1、第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质第二节第二节 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列选修选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质2023-1-31分子晶体分子晶体2023-1-321 1、为什么冰容易融化，干冰、碘容易、为什么冰容易融化，干冰、碘容易升华？升华？2 2、它们的结构是怎样的？、它们的结构是怎样的？分子晶体分子晶体2023-1-33碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构分子晶体分子晶体2023-1-34 分子间以分子间以分子间作用力分子间作用力相互结合而成的晶体叫分子相互结合而成的晶体叫分子晶体。晶体。注意：注意
2、：（1）构成晶体的微粒：）构成晶体的微粒：（2）微粒间作用：）微粒间作用：（3）气化或熔化时破坏的作用力：）气化或熔化时破坏的作用力：分子分子分子间作用力（及氢键）分子间作用力（及氢键）分子间作用力分子间作用力分子晶体分子晶体2023-1-35分子晶体分子晶体2023-1-36分子晶体分子晶体2023-1-37 （1 1）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（2 2）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 稀有气体稀有气体（3 3）部分
3、非金属氧化物）部分非金属氧化物:COCO2 2，SOSO2 2，NONO2 2，P P4 4O O6 6，P P4 4O O1010（4 4）几乎所有的酸：）几乎所有的酸：H H2 2SOSO4 4，HNOHNO3 3，H H3 3POPO4 4（5 5）绝大多数有机物的晶体：）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖分子晶体分子晶体2023-1-38科学视野科学视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分子晶体分子晶体2023-1-39 许多气体可以与水形成水合物晶体。许多气体可以与水形成水合物晶体。2020世纪世纪末，科学家发现海底存在大量末，科学家发现海底
4、存在大量天然气水合物晶天然气水合物晶体体。这种晶体的主要气体成分是。这种晶体的主要气体成分是甲烷甲烷，因而又，因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常称甲烷水合物。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，因而又称压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰可燃冰”分子晶体分子晶体2023-1-3101.1.分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引用力相互吸引2.2.分子晶体特点：低熔沸点、升华、硬度很小分子晶体特点：低熔沸点、升华、硬度很小等。等。分子晶体分子晶体2023-1-311COCO2 2和和SiOSiO2
5、 2的一些物理性质如下表所示，通过比较试的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断判断SiOSiO2 2晶体是否属于分子晶体。晶体是否属于分子晶体。碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么COCO2 2晶体的熔、沸点很低，而晶体的熔、沸点很低，而SiOSiO2 2晶体的熔沸点很高？晶体的熔沸点很高？原子晶体原子晶体2023-1-31218010928SiO共价键共价键原子晶体原子晶体2023-1-313SiO2的结构特征的结构特征在在SiO2晶体中晶体中1个个Si原子和原子和4个个O原子形成原子形成4个个共价键，每共价键，每个个Si原子周围结合
6、原子周围结合4个个O原子；同时，每个原子；同时，每个O原子原子跟跟2个个Si原子相结合。原子相结合。实际上，实际上，SiO2晶体是由晶体是由Si原子和原子和O原子按原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。的比例所组成的立体网状的晶体。原子晶体原子晶体2023-1-314二、原子晶体二、原子晶体注注：（：（1 1）构成原子晶体的粒子是构成原子晶体的粒子是原子原子。（2 2）原子间以较强的）原子间以较强的共价键共价键相结合。相结合。（3 3）整块晶体是一个三维的共价键网状）整块晶体是一个三维的共价键网状 结构，是一个结构，是一个“巨分子巨分子”，又称共价晶体。，又称共价晶体。思考：思考：只由原子
7、形成的晶体一定是原子晶体吗？只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？、概念、概念：所有的相邻原子间所有的相邻原子间都以共价键都以共价键相结合相结合而形成空间立体网状结构的晶体。而形成空间立体网状结构的晶体。原子晶体原子晶体2023-1-315晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体熔、沸点（高低）熔、沸点（高低）硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性2、原子晶体的性质、原子晶体的性质 很高很高很大很大不溶不溶一般不导电（硅是半导体）一般不导电（硅是半导体）某些原子晶体的熔点和硬度某些原子晶体的熔点和硬度原子晶体原子晶体金刚石金刚石氮化硼氮化硼碳化硅碳化硅石英石英硅硅锗锗熔点熔点/0 0C C3550300027
8、00171014101211硬硬 度度109.59.576.56.0原子晶体原子晶体2023-1-3163、典型的原子晶体、典型的原子晶体（1）金刚石）金刚石 10928 154pm键能：键能：347.7kj/mol熔点：熔点：大于大于35500C硬度：很大硬度：很大原子晶体原子晶体2023-1-317（2）二氧化硅二氧化硅 金刚石金刚石二氧化硅二氧化硅SiO原子晶体原子晶体2023-1-3184 4、常见的原子晶体类型、常见的原子晶体类型（1）某些非金属单质：）某些非金属单质：金刚石金刚石 硼（硼（B）硅（硅（Si）（2）某些非金属化合物：碳化硅（）某些非金属化合物：碳化硅（SiC）氮化硼（
9、氮化硼（BN）（3）某些氧化物：）某些氧化物：二氧化硅（二氧化硅（SiO）2023-1-319解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 晶体硅晶体硅交流与研讨交流与研讨1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？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体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这。这种说法对吗？为什么？种说法对吗？为什么？解释：不对，分子晶体中通常也含有共价键，解释：不对，分子晶体
10、中通常也含有共价键，如如COCO2 2、O O2 2,某些离子晶体中也含共价键，如某些离子晶体中也含共价键，如NaOHNaOH、NHNH4 4ClCl原子晶体原子晶体2023-1-320 练习：如图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一练习：如图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为个最小的碳环完全拥有碳原子数为 ，每个，每个C完全拥有完全拥有CC键数为键数为 。石墨中石墨中CC夹角为：夹角为：1200，CC键长：键长：1.421010 m层间距：层间距：3.353.35 10 101010 m m5、石墨及其结构（混合型晶体）、石墨及其结构（混合型晶体）空间层状结构空间
11、层状结构空间结构俯视图空间结构俯视图原子晶体原子晶体3/222023-1-321 一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具黑色至深钢灰色。质软具滑腻感滑腻感，可沾污手指，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm2.25g/cm3 3，化学性质，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造并用于制造坩锅
12、坩锅、电极、铅笔芯等。、电极、铅笔芯等。知识拓展石墨知识拓展石墨原子晶体原子晶体2023-1-322石石墨墨晶晶体体结结构构原子晶体原子晶体2023-1-3231 1、石墨为什么、石墨为什么很软很软？2 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3 3、石墨属于哪类晶体？为什么？、石墨属于哪类晶体？为什么？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存在很强的共价键故熔沸点很高。故熔沸
13、点很高。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。原子晶体原子晶体2023-1-324小结：分子晶体与原子晶体的比较小结：分子晶体与原子晶体的比较晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体概概 念念组成微粒组成微粒 作用力作用力熔沸点熔沸点硬硬 度度溶解性溶解性导电性导电性相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构合而形成空间网状结构分子间以分子间作用分子间以分子间作用力结合力结合原子原子分子分子共价键共价键分子间作用力分子间作用力很高很高较低较低很大很大较小较小不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂部分溶于水部分溶于水不导电，个别为半导体不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导
14、固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电电，部分溶于水导电原子晶体原子晶体2023-1-325练习练习1、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相同，晶体的类型也相同的是（同，晶体的类型也相同的是（）A.SO2和SiO2 B.CO2和H2OC.BN和HCl D.CCl4和KClB2、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是（）CO2 SiO2 晶体晶体Si 白磷白磷 氨基乙酸氨基乙酸 Fe Na2O 固态固态HeA.B.C.D.C原子晶体原子晶体2023-1-3263、C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示出其中的一层）仅表示出其中的一层）（1）C60、金刚石和石墨三者互为、金刚石和石墨三者互为 ；（2）固态时，）固态时，C60属于属于 （填（填“离子离子”、“原子原子”或或“分子分子”）；）；A、同位素、同位素 B、同素异形体、同素异形体（3）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有 个碳原子。个碳原子。B分子分子2原子晶体原子晶体2023-1-327Thanks 谢谢您的观看！2023-1-328
