1、第二节 分子晶体与共价晶体(1)第三章 晶体结构与性质请判断下列固体是否属于晶体?并说明理由。请判断下列固体是否属于晶体?并说明理由。雪花雪花食盐食盐钻石钻石玻璃玻璃晶体晶体晶体晶体晶体晶体非晶体非晶体分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体问题问题1 1 从组成粒子和粒子间相互作用的角度分析从组成粒子和粒子间相互作用的角度分析 以下四种晶体结构的共同特点是什么?以下四种晶体结构的共同特点是什么?分子晶体:只含分子的晶体称为分子晶体。构成粒子构成粒子分子分子粒子间的作用力粒子间的作用力分子间作用力分子间作用力分子内各原子间分子内各原子间共价键共价键分子晶体分子晶体的定义分子晶体的定义活
2、动活动1 1 利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,每个每个COCO2 2周围有几个紧密相邻的周围有几个紧密相邻的COCO2 2?干冰晶体结构干冰晶体结构axyz01分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征xyz1234xyzxyzxyz(1 1)分子密堆积分子密堆积: 只存在范德华力,每个分子周围有只存在范德华力,每个分子周围有1212个紧邻的分子个紧邻的分子 分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征活动活动2 2 利用冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征利用冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征每个每个H
3、H2 2O O周围有几个紧密相邻的周围有几个紧密相邻的H H2 2O O?冰的晶体结构冰的晶体结构冰中的一个水分子冰中的一个水分子分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征(2 2)分子非密堆积)分子非密堆积若分子间的主要作用力是氢键若分子间的主要作用力是氢键, ,每个分子周围紧邻的分子少于每个分子周围紧邻的分子少于1212个个【思考思考1 1】为什么冰刚刚融化时,密度变大,为什么冰刚刚融化时,密度变大,4 4 后密度又变小?后密度又变小?冰刚融化时,热运动使冰结冰刚融化时,热运动使冰结构分解,分子间间隙减小构分解,分子间间隙减小冰的晶体结构冰的晶体结构融化的冰融化的冰高于高于4 4 时,分子热运动
4、时,分子热运动分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征【小结小结】分子晶体的结构特征分子晶体的结构特征微粒间微粒间作用力作用力空间特空间特点点举例举例分子密堆积分子密堆积分子非密堆积分子非密堆积通常每个分子周围有通常每个分子周围有1212个紧邻的分子个紧邻的分子每个分子周围每个分子周围紧邻的分子紧邻的分子数数小于小于1212个,空间利用率不高个,空间利用率不高范德华力范德华力范德华力和氢键范德华力和氢键C C6060、干冰、干冰、I I2 2、O O2 2HFHF、NHNH3 3、冰、冰冰:非密堆积冰:非密堆积干冰:密堆积干冰:密堆积【思考思考2 2】为何干冰的
5、密度比冰的密度大?为何干冰的密度比冰的密度大? 由于干冰中的由于干冰中的COCO2 2之间只存之间只存在范德华力,一个分子周在范德华力,一个分子周围有围有1212个紧邻分子,个紧邻分子,水存水存在分子间氢键,一个分子在分子间氢键,一个分子周围有周围有4 4个紧邻分子。个紧邻分子。 COCO2 2的相对分子质量大于水的相对分子质量大于水的相对分子质量。的相对分子质量。分子晶体分子晶体氧气氧气氮气氮气白磷白磷水水熔点熔点/ /-218.3-218.3-210.1-210.144.244.20 0分子晶体分子晶体硫化氢硫化氢甲烷甲烷乙酸乙酸尿素尿素熔点熔点/ /-85.6-85.6-182-1821
6、6.616.6132.7132.7某些分子晶体的熔点某些分子晶体的熔点活动活动3 3 分析表中数据,结合已学知识,归纳分子晶体的物理性分析表中数据,结合已学知识,归纳分子晶体的物理性质,并说明原因。质,并说明原因。分子晶体的物理特性分子晶体的物理特性分子晶体的物理性质分子晶体的物理性质1 1、较低的熔点和沸点、较低的熔点和沸点2 2、较小的硬度(多数分子晶体在常温时为气态或液态)、较小的硬度(多数分子晶体在常温时为气态或液态)原因:分子间作用力很弱原因:分子间作用力很弱 强调强调 分子晶体在熔化时,只破坏分子间作用力而不破坏化学键。分子晶体在熔化时,只破坏分子间作用力而不破坏化学键。影响因素:
7、分子间作用力(氢键、范德华力)影响因素:分子间作用力(氢键、范德华力)分子晶体的物理特性分子晶体的物理特性1 1、分子晶体熔、沸点比较规律、分子晶体熔、沸点比较规律 (1 1)少数主要以)少数主要以氢键氢键作用形成的分子晶体,比一般的分子晶体的作用形成的分子晶体,比一般的分子晶体的熔、沸点高熔、沸点高(2 2)组成与)组成与结构相似结构相似,分子之间不含氢键而只利用范德华力形成的分子晶体,分子之间不含氢键而只利用范德华力形成的分子晶体,随着随着相对分子质量相对分子质量的的增大增大,物质的,物质的熔、沸点逐渐升高熔、沸点逐渐升高(3 3)相对分子质量相等或相近的)相对分子质量相等或相近的极性分子
8、极性分子构成的分子晶体,其熔、沸点一般比构成的分子晶体,其熔、沸点一般比非极性分子非极性分子构成的分子晶体的构成的分子晶体的熔、沸点高熔、沸点高(4 4)有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体,相对分子质量相同,)有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体,相对分子质量相同,一般一般支链支链越多,分子间的相互作用力越弱,越多,分子间的相互作用力越弱,熔、沸点越低熔、沸点越低分子晶体的物理特性分子晶体的物理特性分子晶体的物理特性小结分子晶体的物理特性小结3 3、分子晶体不导电分子晶体不导电分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离子或自由电子,因而分分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自
9、由离子或自由电子,因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电子晶体在固态和熔融状态下都不导电4 4、分子晶体的溶解性一般符合分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶相似相溶”规律规律极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。分子晶体的物理特性分子晶体的物理特性2 2、分子晶体分子晶体硬度较小硬度较小分子间作用力很弱分子间作用力很弱分子晶体的物理特性分子晶体的物理特性练习练习1.SiCl4的分子结构与CCl4类似,对其做出如下推断: SiCl4晶体是分子晶体 SiCl4 熔点高于CCl4的熔点 常温常压下是SiCl4气体其中正确的是( )2.判
10、断下列晶体是否属于分子晶体?H2O O2 SO2 H2SO4 乙醇 NaCl Cu分子晶体的判断分子晶体的判断典型的分子晶体典型的分子晶体所有非金属氢化物:所有非金属氢化物:H H2 2O O,H H2 2S S,NHNH3 3,CHCH4 4,HXHX部分非金属单质部分非金属单质:X:X2 2,O O2 2,H H2 2, S S8 8,P P4 4, C C6060 部分非金属氧化物部分非金属氧化物: CO: CO2 2, SO SO2 2, NO NO2 2, P P4 4O O6 6, P P4 4O O1010 几乎所有的酸:几乎所有的酸:H H2 2SOSO4 4,HNOHNO3
11、3,H H3 3POPO4 4绝大多数有机物:乙醇,冰醋酸,蔗糖绝大多数有机物:乙醇,冰醋酸,蔗糖分子晶体的判断分子晶体的判断分子晶体分子晶体的判断方法的判断方法依据物质的类别判断依据物质的类别判断组成分子晶体的粒子是分子,粒子间作用是分子间作用力。组成分子晶体的粒子是分子,粒子间作用是分子间作用力。分子晶体的硬度小,熔、沸点低,在熔融状态或固体时均不导电分子晶体的硬度小,熔、沸点低,在熔融状态或固体时均不导电部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断依据物质的性质判断依据物质的性质判断拓展延伸拓展延伸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 20 20世纪末,科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。世纪末,科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。其主要气体成分是甲烷,称甲烷水合物,外形像冰,在常温常其主要气体成分是甲烷,称甲烷水合物,外形像冰,在常温常压下会迅速分解释放出甲烷又称压下会迅速分解释放出甲烷又称“可燃冰可燃冰”。课堂小结课堂小结