高二化學(xué)《分子晶體與原子晶體》課件

第二節(jié)分子晶體與原子晶體

第二節(jié)分子晶體與原子晶體1教學(xué)目標(biāo)1.掌握分子晶體的概念、構(gòu)成微粒、微粒間的作用、物理性質(zhì)、常見的分子晶體。2.理解分子晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。3.掌握典型分子晶體干冰晶胞的結(jié)構(gòu)特點能力目標(biāo)1.培養(yǎng)空間想像能力和進(jìn)一步認(rèn)識“物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)”的客觀規(guī)律。教學(xué)重、難點1.理解分子晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。教學(xué)目標(biāo)2回顧:1、利用分?jǐn)偡ㄓ嬎憔О辛Ｗ訑?shù)目第1課時回顧:第1課時3體心：1體心：14面心：

1/2面心：1/25棱邊：

1/4棱邊：1/46頂點：1/8頂點：1/87高二化學(xué)《分子晶體與原子晶體》ppt課件8觀察與思考：

下列兩種晶體有什么共同點？碘晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)觀察與思考：

下列兩種晶體有什么共同點？碘晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)9一、分子晶體2、組成微粒：分子3、粒子間作用力：相鄰分子間靠分子間作用力或氫鍵相互吸引，分子內(nèi)原子間以共價鍵結(jié)合1.定義：只含分子的晶體，叫做分子晶體。如干冰、冰等共價化合物一、分子晶體2、組成微粒：分子3、粒子間作用力：相鄰分子間靠10結(jié)合表格和已有知識,分析:分子晶體有哪些物理特性？為什么?思考與交流結(jié)合表格和已有知識,分析:分子晶體有哪些物理特性？為11原因：分子間作用力較弱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(dǎo)電。有些在水溶液中可以導(dǎo)電.(2)較小的硬度；②.分子晶體熔化時一般只破壞分子間作用力,不破壞化學(xué)鍵,也有例外,如S8注:①.分子間作用力越大,熔沸點越高(相對分子質(zhì)量,分子極性,氫鍵)原因：分子間作用力較弱4、物理特性：(1)較低的熔點和沸點，125、典型的分子晶體：（5）絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體：（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：H2O，H2S，NH3，CH4，HX等X2，O2，H2，S8，P4，C60

，稀有氣體等CO2，SO2，NO2，P4O6，P4O10等乙醇，冰醋酸，蔗糖H2SO4，HNO3，H3PO45、典型的分子晶體：（5）絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體：（1）所有非13分子的密堆積氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu)碳60的晶胞分子的密堆積氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu)碳60的晶胞14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(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）15冰中１個水分子周圍有４個水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積冰中１個水分子周圍有４個水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非166、分子晶體結(jié)構(gòu)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(dāng)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。6、分子晶體結(jié)構(gòu)特征（1）密堆積有分子間氫鍵——氫鍵17資料卡片P67（冰燈）

2Mg+CO2====2MgO+C點燃資料卡片P67（冰燈）點燃18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(jì)初的英國化學(xué)家戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學(xué)式為Cl2·8H20的水合物晶體。20世紀(jì)末，科學(xué)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8CH4·46H2O。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(xué)視野：天然氣水合物—一種潛在的能源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191.分子晶體：由分子構(gòu)成。小結(jié):

相鄰分子靠分子間作用力相互吸引2.分子晶體物性：低熔點、升華、硬度很小等3.常見分子晶體分類：4.分子晶體結(jié)構(gòu)特征（１）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（２）不具有分子密堆積特征（如：HF.冰.NH3）(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。1.分子晶體：由分子構(gòu)成。小結(jié):（１）分子密堆積（每個分子201、下列物質(zhì)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(xí)2、干冰氣化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是A、分子內(nèi)共價鍵B、分子間作用力C、分子鍵距離D、分子間的氫鍵BC3、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A1、下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（）C練習(xí)2、干冰氣214、水分子間存在著氫鍵的作用，使水分子彼此結(jié)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(jié)構(gòu)如圖：試分析：4、水分子間存在著氫鍵的作用，使水分子彼此結(jié)合而成（H2O）22①1mol冰中有

mol氫鍵？②H2O的熔沸點比H2S高還是低？為什么？③已知氫鍵也有方向性，試分析為什么冬季河水總是從水面上開始結(jié)冰？2氫鍵

由于氫鍵的方向性，使冰晶體中每個水分子與四面體頂點的4個分子相互吸引，形成空隙較大的網(wǎng)狀體，密度比水小，所以結(jié)的冰會浮在水面上①1mol冰中有mol氫鍵？2氫鍵23＊7.

要數(shù)出一個CO2周圍緊鄰多少個CO2，可以以教科書圖3-12中的任一頂點為體心在其周圍“無隙并置”八個CO2晶胞，周圍緊鄰的CO2分子數(shù)為12個。或利用晶胞進(jìn)行數(shù)學(xué)計算：與任意頂點CO2緊鄰的CO2是該頂點所處面的面心，共有三個分子。若以該頂點形成立方體，則需要八個與此相同的晶胞，則由3×8=24個緊鄰CO2，但每一個CO2都屬于兩個晶胞，所以總數(shù)應(yīng)為:24÷2=12個。P72習(xí)題7＊7.要數(shù)出一個CO2周圍緊鄰多少個CO2，可以以教科書圖24第２課時

《原子晶體》3.2《分子晶體與原子晶體》第２課時

《原子晶體》3.2《分子晶體與原子晶體》25教學(xué)目標(biāo)

知識與能力1、掌握原子晶體的概念，能夠區(qū)分原子晶體和分子晶體。2、了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系?！冀虒W(xué)難點重點〗原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)知識與能力26復(fù)習(xí)提問：1、什么是分子晶體？試舉例說明。2、分子晶體通常具有什么樣的物理性質(zhì)？3、典型的分子晶體有哪些？復(fù)習(xí)提問：27討論：CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過比較判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。熔點沸點干冰（CO2）-56.2℃-78.4℃SiO21723℃2230℃狀態(tài)（室溫）討論：CO228干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖180o109o28′SiO共價鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖思考1.構(gòu)成以上晶體的粒子是什么?2.粒子間通過什么樣的作用力聯(lián)系在一起?3.以上晶體結(jié)構(gòu)在整體上有什么共同特點?干冰的晶體180o109o28′SiO共價鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)29二.原子晶體原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體(又稱共價晶體)。2、原子晶體的構(gòu)成微粒和作用力：1、定義：(1)構(gòu)成微粒是：(2)作用力：注：原子晶體中不存在分子原子共價鍵3、氣化或熔化時破壞的作用力：共價鍵二.原子晶體原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的30觀察·思考對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？觀察·思考對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31(1)熔沸點高4、物理特性：原子晶體的熔沸點隨著共價鍵的增強(qiáng)而升高注：5、典型的原子晶體（1）某些非金屬單質(zhì)，如B,Si,Ge,金剛石.（2）某些非金屬化合物，如氮化硼(BN)碳化硅（SiC,俗稱金剛砂）,二氧化硅晶體,α-Al2O3(2)硬度大(3)難溶于一般溶劑（4）一般不導(dǎo)電(1)熔沸點高4、物理特性：原子晶體的熔沸點隨著共價鍵的增強(qiáng)32解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大。碳、硅、鍺原子半徑依次增大，鍵長依次增大，鍵的強(qiáng)度依次減弱。故它們?nèi)埸c和硬度依次下降。即金剛石＞硅＞鍺學(xué)與問1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)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？干冰晶體中就含有共價鍵,而它是分子晶體.解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大。33第3課時

3.2《分子晶體與原子晶體》第3課時

3.2《分子晶體與原子晶體》34教學(xué)目標(biāo)

知識與能力了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。〖教學(xué)難點重點〗原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)知識與能力35109o28′共價鍵返回金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型109o28′共價鍵返回金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型36晶體硅的晶體結(jié)構(gòu)模型硅原子晶體硅的晶體結(jié)構(gòu)模型硅原子37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？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少個？最小碳環(huán)由多少個碳原子組成？它們是否在同一平面內(nèi)？（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？思考：386、金剛石和二氧化硅的結(jié)構(gòu)特征（1）金剛石的結(jié)構(gòu)特征在金剛石晶體里①每個碳原子都采取SP3雜化，被相鄰的4個碳原子包圍，以共價鍵跟4個碳原子結(jié)合，形成正四面體，被包圍的碳原子處于正四面體的中心。②這些正四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成一個堅實的，彼此聯(lián)結(jié)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’）。6、金剛石和二氧化硅的結(jié)構(gòu)特征（1）金剛石的結(jié)構(gòu)特征在金剛石39⑤晶體中每個C參與了4條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有一半，故C原子與C—C鍵數(shù)之比為：1：（4x?）=1：2④晶體中最小的碳環(huán)由6個碳組成，且不在同一平面內(nèi)。⑥12克金剛石中C—C鍵數(shù)為2NA⑤晶體中每個C參與了4條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只40Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)模型Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)模型41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？在SiO2晶體中每個硅原子連接有幾個共價鍵？每個氧原子連接有幾個共價鍵？硅原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是多少？氧原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是多少？思考2

1molSiO2中含多少molSi—O鍵思考3：SiO2晶體中存在SiO2小分子嗎？SiO2能不能叫做分子式？思考4:在二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,最小的環(huán)由幾個原子構(gòu)成?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？42①每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子形成4個共價鍵，同時，每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合形成2個共價鍵。實際上，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）SiO2晶體的結(jié)構(gòu)特征：②1molSiO2中含4molSi—O鍵③SiO2不能叫做分子式在SiO2晶體中④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)。①每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子形成4個共價鍵，同時，每個O43三、晶體類型的判斷方法1、依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷：構(gòu)成原子晶體的微粒是原子，原子間的作用力是共價鍵，構(gòu)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。三、晶體類型的判斷方法1、依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力44①熔沸點和硬度；(高：原子晶體；中：離子晶體；低：分子晶體)②熔融狀態(tài)的導(dǎo)電性。有無金屬離子？(有：離子晶體)是否屬于“四種原子晶體”？以上皆否定，則多數(shù)是分子晶體。2.從組成上判斷（僅限于中學(xué)范圍）：3.從性質(zhì)上判斷：③溶解性。①熔沸點和硬度；(高：原子晶體；中：離子晶體；低：分子晶體)45分子晶體、原子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的比較構(gòu)成晶體粒子分子原子分子間作用力共價鍵結(jié)構(gòu)、性質(zhì)較小較大較低很高固態(tài)和熔融狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分水溶液導(dǎo)電不導(dǎo)電,個別為半導(dǎo)體相似相溶難溶于常見溶劑分子晶體、原子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的比較構(gòu)成晶體粒子分子原子46資料卡片:P69了解某些原子晶體的熔點和硬度?？茖W(xué)視野：P69-70了解金剛石的單晶的多面體外形和形成?？茖W(xué)史話：P71了解誰證明了金剛石是碳？資料卡片：P76資料卡片:P69了解某些原子晶體的熔點和硬度。資料卡片：P747一種結(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。石墨可用作潤滑劑，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。知識拓展－石墨一種結(jié)晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵黑色至深鋼灰48石墨的晶體結(jié)構(gòu)圖返回石墨的晶體結(jié)構(gòu)圖返回49高二化學(xué)《分子晶體與原子晶體》ppt課件50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(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，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)的共價鍵，故熔沸點很高。石墨為混合鍵型晶體?！旌闲途w石墨1、石墨為什么很軟？3、石墨屬于哪類晶體？為什么？石51小結(jié)：金剛石、石墨的比較每個環(huán)中正四面體空間網(wǎng)狀六邊形平面層狀共價鍵共價鍵與范德華力６個原子不同面６個原子同面４３6*1/2=36*1/2=36*1/4=3/26*1/3=2小結(jié)：金剛石、石墨的比較每個環(huán)中正四面體空間網(wǎng)狀六邊形平面層52練習(xí)1、金剛石（晶體硅結(jié)構(gòu)與此類似）（1）由圖中觀察可知：每個碳原子被相鄰的4個碳原子包圍，以共價鍵跟4個碳原子接個，形成四面體。這些四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成一個堅實的、彼此聯(lián)結(jié)的空間網(wǎng)狀晶體。每個C-C鍵長相等，鍵角均為109。28`。（2）晶體中最小環(huán)由____個C組成且不共面。6（3）晶體中C原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為：６*１/４：６*１/２＝１：２練習(xí)（1）由圖中觀察可知：每個碳原子被相鄰的4個碳原子包圍，532、如右圖所示，在石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)中，每一個最小的碳環(huán)完全擁有碳原子數(shù)為___，每個碳環(huán)完全擁有C－C數(shù)為___石墨中C－C夾角為120☉，C－C鍵長為1.42×10－10m層間距

3.35×10－10m232、如右圖所示，在石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)中，每一個最小的碳環(huán)完全54白球表示硅原子SiO2平面結(jié)構(gòu)3、利用金剛石的結(jié)構(gòu)來推斷SiO2的空間結(jié)構(gòu)SiO2最小的環(huán)有幾個原子組成？金剛石的結(jié)構(gòu)12個（6個硅6個氧）白球表示硅原子SiO2平面結(jié)構(gòu)3、利用金剛石的結(jié)構(gòu)來推斷S554、最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如右圖所示。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，則它的分子式是()A．TiCB．Ti4C4，C．Ti14C13D．Ti13C14防止類推中的失誤C4、最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如565、分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：A、碳化鋁，黃色晶體，熔點2200℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電；________________B、溴化鋁，無色晶體，熔點98℃，熔融態(tài)不導(dǎo)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(zhì)A，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導(dǎo)電_____________分子晶體分子晶體原子晶體離子晶體5、分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：分子晶體分子晶體57再見再見58四、晶體類型的判斷從組成上判斷（僅限于中學(xué)范圍）：有無金屬離子？(有：離子晶體)是否屬于“四種原子晶體”？以上皆否定，則多數(shù)是分子晶體。從性質(zhì)上判斷