高二化学选修3第三章第3节分子晶体与原子晶体课件.ppt

观察·思考 请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体： 一、分子晶体 一概念 分子间以分子间作用力（范德华力，氢键）相结合的晶体叫分子晶体。 构成分子晶体的粒子是分子， 粒子间的相互作用是分子间作用力。 石墨晶体结构 小结1：分子晶体与原子晶体的比较 导电性 溶解性 硬度 熔沸点 作用力 组成微粒 概念 分子晶体 原子晶体 晶体类型 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构 分子间以分子间作用力结合 原子 分子 共价键 分子间作用力 很大 较小 很大 较小 不溶于任何溶剂 部分溶于水 不导电，个别为半导体 固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电 * * 第三节 分子晶体 与原子晶体 回顾: 1、什么叫晶体？什么叫非晶体？ 2、晶体与非晶体在结构和性质上有什么差异？ 3、利用分摊法计算晶胞中粒子数目 水晶 碘晶体结构 干冰晶体结构 观察与思考：下列两种晶体有什么共同点？ NaCl晶体结构 结合表格和已有知识,分析:分子晶体有哪些物理特性？为什么? 原因：分子间作用力较弱 2、物理特性： (1)较低的熔点和沸点，易升华； (3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。有些在水溶液中可以导电. (2)较小的硬度； 注:①分子间作用力越大,熔沸点越高(相对分子质量,分子极性,氢键) ② 分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力,不破坏化学键,也有例外,如S8 5、典型的分子晶体： （1）所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX （2）部分非金属单质:X2，O2，H2， S8， P4， C60 （3）部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 （4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 （5）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸， 蔗糖 （6）稀有气体 分子的密堆积 氧（O2）的晶体结构 碳60的晶胞 分子的密堆积 （与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ） 干冰的晶体结构图 冰中１个水分子周围有４个水分子 冰的结构 氢键具有方向性 分子的非密堆积 6、分子晶体结构特征 （1）密堆积 有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。如：HF 、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。 （2）非密堆积 只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2。 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19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H20的水合物晶体。20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是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”……… 科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源 4、水分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成（H2O）n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体，其结构如图：试分析： ①1mol 冰中有 mol氢键？ ②H2O的熔沸点比H2S高还是低？为什么？ 2 氢键 讨论 CO2和SiO2的一些物理性质如下所示，通过比较，判断SiO2晶体是否属于分子晶体。 固态 1723 SiO2 气态 -56.2 CO2 状态（室温） 熔点/oC 结论：SiO2不是分子晶体。 那么SiO2是什么晶体呢？ 在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却跟共价键一样具有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。 可燃冰 二、原子晶体 1、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。 2、构成微粒：原子 3、微粒之间的作用： 4、气化或熔化时破坏的作用力： 5、物理性质： 熔沸点高，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 共价键 6、常见原子晶体 （1）某些非金属单质：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等 （2）某些非金属化合物：SiC、BN等 （3）某些氧化物：SiO2、 等 109o28′