高三化学分子晶体和原子晶体ppt课件

1、第二节第二节 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体复习总结：复习总结：微粒间作用微粒间作用微粒为分子：微粒为分子：分子间作用力或范德华力或氢键；分子间作用力或范德华力或氢键；微粒为原子：极性共价键或非极性共价键微粒为原子：极性共价键或非极性共价键；微粒为离子：离子键。微粒为离子：离子键。一、分子晶体一、分子晶体 1 1、 只含分子的晶体称为分子晶体。如碘只含分子的晶体称为分子晶体。如碘晶体只含晶体只含I2I2分子，属于分子晶体。在分子晶分子，属于分子晶体。在分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，而相体中，分子内的原子间以共价键结合，而相邻分子靠分子间作用力或氢键相互吸引。邻分子靠分子间作用力

2、或氢键相互吸引。 碘晶体结构碘晶体结构* * *构成分子晶体的构成分子晶体的粒子是分子，粒子粒子是分子，粒子间的相互作用是分间的相互作用是分子间作用力或氢键子间作用力或氢键2 2、分子晶体的一般宏观性质、分子晶体的一般宏观性质 较低的熔沸点较低的熔沸点 较小的硬度较小的硬度 固态或熔融状态下都不导电固态或熔融状态下都不导电 分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的 分子的极性相关分子的极性相关 相似相溶相似相溶构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力或氢键互作用是分子间作用力或氢键3、属于分子晶体的化合物类别举例、属于分子

3、晶体的化合物类别举例（1）、所有非金属氢化物）、所有非金属氢化物 H2O,H2S,NH3,CH4,HX（2）、部分非金属单质）、部分非金属单质 X2,O2,H2, S8,P4, C60 （3）、部分非金属氧化物）、部分非金属氧化物 CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10（4）、几乎所有的酸）、几乎所有的酸 H2SO4,HNO3,H3PO4（5）、绝大多数有机物晶体）、绝大多数有机物晶体 乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖碘的晶体结构图碘的晶体结构图12氢键具有方向性氢键具有方向性许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这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

4、类水合物晶体的是1919世纪初的英国化学家戴维，世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为他发现氯可形成化学式为Cl28H20Cl28H20的水合物晶体的水合物晶体。2020世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水世纪末，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是甲烷，合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常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的甲烷，因而又温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称称“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

5、节小节:1 1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。相互吸引。2 2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。3 3、常见分子晶体分类：、常见分子晶体分类：(1)(1)所有非金属氢化物所有非金属氢化物 (2)(2)部分非部分非金属单质，金属单质， (3)(3)部分非金属氧化物部分非金属氧化物(4)(4)几乎所有的酸几乎所有的酸( (而碱而碱和盐则是离子晶体和盐则是离子晶体 (5)(5)绝大多数有机物的晶体。绝大多数有机物的晶体。晶体分子结构特征晶体分子结构特征（只有范德华力，无分子间氢键分

6、子密堆积每（只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积每个分子周围有个分子周围有1212个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C60C60、干冰、干冰 、I2I2、O2O2（有分子间氢键不具有分子密堆积特征（有分子间氢键不具有分子密堆积特征 （如：（如：HF HF 、冰、冰、NH3 NH3 ）CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶 体。 二、原子晶体二、原子晶体 1、定义：、定义：原子间以共价键相结合而形成的空原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。间网状结构的晶体。 2、构成微粒：原子、构成微粒：原子 3、微粒之间的作用：共价键、微粒之间的作用：共

7、价键 4、气化或熔化时破坏的作用：共、气化或熔化时破坏的作用：共价键价键 5、一般宏观性质：、一般宏观性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。溶剂。6、常见原子晶体例举：、常见原子晶体例举：（1某些非金属单质某些非金属单质 硼、硅、硼、硅、锗、金刚石等锗、金刚石等（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、Al2O3等等10928 共价键18010928Sio共价键1 1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降硅和锗的熔点和硬度依次下降? ? 2 2“具有共价键的晶体

8、叫做原子晶具有共价键的晶体叫做原子晶体体”。这种说法对吗。这种说法对吗? ?为什么为什么? ?探究思考探究思考 莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，18241824年由德国矿物学家莫斯年由德国矿物学家莫斯Frederich MohsFrederich Mohs首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕，用测刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。得的划痕的深度来表示硬度。资料资料 莫氏硬度莫氏硬度 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

9、矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，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/cm32.25g/cm3，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，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展石墨知识拓展石墨石石墨墨晶晶体体结结构构知识拓展石墨知识拓展石墨石墨 1 1、石墨为什么很软？

10、、石墨为什么很软？ 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大存在很强的共价键大键），故熔沸点很键），故熔沸点很高。高。石墨为混合键型晶体。石墨为混合键型晶体。 某些原子的熔点和硬度某些原子的熔点和硬度“硬度是衡量固体软硬程度的指标。硬度有不同硬度是衡量固体软硬程度的指标。硬度有

11、不同的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即摩氏的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即摩氏硬度，以固体互相刻划时出现刻痕的固体的硬度硬度，以固体互相刻划时出现刻痕的固体的硬度较低。全刚石不能被任何天然矿物刻划出封痕，较低。全刚石不能被任何天然矿物刻划出封痕，因而是最硬的。以金刚石的硬度为因而是最硬的。以金刚石的硬度为1010，以另，以另9 9种天种天然矿物为代表，可将摩氏硬度分为十度，然矿物为代表，可将摩氏硬度分为十度， 原子原子晶体晶体金刚石金刚石氮化硼氮化硼 碳化硅碳化硅氧化铝氧化铝 石英石英 硅硅 锗锗 熔点熔点 3900 3900 3000 3000 2 700 2 700 2030 2

12、030 1710 1710 14101410 12111211 硬度硬度 10 10 9 95 5 9 95 5 9 9 7 7 6 65 5 6 60 0练习练习1、金刚石晶体硅结构与此类似）、金刚石晶体硅结构与此类似）（1由图中观察可知：每个碳原子被由图中观察可知：每个碳原子被相邻的相邻的4个碳原子包围，以共价键跟个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子接个，形成四面体。这些四个碳原子接个，形成四面体。这些四面体向空间发展，构成一个坚实的、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。每个彼此联结的空间网状晶体。每个 C-C键长相等，键角均为键长相等，键角均为109。28。（2晶体中最

13、小环由晶体中最小环由_个个C组成且不共面。组成且不共面。6（3晶体中晶体中C原子数与原子数与C-C 键数之比为：键数之比为：*/：*/：例、如右图所示，例、如右图所示，在石墨晶体的层在石墨晶体的层状结构中，每一状结构中，每一个最小的碳环完个最小的碳环完全拥有碳原子数全拥有碳原子数为为_，每个，每个C完全拥有完全拥有CC数为数为_石墨中石墨中CC夹夹角为角为120， CC键长为键长为 1.421010 m层间距层间距 3.35 1010 m23小结：金刚石、石墨的比较小结：金刚石、石墨的比较项目项目金刚石金刚石石墨石墨晶体形状晶体形状晶体中的键或作用晶体中的键或作用力力由最少碳原子形成由最少碳原

14、子形成环的形状与个数环的形状与个数碳原子成键数碳原子成键数键的平均数键的平均数 原子的平均原子的平均数数每个环中每个环中正四面体空间网状正四面体空间网状六边形平面层状六边形平面层状共价键共价键共价键与范德华力共价键与范德华力个原子不同面个原子不同面个原子同面个原子同面6*1/6=16*1/2=36*1/12=1/26*1/3=2白球表示 硅原子SiO2平面结构利用金刚石的结构来推断利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构的空间结构SiO2最小的环有几个原子组成最小的环有几个原子组成？金刚石的结构12个个6个硅个硅 6个氧）个氧）标题：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的标题：最近科学家发现

15、一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是式是 ( ) ATiC BTi4C4， CTi14C13 DTi13C14防止类推中的失误防止类推中的失误C3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：型：A、碳化铝，黄色晶体，熔点、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态，熔融态不导电；不导电；_B、溴化铝，无色晶体，熔点、溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不，熔融态不导电；导电；_C、五氟化

16、钒，无色晶体，熔点、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物质、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电导电_小结：小结：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念概念组成微粒组成微粒 作用力作用力熔沸点熔沸点硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性相邻原子间以共价键相相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结结合而形成空间网状结构构分子间以分子间分子间以分子间作用力结合作用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大很大较小较小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

17、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固体和熔化状态都不导电，部分都不导电，部分溶于水导电溶于水导电祝同学们学习进步，祝同学们学习进步，天天有个好心情天天有个好心情化化 学学 计计 算算常见题型：常见题型： 溶解度的计算、有机计算、多步反应计算、溶解度的计算、有机计算、多步反应计算、过量计算、无数据或数据缺省型计算）、与过量计算、无数据或数据缺省型计算）、与化工有关的计算化工有关的计算基本解题思想：基本解题思想：守恒法、讨论法、极限法、差量法、守恒法、讨论法、极限法、差量法、关系式法关系式法讨论法适合解哪些计算题：讨论法适合解哪些计算题： （1 1问题不明确，如物质不明

18、确，过量不明确等。问题不明确，如物质不明确，过量不明确等。 （2 2数学方程式少于未知数的不定方程式的问题。数学方程式少于未知数的不定方程式的问题。（3 3字母型数据的过量问题的计算。字母型数据的过量问题的计算。 （4 4条件残缺的计算题。条件残缺的计算题。 在化学计算题中，用字母代表数据，由于字母去值在化学计算题中，用字母代表数据，由于字母去值存在不确定性，反应物将过量关系就有差异，反应过存在不确定性，反应物将过量关系就有差异，反应过程有时也会不同。因此，解题时需要对字母取值范围程有时也会不同。因此，解题时需要对字母取值范围进行讨论。进行讨论。1 1、问题不明确，对可能结果的讨论、问题不明确

19、，对可能结果的讨论 【例【例1 1】40g40g铁粉投入到铁粉投入到500g500g稀稀HNO3HNO3中，若反应完毕中，若反应完毕后两物质均无剩余，求此稀后两物质均无剩余，求此稀HNO3HNO3的质量分数及放出的质量分数及放出的气体在标准状况下的体积。的气体在标准状况下的体积。 2 2、数学方程式少于未知数的不定方程讨论、数学方程式少于未知数的不定方程讨论 例：将由两种卤素组成的化合物例：将由两种卤素组成的化合物XX2.60gXX2.60g溶于水溶于水, , 再再通入过量的二氧化硫通入过量的二氧化硫, ,使其发生如下反应使其发生如下反应: :XX+2H2O+SO2=HX+HX+H2SO4 X

20、X+2H2O+SO2=HX+HX+H2SO4 然后向生成的溶液中加然后向生成的溶液中加入过量的硝酸钡溶液入过量的硝酸钡溶液, ,除去生成的沉淀后除去生成的沉淀后, ,将所得滤液用将所得滤液用过量过量AgNO3AgNO3溶液处理溶液处理, ,生成生成7.5g7.5g沉淀。已知氟化银可溶于沉淀。已知氟化银可溶于水，试推断该卤素互化物的可能组成。（在整个过程中水，试推断该卤素互化物的可能组成。（在整个过程中不考虑离子与氧化性酸的氧化还原反应）不考虑离子与氧化性酸的氧化还原反应）3 3、字母型数据的计算题可考虑寻找界点，确定区间、字母型数据的计算题可考虑寻找界点，确定区间( (或边界或边界) )讨论讨

21、论 例、已知常温时反应例、已知常温时反应2Fe32Fe3+Cu+Cu2Fe22Fe2+Cu2+Cu2在水溶在水溶液中能发生，将液中能发生，将22.4g22.4g由铜和三氧化二铁组成的混合粉由铜和三氧化二铁组成的混合粉末加入到浓度为末加入到浓度为1 mol/L1 mol/L的硫酸中，使之发生反应。的硫酸中，使之发生反应。(1)(1)若固体恰好全部溶解，消耗硫酸的体积为若固体恰好全部溶解，消耗硫酸的体积为V V，求，求V V的的取值范围。取值范围。(2)(2)若硫酸溶液过量，反应后溶液的体积为若硫酸溶液过量，反应后溶液的体积为1 L1 L，测得此，测得此溶液中溶液中Fe2Fe2浓度为浓度为0.1

22、mol/L, 0.1 mol/L, 求原混合物中含铜多少求原混合物中含铜多少克克? ? 练习：将练习：将3.25g某金属单质与过量稀硝酸反应时，某金属单质与过量稀硝酸反应时，未观察到有气体放出，但测知生成物中有未观察到有气体放出，但测知生成物中有NH4NO3。当向反应后的溶液中加入过量热的烧碱溶液时，有当向反应后的溶液中加入过量热的烧碱溶液时，有气体放出，气体体积为气体放出，气体体积为280mL标准状况）。标准状况）。（1当当R代表此金属，写出代表此金属，写出R与稀硝酸反应的化学与稀硝酸反应的化学方程式。方程式。（2R是什么金属？是什么金属？练习练习. .现将含现将含Ag+Ag+为为5.45.410-2g10-2g的可溶性银盐溶液与某的可溶性银盐溶液与某+2+2价金属离子的可溶性盐混合，恰好完全反应价金属离子的可溶性盐混合，恰好完全反应. .得卤得卤化物沉淀，经过