新課程分子晶體與原子晶體講課用

關于新課程分子晶體與原子晶體講課用第1頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)分子晶體第2頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月回顧:1、什么叫晶體？什么叫非晶體？2、晶體與非晶體在結構和性質上有什么差異？3、利用分攤法計算晶胞中粒子數(shù)目第3頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月觀察·思考請同學們判斷下列物質是晶體還是非晶體：水晶第4頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月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晶體結構第7頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月一、分子晶體一概念分子間以分子間作用力（范德華力，氫鍵）相結合的晶體叫分子晶體。構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8頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

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?思考與交流第9頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月原因：分子間作用力較弱2、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:①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)②分子晶體熔化時一般只破壞分子間作用力,不破壞化學鍵,也有例外,如S8第10頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月5、典型的分子晶體：

（1）所有非金屬氫化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX（2）部分非金屬單質: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)有機物的晶體：乙醇，冰醋酸，蔗糖（6）稀有氣體第11頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月分子的密堆積氧（O2）的晶體結構碳60的晶胞第12頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個）干冰的晶體結構圖第13頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月冰中１個水分子周圍有４個水分子冰的結構氫鍵具有方向性分子的非密堆積第14頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月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。第15頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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—一種潛在的能源第16頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月4、水分子間存在著氫鍵的作用，使水分子彼此結合而成（H2O）n。在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形的正四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體，其結構如圖：試分析：①1mol冰中有

mol氫鍵？②H2O的熔沸點比H2S高還是低？為什么？2氫鍵第17頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

討論CO2和SiO2的一些物理性質如下所示，通過比較，判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。熔點/oC狀態(tài)（室溫）CO2-56.2氣態(tài)SiO21723固態(tài)結論：SiO2不是分子晶體。那么SiO2是什么晶體呢？第18頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月在冰的晶體中，每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子。盡管氫鍵比共價鍵弱得多，不屬于化學鍵，卻跟共價鍵一樣具有方向性，即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引。這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙。當冰剛剛融化為液態(tài)水時，熱運動使冰的結構部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4℃時，才由于熱運動加劇，分子間距離加大，密度漸漸減小。第19頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月可燃冰第20頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、原子晶體

1、定義：原子間以共價鍵相結合而形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體。

2、構成微粒：原子

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）共價鍵共價鍵第21頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月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、

等第22頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月109o28′金剛石的晶體結構示意圖共價鍵第23頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：（1）在金剛石晶體中,C采取什么雜化方式？每個C與多少個C成鍵？最小碳環(huán)由多少個碳原子組成？它們是否在同一平面內？（2）在金剛石晶體中，C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為多少？（3）12克金剛石中C—C鍵數(shù)為多少NA？第24頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月7、典型的原子晶體金剛石的結構特征：在金剛石晶體里①每個碳原子都采取SP3雜化，以共價鍵跟4個碳原子結合，形成正四面體，。②這些正四面體向空間發(fā)展，構成一個堅實的，彼此聯(lián)結的空間網(wǎng)狀晶體。③金剛石晶體中所有的C—C鍵長相等，鍵角相等（109°28’）；④晶體中最小的碳環(huán)由6個碳組成，且不在同一平面內；⑤晶體中C原子與C—C鍵數(shù)之比為：1：2第25頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月180o109o28′Sio二氧化硅的晶體結構示意圖共價鍵第26頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月180o109o28′Sio二氧化硅的晶體結構示意圖下一頁共價鍵第27頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月109o28′金剛石的晶體結構示意圖返回共價鍵第28頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月思考1：在SiO2晶體中每個硅原子周圍緊鄰的氧原子有多少個？每個氧原子周圍緊鄰的硅原子有多少個？在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是多少？思考2：1mol二氧化硅的晶體含幾摩的Si-O鍵3:在二氧化硅的晶體結構中,最小的環(huán)由幾個原子構成?第29頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月SiO2的結構特征：在SiO2晶體中①每個Si原子周圍結合4個O原子；每個O原子跟2個Si原子相結合。SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。②最小的環(huán)是由6個Si原子和6個O原子組成的12元環(huán)。③1molSiO2中含4molSi—O鍵第30頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月解釋：結構相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點越高金剛石＞硅＞鍺學與問

1、怎樣從原子結構角度理解金剛石、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？第31頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月小結1：分子晶體與原子晶體的比較晶體類型原子晶體分子晶體概念組成微粒

作用力熔沸點硬度溶解性導電性相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間網(wǎng)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任何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，部分溶于水導電第32頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月石墨晶體結構知識拓展－石墨第33頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月石墨1、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點為什么很高（熔點高于金剛石）？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(wǎng)狀結構，碳原子之間存在很強的共價鍵，故熔沸點很高。石墨為混合鍵型晶體。第34頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月7、最近發(fā)現(xiàn)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(shù)出該結構內兩種原子的數(shù)目就可以了。答案為：Ti14C13第35頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月小結2：判斷晶體類型的方法1、依據(jù)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