一、分子晶體

1、只含分子的晶體稱為分子晶體。如碘晶體只含I2分子，屬于分子晶體。在分子晶體中，分子內(nèi)的原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，而相鄰分子靠分子間作用力或氫鍵相互吸引。碘晶體結(jié)構(gòu)**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或氫鍵第2頁(yè)/共37頁(yè)第二頁(yè)，共38頁(yè)。分子晶體有哪些物理特性,為什么？思考與交流第3頁(yè)/共37頁(yè)第三頁(yè)，共38頁(yè)。2、分子晶體的一般宏觀性質(zhì)①較低的熔沸點(diǎn)②較小的硬度③固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電④分子晶體的溶解性與溶質(zhì)與溶劑的分子的極性相關(guān)——

相似相溶構(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或氫鍵第4頁(yè)/共37頁(yè)第四頁(yè)，共38頁(yè)。3、屬于分子晶體的化合物類別舉例（1）、所有非金屬氫化物

H2O,H2S,NH3,CH4,HX（2）、部分非金屬單質(zhì)

X2,O2,H2,S8,P4,C60（3）、部分非金屬氧化物

CO2,SO2,NO2,P4O6,P4O10（4）、幾乎所有的酸

H2SO4,HNO3,H3PO4（5）、絕大多數(shù)有機(jī)物晶體

乙醇，冰醋酸，蔗糖第5頁(yè)/共37頁(yè)第五頁(yè)，共38頁(yè)。4.晶體分子結(jié)構(gòu)特征（１）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）（２）有分子間氫鍵－不具有分子密堆積特征（如：HF、冰、NH3

）第6頁(yè)/共37頁(yè)第六頁(yè)，共38頁(yè)。分子的密堆積（與每個(gè)分子距離最近的相同分子分子共有12個(gè)）第7頁(yè)/共37頁(yè)第七頁(yè)，共38頁(yè)。干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個(gè)）第8頁(yè)/共37頁(yè)第八頁(yè)，共38頁(yè)。碘的晶體結(jié)構(gòu)圖由此可見(jiàn)，每個(gè)碘分子周?chē)?/p>

個(gè)碘分子12第9頁(yè)/共37頁(yè)第九頁(yè)，共38頁(yè)。冰中１個(gè)水分子周?chē)校磦€(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10頁(yè)/共37頁(yè)第十頁(yè)，共38頁(yè)?；\裝化合物第11頁(yè)/共37頁(yè)第十一頁(yè)，共38頁(yè)。第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類100年的能源需求。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成８?jìng)€(gè)籠，每個(gè)籠可容納１個(gè)CH4分子或１個(gè)游離H2O分子。若晶體中每８?jìng)€(gè)籠中有６個(gè)籠容納了CH4分子，另外２個(gè)籠被游離H2O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為

A、CH4·14H2O

B、CH4·8H2O

C、CH4·7H2O

D、CH4·6H2O練習(xí)第12頁(yè)/共37頁(yè)第十二頁(yè)，共38頁(yè)。

在干冰晶體中，平均每個(gè)晶胞（如圖）占有CO2分子的個(gè)數(shù)為_(kāi)___，與二氧化碳分子距離最近的二氧化碳分子有

個(gè)。412第13頁(yè)/共37頁(yè)第十三頁(yè)，共38頁(yè)。小節(jié):1、分子晶體：由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。2、分子晶體特點(diǎn)：低熔點(diǎn)、升華、硬度很小等。3、常見(jiàn)分子晶體分類：(1)所有非金屬氫化物(2)部分非金屬單質(zhì)，(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(shù)有機(jī)物的晶體。晶體分子結(jié)構(gòu)特征（１）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（２）有分子間氫鍵－不具有分子密堆積特征（如：HF、冰、NH3

）第14頁(yè)/共37頁(yè)第十四頁(yè)，共38頁(yè)。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15頁(yè)/共37頁(yè)第十五頁(yè)，共38頁(yè)。二、原子晶體

1、定義：原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。

2、構(gòu)成微粒：原子

3、微粒之間的作用：共價(jià)鍵

4、氣化或熔化時(shí)破壞的作用：共價(jià)鍵第16頁(yè)/共37頁(yè)第十六頁(yè)，共38頁(yè)。對(duì)比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，原子晶體有何物理特性？第17頁(yè)/共37頁(yè)第十七頁(yè)，共38頁(yè)。

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

5.原子晶體的物理特性第18頁(yè)/共37頁(yè)第十八頁(yè)，共38頁(yè)。6.常見(jiàn)的原子晶體（1）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（2）某些非金屬化合物：

碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體（3）某些氧化物：

二氧化硅（SiO２）晶體、Al2O3第19頁(yè)/共37頁(yè)第十九頁(yè)，共38頁(yè)。109o28′金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵第20頁(yè)/共37頁(yè)第二十頁(yè)，共38頁(yè)。第21頁(yè)/共37頁(yè)第二十一頁(yè)，共38頁(yè)。①正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵角：109028’小結(jié)：②不在同一平面上的環(huán)由6個(gè)原子構(gòu)成③

C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)比1：2第22頁(yè)/共37頁(yè)第二十二頁(yè)，共38頁(yè)。180o109o28′SiO二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵二氧化硅第23頁(yè)/共37頁(yè)第二十三頁(yè)，共38頁(yè)。解釋：結(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＞晶體硅交流與研討1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、碳化硅和硅的熔點(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24頁(yè)/共37頁(yè)第二十四頁(yè)，共38頁(yè)。

莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)，1824年由德國(guó)礦物學(xué)家莫斯（FrederichMohs）首先提出。確定這一標(biāo)準(zhǔn)的方法是，用棱錐形金剛石鉆針刻劃所試礦物的表面而產(chǎn)生劃痕，用測(cè)得的劃痕的深度來(lái)表示硬度。資料莫氏硬度第25頁(yè)/共37頁(yè)第二十五頁(yè)，共38頁(yè)。

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26頁(yè)/共37頁(yè)第二十六頁(yè)，共38頁(yè)。石墨晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)拓展－石墨第27頁(yè)/共37頁(yè)第二十七頁(yè)，共38頁(yè)。石墨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)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大π鍵），故熔沸點(diǎn)很高。石墨為混合型晶體（過(guò)渡晶體）第28頁(yè)/共37頁(yè)第二十八頁(yè)，共38頁(yè)。第29頁(yè)/共37頁(yè)第二十九頁(yè)，共38頁(yè)。C60第30頁(yè)/共37頁(yè)第三十頁(yè)，共38頁(yè)。C70第31頁(yè)/共37頁(yè)第三十一頁(yè)，共38頁(yè)。碳納米管第32頁(yè)/共37頁(yè)第三十二頁(yè)，共38頁(yè)。小結(jié)：晶體類型原子晶體分子晶體概念組成微粒

作用力熔沸點(diǎn)硬度溶解性導(dǎo)電性相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子間以分子間作用力結(jié)合原子分子共價(jià)鍵分子間作用力很大較小很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電第33頁(yè)/共37頁(yè)第三十三頁(yè)，共38頁(yè)。根據(jù)對(duì)碳元素的同素異形體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理解，請(qǐng)分析：(1)C60固體屬于_______晶體(2)固體C60的熔沸點(diǎn)與金剛石晶體的熔點(diǎn)相比，

______較高。(3)固體C60若是能溶解在某種溶劑中，這種溶劑是水還是苯？分子金剛石苯第34頁(yè)/共37頁(yè)第三十四頁(yè)，共38頁(yè)。例如：右圖所示，在石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)最小的碳環(huán)完全擁有碳原子數(shù)為_(kāi)__，每個(gè)C完全擁有C－C數(shù)為_(kāi)__石墨中C－C夾角為120☉，C－C鍵長(zhǎng)為1.42×10－10m層間距

3.35×10－10m22/3第35頁(yè)/共37頁(yè)第三十五頁(yè)，共38頁(yè)。白球表示硅原子利用金剛石的結(jié)構(gòu)來(lái)推斷SiO2的空間結(jié)構(gòu)SiO2最小的環(huán)有幾個(gè)原子組成？金剛石的結(jié)構(gòu)12個(gè)（6個(gè)硅6個(gè)氧）第36頁(yè)/共37頁(yè)第三十六頁(yè)，共38頁(yè)。感