天然气水合物课件.ppt

1、第第三章三章 晶体结构与性质晶体结构与性质2012.11.252012017 7年年3 3月月思考：通常加热冰、碘、思考：通常加热冰、碘、NaCl 会有何现象？会有何现象？熔熔 化化升升 华华无明显现象无明显现象 写出它们的电子式，指出其构成微粒类别、写出它们的电子式，指出其构成微粒类别、构成微粒间作用。构成微粒间作用。共性：熔、沸点低共性：熔、沸点低思考：常规加热冰、碘、思考：常规加热冰、碘、NaCl 会有何现象？会有何现象？熔熔 化化升升 华华无明显现象无明显现象构成微粒：构成微粒：构成微粒间作用：构成微粒间作用：共性：共性： 熔、沸点低熔、沸点低分子分子分子间作用力（范德华力、分子间作用

2、力（范德华力、氢键）氢键）一、分子晶体一、分子晶体1.定义：定义：2.构成微粒：构成微粒：3.晶体中的作用力晶体中的作用力 分子内：分子内： 分子间：分子间：4.分子晶体物理性质的共性：分子晶体物理性质的共性： 分子分子分子间作用力（范德华力、氢键）分子间作用力（范德华力、氢键）共价键共价键熔点低、易升华、硬度小熔点低、易升华、硬度小决定分子晶体的熔、沸点决定分子晶体的熔、沸点只含分子的晶体称为分子晶体。只含分子的晶体称为分子晶体。决定分子晶体的稳定性决定分子晶体的稳定性1.“所有分子内都有共价键所有分子内都有共价键”，这个说法对否？，这个说法对否？2.HCl HBr HI递减递减气态氢化物稳

3、定性：气态氢化物稳定性：沸点：沸点：递增递增决定因素：共价键键能决定因素：共价键键能决定因素：分子间作用力决定因素：分子间作用力3.H2SO4 (s) 溶于水或熔融时分别破坏什么作用？溶于水或熔融时分别破坏什么作用？ H2SO4 (s) 溶于水或熔融时导电情况如何？溶于水或熔融时导电情况如何？不对。比如稀有气体就是单原子分子。不对。比如稀有气体就是单原子分子。矛盾吗？矛盾吗？溶于水破坏的是化学键；熔融则破坏分子间作用力。溶于水破坏的是化学键；熔融则破坏分子间作用力。溶于水后能导电；熔融则不能导电。溶于水后能导电；熔融则不能导电。思考与交流思考与交流:一、分子晶体一、分子晶体1.定义：定义：2.

4、构成微粒：构成微粒：3.晶体中的作用力晶体中的作用力 分子内：分子内： 分子间：分子间：4.分子晶体物理性质的共性：分子晶体物理性质的共性： 分子分子分子间作用力（范德华力、氢键）分子间作用力（范德华力、氢键）共价键共价键熔点低、易升华、硬度小熔点低、易升华、硬度小只含分子的晶体称为分子晶体。只含分子的晶体称为分子晶体。 导电性导电性: : 通常，分子晶体本身不导电，熔融通常，分子晶体本身不导电，熔融状态也不能导电。状态也不能导电。特别提醒：特别提醒：分子晶体熔化时一定会破坏范德华分子晶体熔化时一定会破坏范德华力，有一些晶体还破坏氢键，如冰的熔化。还力，有一些晶体还破坏氢键，如冰的熔化。还有少

5、数晶体会破坏共价键，如有少数晶体会破坏共价键，如S8晶体熔化时，晶体熔化时，除破坏范德华力外，除破坏范德华力外，S8分子也会分解，破坏共分子也会分解，破坏共价键。价键。气化或熔化时破坏的作用力：气化或熔化时破坏的作用力： 分子间作用力分子间作用力 是电解质的分子晶体溶于水时，通常破坏是电解质的分子晶体溶于水时，通常破坏的作用力是的作用力是 ， 是非电解质的分子晶体溶于水时，通常是非电解质的分子晶体溶于水时，通常破坏的作用力是破坏的作用力是 。共价键和分子间作用力共价键和分子间作用力分子间作用力分子间作用力(1)所有所有非金属氢化物：非金属氢化物： H2O,H2S,NH3,CH4,HX(2)部分

6、非金属单质部分非金属单质: X2, O2, H2, S , P, C60 (3)部分非金属氧化物部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2, P4O6, (4)几乎所有的酸：几乎所有的酸： H2SO4,HNO3,H3PO4(5)大多数有机物的晶体：大多数有机物的晶体： 乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖5.典型的分子晶体典型的分子晶体例外：金刚石、晶体硅等例外：金刚石、晶体硅等例外：二氧化硅等例外：二氧化硅等氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞干冰的晶体结构图干冰晶体结构分析图CO2 分子中心干冰晶体结构分析图CO2 分子 只有范德华力，无分子间氢键只有范德华力，无分子间氢键分子分子密堆积。

7、密堆积。这类晶体每个分子周围一般有这类晶体每个分子周围一般有1212个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C C6060、干冰、干冰 、I I2 2、O O2 2。4.分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征（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, ,使晶体使晶体中的空间利率不高中的空间利率不高, ,留有相当大的空隙留有相当大的空隙. .这种晶这种晶体体不具有分子密堆积特征。不具有分子密堆积特征。如如：HF HF 、NHNH3 3、冰（、冰（每个水分子周围只有每个水分子周围只有4 4个紧邻的水分子）。个紧邻的水分子）。（2 2）非密堆积）非密堆积科学视野科学视

8、野天然气水合物天然气水合物一种潜在的能源一种潜在的能源 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的水的水合物晶体。合物晶体。2020世纪末，科学家发现海底存在大世纪末，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量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷，分是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形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像冰

9、，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称燃的甲烷，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节小节:晶体类型分子晶体结构构成晶体的粒子分子分子粒子间的相互作用力分子间作用力分子间作用力性质硬度小小熔沸点较低较低导电性固态熔融状态不导电固态熔融状态不导电溶解性相似相溶相似相溶1.HgCl2的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点是是227，熔融状态的，熔融状态的HgCl2不能导电，不能导电，HgCl2的稀溶液的稀溶液有弱的导电能力，由下列关于有弱的导电能力，由下列关于HgCl2(s)的叙述

10、中正确的的叙述中正确的是（是（ ） 属于分子晶体；属于分子晶体； 属于离子化合物；属于离子化合物； 属于非电解质；属于非电解质； 属于弱电解质。属于弱电解质。A B C DB 2 2共价键、离子键和范德华力是构成物共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是只含有上述一种作用的是 ( )( )A.A.干冰干冰 B.B.氯化钠氯化钠 C.C.氢氧化钠氢氧化钠 D.D.碘碘 2.2.下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的是（正确的是（ ）。）。A.ClA.Cl2 2II2 2 B.

11、SiCl B.SiCl4 4CClCCl4 4C.NHC.NH3 3PHCHCH3 3(CH(CH2 2) )2 2CHCH3 3BB4.4.支持固态氨是分子晶体的事实是支持固态氨是分子晶体的事实是( )( ) A.A.氮原子不能形成阳离子氮原子不能形成阳离子 B. B.铵离子不能单独存在铵离子不能单独存在 C.C.常温下，氨是气态物质常温下，氨是气态物质 D. D.氨极易溶于水氨极易溶于水 5.5.下列性质适合于分子晶体的是下列性质适合于分子晶体的是 ( )( ) A. A.熔点熔点1 0701 070，易溶于水，水溶液导电，易溶于水，水溶液导电 B.B.熔点熔点10.31 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.C.能溶于能溶于CSCS2 2、熔点、熔点112.8 112.8 ，沸点，沸点444.6444.6 D. D.熔点熔点97.8197.81，质软、导电、密度，质软、导电、密度0.97 g0.97 gcmcm3 3 CBC