分子晶体与原子晶体ppt课件.ppt

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1、碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构NaCl晶体结构晶体结构1 1、概念：、概念：2 2、组成微粒：、组成微粒：3 3、粒子间作用力：、粒子间作用力：有单个分子存在，化学式就是分子式不能使用均摊法有单个分子存在，化学式就是分子式不能使用均摊法分子晶体有时无化学键，例如稀有气体是单原子分子分子晶体有时无化学键，例如稀有气体是单原子分子注意：注意：5 5、典型的分子晶体：、典型的分子晶体：6 6、分子晶体结构特征、分子晶体结构特征（1 1）密堆积）密堆积 有分子间氢键有分子间氢键氢键具有方向性氢键具有方向性,使晶体中使晶体中的空间利率不高的空间利率不高,留有相当大的空隙留有相当大的空隙.这

2、种晶体不这种晶体不具有分子密堆积特征。如具有分子密堆积特征。如：HF 、NH3、冰（每、冰（每个水分子周围只有个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。个紧邻的水分子）。（2 2）非密堆积）非密堆积 只有范德华力，无分子间氢键只有范德华力，无分子间氢键分子密分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧个紧邻的分子，如：邻的分子，如：C60、干冰、干冰 、I2、O2。氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞干冰（干冰（COCO2 2的晶体）硬度与冰相似，但熔点的晶体）硬度与冰相似，但熔点比冰低，常压下极易升华，用作制冷剂。比冰低，常压下极易升华，用作制冷剂。干冰分子间只存在范

3、德华力不存在氢键，干冰分子间只存在范德华力不存在氢键，是是分子密堆积分子密堆积，故密度比冰的高。，故密度比冰的高。 许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是现这类水合物晶体的是1919世纪初的英国化学家世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为戴维，他发现氯可形成化学式为ClCl2 28H8H2 20 0的水合的水合物晶体。物晶体。2020世纪末，科学家发现海底存在大量世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷，是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像因而又称甲

4、烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称的甲烷，因而又称“可燃冰可燃冰” 科学视野：天然气水合物科学视野：天然气水合物一种潜在的能源一种潜在的能源小结小结:1 1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。相互吸引。2 2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。3 3、常见分子晶体分类：、常见分子晶体分类：(1)(1)所有非金属氢化物所有非金属氢化物 (2)(2)部分非部分非金属单质，金属单质， (3)(3)部分非金属

5、氧化物部分非金属氧化物(4)(4)几乎所有的酸几乎所有的酸( (而碱而碱和盐则是离子晶体和盐则是离子晶体 (5)(5)绝大多数有机物的晶体。绝大多数有机物的晶体。1 1、下列物质属于分子晶体的化合物是（、下列物质属于分子晶体的化合物是（ ）A A、石英、石英 B B、硫磺、硫磺 C C、干冰、干冰 D D、食盐、食盐C练习练习2 2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是A A、分子内共价键、分子内共价键 B B、分子间作用力、分子间作用力C C、分子间距离、分子间距离 D D、分子间的氢键、分子间的氢键BC3 3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（、冰醋酸固体

6、中不存在的作用力是（ ）A A、离子键、离子键 B B、极性键、极性键 C C、非极性键、非极性键 D D、范德华力、范德华力A5.下列属于分子晶体的是下列属于分子晶体的是 （ ）A、CaO、NO、CO B、Cl2、H2O2、HeC、CO2、SO2、MgCl2 D、CH4、NH3、NaOH4. 下列性质符合分子晶体的是（下列性质符合分子晶体的是（ ） A、熔点是、熔点是1070 ，易溶于水，水溶液能导电。，易溶于水，水溶液能导电。 B、熔点是、熔点是10.31，液态不导电，水溶液能导电。，液态不导电，水溶液能导电。 C、不能溶于水，熔点是、不能溶于水，熔点是1723 ，沸点是，沸点是2230

7、。 D、熔点是、熔点是97.81 ，质软、导电，密度是，质软、导电，密度是0.97 g/cm3。BB 比较比较CO2和和SiO2的一些物理性质和的一些物理性质和结构，试判断结构，试判断SiO2晶体是否属于分子晶体是否属于分子晶体。晶体。 二、原子晶体二、原子晶体 1 1、定义：原子间以共价键相结合而形成的、定义：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。空间网状结构的晶体。 2 2、构成微粒：、构成微粒： 3 3、微粒之间的作用：、微粒之间的作用： 4 4、气化或熔化时破坏的作用力：、气化或熔化时破坏的作用力： 5 5、物理性质：、物理性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。熔沸点高，

8、硬度大，难溶于一般溶剂。 （共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）原子原子共价键共价键共价键共价键6、常见原子晶体、常见原子晶体（1）某些非金属单质：硼（）某些非金属单质：硼（B）、硅）、硅（Si）、锗（）、锗（Ge）、金刚石（）、金刚石（C）等）等（2）某些非金属化合物：）某些非金属化合物：SiC、BN等等（3）某些氧化物：）某些氧化物：SiO2、Al2O3等等7、原子晶体结构、原子晶体结构无单个分子，原子间以共价键相连无单个分子，原子间以共价键相连无分子式，只有化学式；无分子式，只有化学式；化学式为原子个数比化学式为原子个数比10928 共价键共价键金刚

9、石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图 8、典型的原子晶体典型的原子晶体(1) 金刚石金刚石每个每个C C周围有周围有 个个C C，围成空间，围成空间 图形图形 C的杂化轨道类型是的杂化轨道类型是 。 C C原子与碳碳键之比为（原子与碳碳键之比为（ ） 最小碳环为（最小碳环为（ ）且不共面）且不共面一个一个C-CC-C键被键被 个环个环共用，每个环平均有共用，每个环平均有 个个C-C键键一个一个C原子被原子被 个环共用，每个环平均有个环共用，每个环平均有 个个C原子原子4正四面体正四面体SP3杂化杂化1：2六元环六元环6121/21 金刚石是金刚石是 晶胞

10、，一个晶胞中平均晶胞，一个晶胞中平均含有含有 个原子。个原子。面心立方面心立方818010928Sio共价键共价键（2）SiO2原子晶体原子晶体每个每个Si周围有周围有 个个O,每个每个O周围有周围有 个个SiSi周围的周围的Si围成空间围成空间 图形图形 1mol SiO2中共价键为（中共价键为（ ）mol最小环上有（最小环上有（ ）个原子）个原子每个每个Si被被 个环共用，每个氧被个环共用，每个氧被 个环个环共用共用每个最小环平均拥有每个最小环平均拥有 个个Si 个个O原子原子42正四面体正四面体4121261/21zxxkw1 1、怎样从原子结构的角度理解金刚、怎样从原子结构的角度理解金

11、刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降石、硅和锗的熔点和硬度依次下降? ? 2 2“具有共价键的晶体叫做原子晶具有共价键的晶体叫做原子晶体体”。这种说法对吗。这种说法对吗? ?为什么为什么? ?探究思考探究思考3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：A、碳化铝，黄色晶体，熔点、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态，熔融态不导电；不导电；_B、溴化铝，无色晶体，熔点、溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不，熔融态不导电；导电；_C、五氟化钒，无色晶体，熔点、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物质、

12、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电导电_原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体知识拓展石墨知识拓展石墨石墨为层状结构，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，碳原子之间石墨各层均为平面网状结构，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，故熔沸点很高。很高。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。 分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比 故正六边形中的碳碳键数为故正六边形中的

13、碳碳键数为6 61/2=31/2=3，解析：解析：我们可以先选取一个正六边形我们可以先选取一个正六边形此结构中的碳原子数为此结构中的碳原子数为6 6一个碳原子被三个六元碳环共用，一个碳原子被三个六元碳环共用，正六边形中的碳原子数为正六边形中的碳原子数为6 61/3=21/3=2。六边形中的任一条边（即碳碳键）六边形中的任一条边（即碳碳键）均被均被2 2个正六边形共用，个正六边形共用，所以碳原子数与碳碳键数目比为所以碳原子数与碳碳键数目比为2:32:3。小结：金刚石、石墨的比较小结：金刚石、石墨的比较项目项目金刚石金刚石石墨石墨晶体形状晶体形状晶体中的键或作用力晶体中的键或作用力由最少碳原子形成环的形状由最少碳原子形成环的形状与个数与个数碳原子成键数碳原子成键数键的平均数键的平均数 原子的平均数原子的平均数每个环中每个环中正四面体空间网状正四面体空间网状六边形平面层状六边形平面层状共价键共价键共价键与范德华力共价键与范德华力个原子不同面个原子不同面个原子同面个原子同面6*1/6=16*1/2=36*1/12=1/26*1/3=2已知金刚石的晶胞如图，金刚石中已知金刚石的晶胞如图，金刚石中C-C键长键长为为1.5510-8cm,求金刚石的晶体密度？求金刚石的晶体密度？