化学选修3新课课件：第三章第二节分子晶体和原子晶体（人教版）课件

考向一第二节分子晶体与原子晶体晨背关键语句考向二随堂基础巩固课时跟踪训练理解教材新知把握热点考向应用创新演练第三章晶体结构与性质知识点二知识点一 1在分子晶体中，分子内的原子间以共价键相结合，在分子晶体中，分子内的原子间以共价键相结合，分子间以分子间作用力相吸引，因此分子晶体熔点较低。分子间以分子间作用力相吸引，因此分子晶体熔点较低。2在原子晶体里，所有原子都以共价键相结合，形成在原子晶体里，所有原子都以共价键相结合，形成三维的网状结构，因此原子晶体熔点高、硬度大。三维的网状结构，因此原子晶体熔点高、硬度大。自学教材自学教材填要点填要点 1概念概念 只含只含 的晶体称为分子晶体。的晶体称为分子晶体。2粒子间的作用力粒子间的作用力 相邻分子间以相邻分子间以 相互吸引，分子内的相互吸引，分子内的原子之间以原子之间以 结合。结合。3物理性质物理性质 熔点和沸点较熔点和沸点较 ，硬度较，硬度较 。分子分子分子间作用力分子间作用力共价键共价键低低小小 4常见的分子晶体常见的分子晶体 (1)所有所有 ，如水、硫化氢、氨、甲烷等。，如水、硫化氢、氨、甲烷等。(2)部分部分 ，如卤素，如卤素(X2)、氧、氧(O2)、硫、硫(S8)、氮、氮(N2)、白磷、白磷(P4)、C60等。等。(3)部分部分 氧化物，如氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。等。(4)几乎所有的几乎所有的 ，如，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。等。(5)绝大多数绝大多数 的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。糖等。非金属氢化物非金属氢化物非金属单质非金属单质非金属非金属酸酸有机物有机物 5分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征 (1)如果分子间作用力只是范德华力：晶体中分子堆积如果分子间作用力只是范德华力：晶体中分子堆积方式为方式为 ，即以一个分子为中心，其周围通常，即以一个分子为中心，其周围通常可以有可以有 个紧邻的分子。个紧邻的分子。如干冰的晶胞结构如图如干冰的晶胞结构如图:分子密堆积分子密堆积121212氢键氢键4 每个晶胞中有每个晶胞中有 个原子。个原子。每个每个CO2分子周围等距紧邻的分子周围等距紧邻的CO2分子有分子有 个。个。(2)分子间还有其他作用力：分子间还有其他作用力：水分子之间的主要作用力是水分子之间的主要作用力是 ，在冰的每个水分，在冰的每个水分子周围只有子周围只有 个紧邻的水分子。个紧邻的水分子。师生互动师生互动解疑难解疑难 分子晶体是分子在分子间作用力的作用下形成的晶分子晶体是分子在分子间作用力的作用下形成的晶体，熔化时，只破坏分子间作用力不破坏化学键。分子体，熔化时，只破坏分子间作用力不破坏化学键。分子晶体的熔、沸点的高低是由分子间作用力决定的，而分晶体的熔、沸点的高低是由分子间作用力决定的，而分子间作用力与化学键相比是一种较弱的作用，所以分子子间作用力与化学键相比是一种较弱的作用，所以分子晶体在熔、沸点上表现出共性，即熔、沸点均较低，有晶体在熔、沸点上表现出共性，即熔、沸点均较低，有些分子晶体具有易升华的性质。些分子晶体具有易升华的性质。(1)少数以氢键作用形成的分子晶体，比一般的分子少数以氢键作用形成的分子晶体，比一般的分子晶体的熔点高，如含有晶体的熔点高，如含有HF、HO、HN等共价键的等共价键的分子间可以形成氢键，所以分子间可以形成氢键，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸、醇、羧酸、糖等物质的熔点较高。糖等物质的熔点较高。(2)结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔点成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔点逐渐升高。例如，常温下逐渐升高。例如，常温下Cl2为气态，为气态，Br2为液态，而为液态，而I2为为固态；固态；CO2为气态，为气态，CS2为液态。为液态。(3)相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔点高，如体，其熔点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔点高，如CO的熔点比的熔点比N2的熔点高。的熔点高。(4)组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体所形成组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体所形成的分子晶体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间相的分子晶体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间相互作用越弱，熔、沸点越低，如正戊烷互作用越弱，熔、沸点越低，如正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷。新戊烷。1下列有关分子晶体的说法中正确的是下列有关分子晶体的说法中正确的是 ()A分子内均存在共价键分子内均存在共价键B分子间一定存在范德华力分子间一定存在范德华力C分子间一定存在氢键分子间一定存在氢键D其结构一定不能由原子直接构成其结构一定不能由原子直接构成解析：解析：稀有气体元素组成的晶体中，不存在由多个原子组稀有气体元素组成的晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，且分子为单原子分子，故存在任何化学键，且分子为单原子分子，故A、D项错误。项错误。分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子间或者分子内，所以原子结合的氢原子的分子间或者分子内，所以B项正项正确，确，C项错误。项错误。答案：答案：B自学教材自学教材填要点填要点共价键共价键共价键共价键共价共价BSiGeSiCBNSiO2高高大大 1概念概念 所有原子以所有原子以 相互结合，整块晶体是一个三维的相互结合，整块晶体是一个三维的 网状结构，又称网状结构，又称 晶体。晶体。2常见的原子晶体常见的原子晶体 (1)某些非金属单质，如某些非金属单质，如 、等。等。(2)某些非金属化合物，如某些非金属化合物，如 、等。等。3原子晶体的特性原子晶体的特性 熔点熔点 ，硬度，硬度 。4典型的原子晶体典型的原子晶体金刚石金刚石4个共价键个共价键相邻的相邻的4个个10928sp36师生互动师生互动解疑难解疑难分子晶体和原子晶体的比较分子晶体和原子晶体的比较晶体晶体类型型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体含含义相相邻原子原子间以共价以共价键相相结合而合而形成空形成空间网状网状结构的晶体构的晶体只含分子的晶体只含分子的晶体组成粒子成粒子原子原子分子分子粒子粒子间作作用力用力共价共价键分子分子间作用力作用力熔点熔点很高很高较低低硬度硬度很大很大较小小晶体晶体类型型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体溶解性溶解性一般不溶于各种溶一般不溶于各种溶剂部分溶于水部分溶于水导电性性不不导电，个，个别为半半导体体不不导电，部分水溶，部分水溶液液导电熔化熔化时破坏破坏的作用力的作用力破坏共价破坏共价键破坏分子破坏分子间作用力作用力举例例金金刚石、二氧化硅等石、二氧化硅等冰、干冰等冰、干冰等2下列晶体中属于原子晶体的是下列晶体中属于原子晶体的是()A干冰干冰 B食盐食盐C胆矾胆矾 D晶体硅晶体硅解析：解析：常见的原子晶体中属于非金属单质的有金刚石、晶常见的原子晶体中属于非金属单质的有金刚石、晶体硅、晶体硼等，属于非金属化合物的有二氧化硅、碳化体硅、晶体硼等，属于非金属化合物的有二氧化硅、碳化硅、氮化硅等。硅、氮化硅等。答案：答案：D 例例1下列属于分子晶体性质的是下列属于分子晶体性质的是 ()A熔点熔点1070，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电 B能溶于能溶于CS2，熔点，熔点112.8，沸点，沸点444.6 C熔点熔点1400，可做半导体材料，难溶于水，可做半导体材料，难溶于水 D熔点熔点97.81，质软，导电，密度，质软，导电，密度0.97 g/cm3 解析解析分子晶体的主要性质有：熔、沸点低，硬度分子晶体的主要性质有：熔、沸点低，硬度小，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性小，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，晶体固态和熔化时均不导电。溶剂，晶体固态和熔化时均不导电。答案答案B 分子晶体的判断方法分子晶体的判断方法 (1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：组成分子依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：组成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。(2)依据物质的分类判断：大多数非金属单质、气态氢化物、依据物质的分类判断：大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸、绝大多数有机化合物形成的晶体是分子晶非金属氧化物、酸、绝大多数有机化合物形成的晶体是分子晶体。体。(3)依据晶体的熔、沸点判断：分子晶体的熔、沸点较低。依据晶体的熔、沸点判断：分子晶体的熔、沸点较低。(4)依据熔融状态是否导电判断：分子晶体在熔融状态下不依据熔融状态是否导电判断：分子晶体在熔融状态下不导电。导电。1下列有关共价化合物的说法：下列有关共价化合物的说法：具有较低的熔、沸点；具有较低的熔、沸点；不是电解质；不是电解质；固态时是分子晶体；固态时是分子晶体；都由分子构成；都由分子构成；液态时不导电。其中一定正确的说法是液态时不导电。其中一定正确的说法是 ()A BC D全部正确全部正确解析：解析：共价化合物可能是分子晶体，如水、共价化合物可能是分子晶体，如水、CO2、HCl，也可能是原子晶体，如也可能是原子晶体，如SiO2、SiC等，等，SiO2、SiC具有较高具有较高的熔、沸点，晶体中不存在分子，的熔、沸点，晶体中不存在分子，HCl是电解质。液态时是电解质。液态时不导电是共价化合物的共性。不导电是共价化合物的共性。答案：答案：C 例例2在下列三种晶体：在下列三种晶体：金刚石，金刚石，晶体硅，晶体硅，碳碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 ()A B C D 解析解析由于碳的原子半径小于硅的原子半径，因此，由于碳的原子半径小于硅的原子半径，因此，共价键键长：共价键键长：CC键键CSi键键碳化硅碳化硅晶体硅。晶体硅。答案答案A 原子晶体熔、沸点高低的比较原子晶体熔、沸点高低的比较 决定原子晶体熔、沸点高低的因素是原子间共价键的强决定原子晶体熔、沸点高低的因素是原子间共价键的强弱，共价键越强，破坏时所需能量越高，对应晶体的熔、沸弱，共价键越强，破坏时所需能量越高，对应晶体的熔、沸点也越高。解题时，主要看两成键原子半径的大小，半径越点也越高。解题时，主要看两成键原子半径的大小，半径越大，形成的共价键的键长越长，键能越小，越易被破坏。大，形成的共价键的键长越长，键能越小，越易被破坏。2干冰和二氧化硅晶体同属第干冰和二氧化硅晶体同属第A族元素的最高价氧化物，族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是它们的熔、沸点差别很大的原因是 ()A二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量BC=O键键能比键键能比SiO键键能小键键能小C干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体D干冰易升华，二氧化硅不能干冰易升华，二氧化硅不能解析：解析：干冰和二氧化硅晶体尽管同属第干冰和二氧化硅晶体尽管同属第A族元素的最高价族元素的最高价氧化物，但干冰是分子晶体，二氧化硅为原子晶体。干冰的氧化物，但干冰是分子晶体，二氧化硅为原子晶体。干冰的熔、沸点取决于其分子间作用力的大小，而不是共价键键能熔、沸点取决于其分子间作用力的大小，而不是共价键键能的强弱；而二氧化硅的熔、沸点则由的强弱；而二氧化硅的熔、沸点则由SiO键键能的强弱所键键能的强弱所决定。决定。答案：答案：C