分子晶体和原子晶体ppt课件

第三节 原子晶体和分子晶体第三节 原子晶体和分子晶体1冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰中个水分子周围有个水分子冰的结构冰的结构氢键具有方向性氢键具有方向性冰晶体的结构与性质冰晶体的结构与性质冰中个水分子周围有个水分子冰的结构氢键具有方向性冰晶体的2分子晶体和原子晶体ppt课件3分子的密堆积分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子分子共有（与每个分子距离最近的相同分子分子共有（与每个分子距离最近的相同分子分子共有（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12121212个个个个 ）分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个）4迁移迁移应用应用下列物质形成的晶体中属于分子晶体的化下列物质形成的晶体中属于分子晶体的化合物是（合物是（）。）。A.NH3、H2、C10H8B.H2S、CO2、H2SO4C.SO2、SiO2、P2O5D.CH4、Na2S、H2O迁移应用55、分子晶体熔、沸点高低的比较规律、分子晶体熔、沸点高低的比较规律分子晶体要熔化或汽化都需要克服分分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力。分子间作用力越大，物质子间的作用力。分子间作用力越大，物质熔化和汽化时需要的能量就越多，物质的熔化和汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。熔、沸点就越高。因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力（包括范力实际上就是比较分子间作用力（包括范力和氢键）的大小。和氢键）的大小。5、分子晶体熔、沸点高低的比较规律6（1）组成和结构相似的物质，）组成和结构相似的物质，_烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加而升高。而升高。分子间有氢键的物质（分子间有氢键的物质（HF、H2O、NH3等）熔、沸点反常增大。形成分子内氢等）熔、沸点反常增大。形成分子内氢键的物质，其熔、沸点低于形成分子间氢键的物质，其熔、沸点低于形成分子间氢键的物质。键的物质。分子量越大，熔沸点越高。分子量越大，熔沸点越高。（1）组成和结构相似的物质，分子量越大，熔沸点越高。7（2）在烷烃的同分异构体中，一般来说，）在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，支链数越多，_。如沸点：。如沸点：正戊烷正戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷；芳香烃及其新戊烷；芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照衍生物苯环上的同分异构体一般按照“_”的顺序。注的顺序。注意：意：分子的稳定性则决定于共价键的分子的稳定性则决定于共价键的强弱例如冰与硫化氢的熔点、热分强弱例如冰与硫化氢的熔点、热分解温度的比较？解温度的比较？熔沸点越低熔沸点越低邻位邻位 间位间位 对位对位（2）在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，_8思考思考1是不是在分子晶体中分子间只是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力？存在范德华力？不对，分子间氢键也是一种分子不对，分子间氢键也是一种分子间作用力，如冰中就同时存着范德华间作用力，如冰中就同时存着范德华力和氢键。力和氢键。思考1是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力？9思考思考2为何干冰的熔沸点比冰低，密度却为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？比冰大？由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。高。由于分子间作用力特别是氢键的方向性，由于分子间作用力特别是氢键的方向性，导致晶体冰中有相当大的空隙，所以相同状导致晶体冰中有相当大的空隙，所以相同状况下体积较大况下体积较大由于由于CO2分子的相对分子质量分子的相对分子质量H2O，所，所以干冰的密度大。以干冰的密度大。思考2为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？10二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构二氧化碳的晶体结构二氧化碳的晶体结构二氧化硅的晶体结构二氧化碳的晶体结构11思考思考2：金刚石的结构特征金刚石的结构特征、C采取什么杂化方式？采取什么杂化方式？、每个碳原子周围紧邻的碳原子有每个碳原子周围紧邻的碳原子有 多少个？多少个？每个每个C成几个键？成几个键？、形成怎样的空间结构？、形成怎样的空间结构？、键角度数、键角度数思考2：12、最小碳环由多少个碳原子组成？它们、最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？是否在同一平面内？、C原子个数与原子个数与CC键数之比为多少？键数之比为多少？、12克金刚石中克金刚石中CC键数为多少键数为多少NA？、最小碳环由多少个碳原子组成？它们 1310928共价键金刚石的晶体结构示意图10928共价键金刚石的晶体结构示意图14硅晶体结构硅晶体结构作为晶体管材料硅晶体结构作为晶体管材料1518010928SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图18010928SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图16思考3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?1mol SiO2中含几中含几mol SiO键键SiO2的结构特征的结构特征思考思考1：每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？思考思考2：在在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？硅原子个数与硅原子个数与SiO共价键个数之比是多少？共价键个数之比是多少？氧原子个数与氧原子个数与SiO共价键个数之比是多少？共价键个数之比是多少？思考3:SiO2的结构特征思考1：思考2：17常见的原子晶体常见的原子晶体某些非金属单质：金刚石（金刚石（C C）、晶体硅）、晶体硅(Si)(Si)、晶体硼（晶体硼（B B）等）等某些非金属化合物：碳化硅（碳化硅（SiCSiC）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（BNBN）晶体）晶体某些氧化物：二氧化硅（二氧化硅（SiO SiO）常见的原子晶体18观察观察思考思考观察表格中原子晶体的数据，分析原子观察表格中原子晶体的数据，分析原子晶体有何物理特性？晶体有何物理特性？观察思考观察表格中原子晶体的数据，分析原子晶体有何物理特性19原子晶体的物理特性原子晶体的物理特性熔点和沸点高熔点和沸点高硬度大硬度大一般不导电一般不导电难溶于一些常见的溶剂（包括无机、有机）难溶于一些常见的溶剂（包括无机、有机）原子晶体中，成键元素原原子晶体中，成键元素原子半径越小，共价键键能子半径越小，共价键键能越大，熔点越高。越大，熔点越高。熔化时需克服的作用：熔化时需克服的作用：共价键共价键原子晶体的物理特性原子晶体中，成键元素原子半径越小，共价键键20原子晶体与分子晶体的比较原子晶体与分子晶体的比较原子晶体与分子晶体的比较211、碳化硅、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中其中C 原子和原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种原子的位置是交替的。在下列三种晶体晶体金刚石、金刚石、晶体硅、晶体硅、碳化硅中，它们的熔碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（点从高到低的顺序是（）A、B、C、D、A1课堂检测课堂检测A1课堂检测222下列化学式能真实表示物质分子组成的下列化学式能真实表示物质分子组成的是是（）ANaOHBSiO2CCsClDSO3D2下列化学式能真实表示物质分子组成的是 233、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（）A、熔点、熔点2700 ，导电性好，延展性强，导电性好，延展性强B、无色晶体，熔点、无色晶体，熔点3550 ，不导电，质硬，难溶于，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂水和有机溶剂C、无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为、无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ，熔化时能导电熔化时能导电D、熔点、熔点-56.6，微溶于水，硬度小，固态或液态时，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电不导电BB24练习：有下列八种物质：水晶、氯化钠、碳化硅、冰、练习：有下列八种物质：水晶、氯化钠、碳化硅、冰、金刚石和过氧化钠晶体。金刚石和过氧化钠晶体。填空：填空：属于原子晶体的化合物是：属于原子晶体的化合物是：；直接由原子构成的晶体是：直接由原子构成的晶体是：；只含有离子键的离子晶体是：只含有离子键的离子晶体是：；含有非极性键的离子晶体是含有非极性键的离子晶体是：；受热熔化后化学键不发生变化的是：受热熔化后化学键不发生变化的是：；受热熔化需破坏化学键的是：受热熔化需破坏化学键的是：。水晶水晶 碳化硅碳化硅水晶水晶 碳化硅碳化硅、金刚石、金刚石氯化钠氯化钠过氧化钠过氧化钠冰冰 练习：有下列八种物质：水晶、氯化钠、碳化硅、冰、金刚石和过氧25开拓思考开拓思考仔细观察下边的示意图后，回答下列问题：仔细观察下边的示意图后，回答下列问题：金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？开拓思考26石墨晶体石墨晶体过渡型晶体或混合型晶体过渡型晶体或混合型晶体石墨晶体过渡型晶体或混合型晶体27分子晶体和原子晶体ppt课件28石墨（混合型晶体、过渡渡型晶体）1 1、石墨为什么很软？、石墨为什么很软？2 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3 3、石墨属于哪类晶体？为什么？、石墨属于哪类晶体？为什么？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。容易滑动，所以石墨很软。石墨各层均为平面网状结构，各层碳原子之间石墨各层均为平面网状结构，各层碳原子之间存在很强的共价键（大存在很强的共价键（大键）键），故熔沸点很高。，故熔沸点很高。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。石墨（混合型晶体、过渡型晶体）1、石墨为什么很软？3、石墨属29分子晶体和原子晶体ppt课件30思考为何金刚石的熔沸点高于硅？思考为何金刚石的熔沸点高于硅？C-C键能大于键能大于Si-Si和和Ge-Ge键，难破坏键，难破坏思考为何思考为何CO2熔沸点低？而破坏熔沸点低？而破坏CO2分子分子却比却比SiO2更难？更难？因为因为CO2是分子晶体，是分子晶体，SiO2是原子晶体，是原子晶体，所以熔化时所以熔化时CO2是破坏范德华力而是破坏范德华力而SiO2是破是破坏化学键。所以坏化学键。所以SiO2熔沸点高。熔沸点高。破坏破坏CO2分子与分子与SiO2时，都是破坏共价时，都是破坏共价健，而健，而C-O键能键能Si-O键能，所以键能，所以CO2分子更分子更稳定。稳定。思考为何金刚石的熔沸点高于硅？31归纳归纳1：两个晶体的熔沸点的比较两个晶体的熔沸点的比较1、判断二者晶体类型：、判断二者晶体类型：一般情况下，原子晶体、离子晶体一般情况下，原子晶体、离子晶体的熔沸点都高于分子晶体。的熔沸点都高于分子晶体。2、如果是同种晶体，比较晶体内各微、如果是同种晶体，比较晶体内各微粒粒之间之间相互作用力的大小。相互作用力的大小。归纳1：两个晶体的熔沸点的比较32归纳归纳2：非金属单质是原子晶体还是分子晶非金属单质是原子晶体还是分子晶体，可从以下角度进行分析判断：体，可从以下角度进行分析判断：（1）依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断）依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断原子晶体的粒子是原子晶体的粒子是_，质点间的作，质点间的作用是用是_；分子晶体的粒子是分子晶体的粒子是_，质点间的作，质点间的作用是用是_。（2）记忆常见的、典型的原子晶体）记忆常见的、典型的原子晶体a、单质：、单质：_b、化合物：、化合物：_原子原子共价键共价键分子分子分子间作用力分子间作用力分子间作用力分子间作用力(某些含有氢键某些含有氢键某些含有氢键某些含有氢键)金刚石、晶体硅、晶体硼金刚石、晶体硅、晶体硼SiO2、SiC、BN归纳2：非金属单质是原子晶体还是分子晶体，可从以下角度进行335.石墨晶体是层状结构，在每一层内；石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中中7个六元环完全占有的碳原子数是个六元环完全占有的碳原子数是()A.10个个 B.18个个 C.24个个 D.14个个D5.石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3个342.2.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据 晶体硼的晶体类型属于晶体硼的晶体类型属于晶体硼的晶体类型属于晶体硼的晶体类型属于_晶体，理晶体，理晶体，理晶体，理由是由是由是由是_。已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有面体，其中有面体，其中有面体，其中有2020个等边三角形的面和一定数目的顶点，个等边三角形的面和一定数目的顶点，个等边三角形的面和一定数目的顶点，个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有每个项点上各有每个项点上各有每个项点上各有1 1个个个个B B原子。通过视察图形及推算，此原子。通过视察图形及推算，此原子。通过视察图形及推算，此原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由晶体体结构单元由晶体体结构单元由晶体体结构单元由_个硼原子构成。其中个硼原子构成。其中个硼原子构成。其中个硼原子构成。其中BBBB键的键角为键的键角为键的键角为键的键角为_。共含有。共含有。共含有。共含有_个个个个BBBB原子原子熔、沸点高、硬度大熔、沸点高、硬度大 1260 30 2.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据 晶体35