高二化学选修3第三章第3节分子晶体与原子晶体课件

1、第二节第二节 分子晶体和原子晶体分子晶体和原子晶体水晶碘晶体结构碘晶体结构干冰晶体结构干冰晶体结构5 5、典型的分子晶体：、典型的分子晶体：6 6、分子晶体结构特征、分子晶体结构特征（1 1）密堆积）密堆积 只有范德华力，无分子间氢键只有范德华力，无分子间氢键分子密分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧个紧邻的分子，如：邻的分子，如：c60、干冰、干冰 、i2、o2。氧（o2）的晶体结构碳60的晶胞（2）非密堆积）非密堆积 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,使使晶体中的空间利率不高晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙留有相当大的空隙

2、。这种晶体不具有分子密堆积特征。如。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、冰（每个水分子周围只有4个个紧邻的水分子）。紧邻的水分子）。 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的水合的水合物晶体。物晶体。2020世纪末，科学家发现海底存在大量世纪末，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天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是

3、甲烷，是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像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水水分子间存在着氢键的作用，使水分分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成（子彼此结合而成（h2o）n。在冰中。在冰中每个水分子被每个水分子被4个水分子包围形成变个水分子包围形成变形的正四面体，通过形的正四面体，通过“氢键氢键”相互连相互连接成庞大的分子晶体，其结构如图：接成庞大的分子晶体，其结构如图：试分析：试分析

4、：1mol 冰中有冰中有 mol氢键？氢键？h2o的熔沸点比的熔沸点比h2s高还是低？为高还是低？为什么？什么？2由于水中存在氢由于水中存在氢键键 1、四氯化硅的结构和四氯化碳类似，对其性质的推断，正确的是： 四氯化碳晶体是分子晶体；通常情况下为液态；熔点高于四氯化碳；属于正四面体的分子构型。2、hgcl2的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点是227，熔融状态的hgcl2不能导电，hgcl2的稀溶液有弱的导电能力，由下列关于hgcl2的叙述中正确的是（ b ）属于共价化合物； 属于离子化合物；属于非电解质； 属于弱电解质。a b c d3干冰汽化时，下列所述内容发生变化的是a、分子内共价键

5、b、分子间作用力c、分子间距离 d、分子间的氢键bc讨论讨论coco2 2和和siosio2 2的一些物理性质如下所示，通过的一些物理性质如下所示，通过比较，判断比较，判断siosio2 2晶体是否属于分子晶体晶体是否属于分子晶体。结论：结论：sio2不是分子晶体。不是分子晶体。那么那么sio2是什么晶体呢？是什么晶体呢？二、原子晶体二、原子晶体 1 1、定义：原子间以、定义：原子间以共价键共价键相结合而形成相结合而形成的空间网状结构的晶体。的空间网状结构的晶体。 2 2、构成微粒：原子、构成微粒：原子 3 3、微粒之间的作用：、微粒之间的作用： 4 4、气化或熔化时破坏的作用力：、气化或熔化

6、时破坏的作用力： 5 5、物理性质：、物理性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。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）共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）共价键共价键共价键共价键6、常见原子晶体、常见原子晶体（1）某些非金属单质：硼（某些非金属单质：硼（b）、硅）、硅（si）、）、锗（锗（ge）、）、金刚石（金刚石（c）等等（2）某些非金属化合物某些非金属化合物：sic、bn等等（3）某些氧化物：某些氧化物：sio2、 等等7 7、典型的原子晶体、典型的原子晶体金刚石的结构特征金刚石的结构特征：在：在金刚石金刚石晶体里晶体里每个碳原子都采取每个碳原子

7、都采取sp3杂化，以共价键跟杂化，以共价键跟4个碳原子个碳原子结合，形成正四结合，形成正四面体。面体。这些正四面体向空间发展，这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。金刚金刚石晶体中所有的石晶体中所有的cc键长相等，键角相等键长相等，键角相等（10928）；）；晶体中最小的碳环由晶体中最小的碳环由6个碳组成，且个碳组成，且不在同一平面内；不在同一平面内；晶体中晶体中c原子与原子与cc键数之比为：键数之比为：1：210928 共价键思考：思考： （1）在金刚石晶体中）在金刚石晶体中,c采取什采取什么杂化方式？每个么杂化方式？每个c与

8、多少个与多少个c成成键？最小碳环由多少个碳原子组键？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？成？它们是否在同一平面内？ （2）在金刚石晶体中，）在金刚石晶体中，c原子原子个数与个数与cc键数之比为多少？键数之比为多少？ （3）12克金刚石中克金刚石中cc键数键数为多少为多少na？sio2的结构特征的结构特征：在：在sio2晶体中晶体中每个每个si原子周原子周围结合围结合4个个o原子；每个原子；每个o原子跟原子跟2个个si原子相结合。原子相结合。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的比例所组的比例所组成的立体网状的晶体。成的立体网状的晶体。最小的环是由最小的环是

9、由6个个si原子原子和和6个个o原子组成的原子组成的12元环。元环。1mol sio2中含中含4mol sio键键18010928sio共价键思考思考1：在：在sio2晶体中每个硅原子周围紧邻晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在硅原子有多少个？在sio2晶体中硅原子与氧晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？原子个数之比是多少？思考思考2：1mol二氧化硅的晶体含二氧化硅的晶体含几几molmol的的si-o键思考思考3:在二氧化硅的晶体结构中在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由最小的环由几个原子构成几个原子构成?解释：

10、结构相似的原子晶体，原子半径越解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石硅锗金刚石硅锗学与问学与问 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”。这种说法对吗？为什么这种说法对吗？为什么？不对，因为大多数分子晶体中也有共价键碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，其中碳碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅

11、和金刚石相比较，正确的是（金刚石相比较，正确的是（ ）。）。a熔点从高到低的顺序是：熔点从高到低的顺序是： 金刚石碳化硅晶体硅金刚石碳化硅晶体硅b熔点从高到低的顺序是：熔点从高到低的顺序是： 金刚石晶体硅碳化硅金刚石晶体硅碳化硅c三种晶体中的结构单元都是正四面体结构三种晶体中的结构单元都是正四面体结构d三种晶体都是原子晶体且均为电的良导体三种晶体都是原子晶体且均为电的良导体 a知识拓展石墨知识拓展石墨石墨为层状结构，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，故熔沸点很高。存在很强的共价键，故熔沸点很高。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。例例4：石墨晶体的层状结构，层石墨晶体的层状结构，层内为平面正