1、第三章 晶体的结构与性质第二节 分子晶体与原子晶体一、分子晶体一、分子晶体 1 1、分子晶体、分子晶体 概念：概念：只含分子的晶体只含分子的晶体 组成微粒：组成微粒：分子分子 粒子间作用力：粒子间作用力：分子内原子间以共价键结合分子内原子间以共价键结合相邻分子间靠分子间作用力（范德相邻分子间靠分子间作用力（范德华力、氢键）相互吸引华力、氢键）相互吸引 化学式就是分子式化学式就是分子式 2 2、常见的分子晶体、常见的分子晶体所有非金属氢化物所有非金属氢化物部分非金属单质部分非金属单质部分非金属氧化物部分非金属氧化物几乎所有的酸几乎所有的酸绝大多数有机物的晶体绝大多数有机物的晶体3 3、物理性质、
2、物理性质 熔沸点较低熔沸点较低;易升华易升华；硬度很小；硬度很小 固态和熔融状态时都不导电固态和熔融状态时都不导电只有酸的水溶液中有的导电只有酸的水溶液中有的导电 遵循相似相溶原理遵循相似相溶原理 5 5、结构特征、结构特征 分子间作用力分子间作用力 范德华力范德华力 氢键氢键 若分子间只有范德华力时若分子间只有范德华力时 以以1个分子为中心，周围有个分子为中心，周围有12个紧邻分子，个紧邻分子，即分子密堆积结构即分子密堆积结构C60的晶胞的晶胞干冰的晶胞干冰的晶胞分子间只有范德华力（大多数分子晶体）分子间只有范德华力（大多数分子晶体）假如魔方中心有一个CO2分子，你能迅速找到与它紧邻的12个
3、CO2分子位置在哪里吗？第二块“冰”“干冰”干冰的晶胞：1个晶胞中含有 个CO2分子；1个CO2分子周围有 个紧邻的CO2分子；CO2分子的排列有 种不同的方向。4122CO2晶体的密度是：g/cm3444NAa3若分子间主要为氢键时若分子间主要为氢键时 以以1个分子为中心，周围有个分子为中心，周围有4个相邻分子，即个相邻分子，即分子非密堆积结构。如：分子非密堆积结构。如：HF、NH3、冰等、冰等 a.测得水的相对分子质量比按分子式测得水的相对分子质量比按分子式计算的相对分子质量大的原因计算的相对分子质量大的原因水分子间存在着氢键的作用，使水分水分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成缔合
4、分子（子彼此结合而成缔合分子（H2O）n。b.冰融化密度增大的原因冰融化密度增大的原因在冰中存在分子间氢键，每个水分子在冰中存在分子间氢键，每个水分子被被4个水分子包围形成变形的正四面个水分子包围形成变形的正四面体，使冰晶体中的水分子空间利用率体，使冰晶体中的水分子空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚不高，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，水分子间的空隙变小，密部分解体，水分子间的空隙变小，密度反而增大度反而增大 冰中有冰中有2mol氢键氢键第三块“冰”“可燃冰”天然气水合物晶体，又称可燃冰，属于分子晶体。理想的甲烷水合物
5、的化学式为8CH4 46H2O。天然气分子藏在水分子笼内水分子笼是多种多样的气体分子水分子天然气水合物天然气水合物1.1.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10701070，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 2 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、，质软、导电、cm3cm3BCBC2.2.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子
6、间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是同作用方式，下列物质中，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B B练习练习:3.3.下列分子晶体：下列分子晶体：H2O H2O HCl HCl HBr HBr HI HI CO CO N2 N2 H2H2熔沸点由高到低的顺序是熔沸点由高到低的顺序是()()A.A.B.B.C.C.D.D.C C5 5下列过程中，共价键被破坏的是下列过程中，共价键被破坏的是()()A A碘升华碘升华 B B溴蒸气被木炭吸附溴蒸气被木炭吸附 C C酒精溶于水酒精溶于水 D DHClHCl气体
7、溶于水气体溶于水0303晶体熔化或气化时，下述各项中发生变化的是晶体熔化或气化时，下述各项中发生变化的是()()A.A.分子内化学键分子内化学键 B.B.分子间距离分子间距离 C.C.分子构型分子构型 D.D.分子间作用力分子间作用力 BDBDD D6.6.下列有关共价化合物的说法：具有较低的熔、沸下列有关共价化合物的说法：具有较低的熔、沸点点 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 都是由都是由分子构成分子构成 液态时不导电，其中一定正确的是液态时不导电，其中一定正确的是()()A.A.B.B.C.C.D.D.D D7 7已知氯化铝的熔点为已知氯化铝的熔点为190(2190(
8、2202202lO5Pa)lO5Pa)，但它，但它在在180180即开始升华。即开始升华。(1)(1)氯化铝是氯化铝是_。(填填“离子化合物离子化合物”“”“共共价化合物价化合物”)”)(2)(2)无水氯化铝在空气中强烈的无水氯化铝在空气中强烈的“发烟发烟”，其原因是，其原因是_。(3)(3)设计一个可靠的实验，判断氧化铝是离子化合物设计一个可靠的实验，判断氧化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是还是共价化合物。你设计的实验是_。(4)(4)在在500K500K和和1.011.01105Pa105Pa时，它的蒸气密度时，它的蒸气密度(换算为换算为标准状况时标准状况时)L)L1 1，试确
9、定氯化铝在蒸气状态时的化，试确定氯化铝在蒸气状态时的化学式为学式为_。共价化合物共价化合物Al2Cl6Al2Cl6氯化铝与空气中的水蒸气发生水解反应产生氯化铝与空气中的水蒸气发生水解反应产生HClHCl气体，气体，HClHCl在空气中形成酸雾而在空气中形成酸雾而“发烟发烟”。在其熔融状态下，试验其是否导电；若不导电是共价化合物。在其熔融状态下，试验其是否导电；若不导电是共价化合物。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
10、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、分子键距离、分子键距离 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A二、原子晶体二、原子晶体 1 1、原子晶体、原子晶体 概念：概念：原子间以共价键相结合而形成原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体空间网状结构的晶体，又称共价晶体，又称共价晶体 组成微粒：组成微粒：原子原子 粒子间作用力：粒子间作用力：共价键共价键
11、无分子式无分子式化学式表示原子最简整数比化学式表示原子最简整数比 2 2、常见原子晶体、常见原子晶体 某些非金属单质：某些非金属单质：某些非金属化合物：某些非金属化合物：硼（硼（B）、硅（）、硅（Si）锗（锗（Ge）、金刚石（）、金刚石（C）等）等 SiC、BN、SiO2、Al2O3等等3 3、原子晶体的物理性质、原子晶体的物理性质 熔沸点高熔沸点高 硬度大硬度大 一般不导电一般不导电 难溶于溶剂难溶于溶剂 5 5、结构特征、结构特征 晶体中只存在共价键，无单个分子存在；晶体中只存在共价键，无单个分子存在；晶体为空间网状结构。晶体为空间网状结构。金刚石金刚石 二氧二氧化硅化硅 正四面体正四面体
12、金刚石金刚石 的晶体结构模型的晶体结构模型最小环为六元环最小环为六元环在金刚石晶胞中占有在金刚石晶胞中占有的碳原子数的碳原子数:8 81/8+61/8+61/2+4=81/2+4=81 1在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有个，在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有个，每个碳原子形成共价键每个碳原子形成共价键,构成构成_2.2.键角是键角是 ，杂化轨道类型，杂化轨道类型是是 ；3.3.在金刚石晶体中最小碳环由碳原子来组成在金刚石晶体中最小碳环由碳原子来组成4.4.每个碳原子可形成个六元环每个碳原子可形成个六元环,每个每个C-CC-C键可以形成键可以形成个六元环。个六元环。5 5在金刚
13、石晶体中碳原子个数与在金刚石晶体中碳原子个数与C CC C共价键个数之比是共价键个数之比是.在金刚石晶胞中占有的碳原子数在金刚石晶胞中占有的碳原子数4个个1 26个个48个个12小结：小结：10928sp3杂化杂化正四面体正四面体18010928 SiO共价键共价键二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构1.在在SiO2晶体中，每个硅原子与晶体中，每个硅原子与 个个氧原子结合；每个氧原子与氧原子结合；每个氧原子与 个硅原子个硅原子结合；在结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个晶体中硅原子与氧原子个数之比是数之比是 。2.在在SiO2 晶体中，每个硅原子形成晶体中，每个硅原子形成 个共价键；每个氧原子形成个共价键；每个氧原子形成 个共价键；个共价键；3.在在SiO2 晶体中，最小环为晶体中，最小环为 元环。元环。21：24421：41：2124.4.每个十二元环中平均含有硅原子每个十二元环中平均含有硅原子 =6=61/12=1/2 1/12=1/2 硅原子个数与硅原子个数与SiSiO O 共价键个数之是共价键个数之是 ；氧原子个数与氧原子个数与SiSiO O 共价键个数之比是共价键个数之比是 。每个十二元环中平均含有每个十二元环中平均含有SiSiO O键键=12=121/6=2 1/6=2 小结：小结：
