选修分子晶体与原子晶体(人教版)演示课件

1、第三章晶体结构与性质第二节 分子晶体与原子晶体1.了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。2.理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系3.了解分子间作用力对物质物理性质的影响4.了解氢键及其对物质物理性质的影响。学习目标 为什么冰容易融化，干冰、碘容易升华？它们的结构是怎样的？为什么冰浮在水面上，而干冰却沉入水底？思考观察与思考：下列两种晶体有什么共同点？碘晶体结构干冰晶体结构结论：构成微粒都是分子，都是面心立方晶胞。选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）2.组成微粒：分子3.粒子间作用力：相邻分子间

2、靠范德华力或氢键相互吸引。1.定义：只含分子的晶体，叫做分子晶体。一、分子晶体分子内原子间以_结合。气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力共价键稀有气体分子为单原子分子，无共价键。注意：分子间不一定都有氢键，但一定有分子间作用力 分子晶体熔化时，破坏分子间作用力（可能有氢键）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）分子晶体有哪些物理特性，为什么？思考与交流选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）(1)熔点、沸点：分子间作用力越大,熔沸点越高(相对分子质

3、量，分子极性，氢键，支多沸低)4.物理特性：较低，易升华或易挥发选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）(3)导电性：(2)硬度： 只存在分子，不存在离子，一般都是绝缘体，固态和熔融状态不导电，有些在水溶液中可以导电。较小（多数分子晶体在常温时为气态或液态）(4)溶解性：多数能溶于适当的溶剂（相似相溶)。选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）（5）绝大多数有机物的晶体：（1）所有非金属氢化物：（2）部分非金属单质:（3）部分非金属氧化物: （4）几乎

4、所有的酸：H2O，H2S，NH3，CH4，HX等X2，O2，H2， S8，P4，C60 ，稀有气体等CO2， SO2， NO2，P4O6， P4O10等乙醇，冰醋酸，蔗糖，苯、萘、蒽、苯甲酸等H2SO4，HNO3，H3PO45.典型的分子晶体：盐和碱则是离子晶体选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）大多数分子晶体的结构特点：分子的密堆积与每个分子距离最近的相同分子共有 个 氧（O2）的晶体结构C60的晶胞12选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）分

5、子的密堆积（与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ）干冰的晶体结构图碘的晶体结构图选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）冰中个水分子周围有 个水分子冰的结构氢键具有方向性分子的非密堆积选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件） 只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子。如：C60、干冰 、I2、O2。6.分子晶体的结构特征（1）密堆积 有分子间氢键氢键具有方向性,使晶体中的空间利用率不高,留有相当大的空隙.

6、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4个紧邻的水分子）。（2）非密堆积选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）3Mg+N=MgN点燃选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）科学视野天然气水合物一种潜在的能源选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件） 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19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成

7、化学式为Cl28H20的水合物晶体。20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， 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，因而又称“可燃冰” 科学视野：天然气水合物一种潜在的能源选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）1.分子晶体是否导电？什么条件下可以导电？ 由于构成分子晶体的粒子是分子，不管是晶体或晶体熔化成的液体，都没有带电荷的离子

8、存在，因此，分子晶体以及它熔化成的液体都不导电。 分子晶体溶于水时，水溶液有的能导电，如HCl溶于水，有的不导电，如C2H5OH溶于水。深入探究选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）2.为何分子晶体的硬度小，熔沸点低？构成晶体的微粒是分子分子之间以分子间作用力（主要是范德华力）相结合，范德华力远小于化学键的作用3.为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？ 由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。 在冰中由于氢键的方向性，导致晶体中有相当大的空隙，所以相同状况下冰的体积较大，密度比干冰小

9、。选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）4.为什么冰的密度比水的小，而4时的水的密度最大？氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，体积较大，密度比水小；当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度开始增大；超过4时，由于热运动加剧，分子间距离再次加大，密度又逐渐减小。选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）5.如何比较分

10、子晶体熔沸点的高低？一般来说，分子晶体中范德华力越大，物质的熔、沸点越高。分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高；分子内氢键的形成使物质的熔、沸点降低。对于同分异构体来说，支链越多，沸点越多。选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）1.下列物质属于分子晶体的化合物是（ ）A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐C练习2.干冰气化时，下列所述内容发生变化的是A、分子内共价键 B、分子间作用力C、分子间距离 D、分子间的氢键BC3.冰醋酸固体中不存在的作用力是（ ）A、离子键 B、极性键 C、非极性键 D、范德华力A选修分子晶体与

11、原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）4.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是 ( )A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘5.下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的是（ ）A、Cl2I2 B、SiCl4CCl4C、NH3CH3(CH2)2CH3BB选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）6.下列性质适合于分子晶体的是()A.熔点1070，易溶于水，水溶液导电B.熔点1031 ，液态不导电、水溶液能导电C

12、.能溶于CS2,熔点112.8 ，沸点444.6 D.熔点1400 ，可做半导体材料，难溶于水E.熔点9781，质软、导电、密度097 gcm37.下列物质不存在氢键的是()A.冰醋酸中醋酸分子之间 B.液态氟化氢中氟化氢分子之间 C.一水合氨分子中的氨分子和水分子之间 D.可燃冰(CH4 8H2O)中甲烷分子与水分子之间BCD选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）8.干冰的外观和冰相像，可由二氧化碳气体压缩成液态后再急剧膨胀而制得。下图为干冰晶体结构示意图。通过观察分析，可知每个CO2分子周围与之相邻等距的CO2分子有

13、_个。在一定温度下，已测得干冰晶胞（即图示）的边长a5.72108cm，则该温度下干冰的密度为_g/cm3。12 1.56选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）9.下列分子晶体：H2O HCl HBr HI CO N2 H2熔沸点由高到低的顺序是( ) A. B. C. D. C选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）11下列过程中，共价键被破坏的是( ) A碘升华 B溴蒸气被木炭吸附 C酒精溶于水 DHCl气体溶于水10.当S03晶体熔化或气化时，

14、下述各项中发生变化的是( ) A.分子内化学键 B.分子间距离 C.分子构型 D.分子间作用力 BDD12.下列有关共价化合物的说法：具有较低的熔、沸点 不是电解质 固态时是分子晶体 都是由分子构成 液态时不导电，其中一定正确的是( ) A. B. C. D. D选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）13已知氯化铝的熔点为190(2202lO5Pa)，但它在180即开始升华。 (1)氯化铝是_。(填“离子化合物”“共价化合物”) (2)无水氯化铝在空气中强烈的“发烟”，其原因是_。 (3)设计一个可靠的实验，判断氧化铝是

15、离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是_。 (4)在500K和1.01105Pa时，它的蒸气密度(换算为标准状况时)为11.92gL1，试确定氯化铝在蒸气状态时的化学式为_。共价化合物Al2Cl6氯化铝与空气中的水蒸气发生水解反应产生HCl气体，HCl在空气中形成酸雾而“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。选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）思考与交流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。碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶

16、体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件） 原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体(又称共价晶体)。 2.原子晶体的构成微粒和作用力：1.定义：(1)构成微粒是：(2)作用力：原子晶体中不存在分子原子共价键3.气化或熔化时破坏的作用力：共价键二、原子晶体故无分子式，化学式表示原子最简整数比。选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）晶体类型原子晶体熔、沸点硬度溶解性导电性4.原子晶体的性质 很高（高于1

17、000）很大不溶于任何溶剂一般不导电（硅是半导体）某些原子晶体的熔点和硬度原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/0C355030002700171014101211硬 度109.59.576.56.0二、原子晶体选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）10928共价键金刚石 的晶体结构模型5.典型的原子晶体（1）金刚石 二、原子晶体键能：347.7kJ/mol熔点：大于35500C硬度： 10154pm选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）5.典型

18、的原子晶体（1）金刚石 每个碳原子被周围 个碳原子包围；碳原子杂化方式是 ； 其中形成的最小环中含 个碳原子；每个碳原子被 个环共用；1mol金刚石中含有的C-C共价键数 mol；SP3杂化46212二、原子晶体选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课

19、件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）硅 的晶体结构模型硅原子5.典型的原子晶体晶体硅 二、原子晶体选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）18010928SiO共价键5.典型的原子晶体二氧化硅的晶体结构模型（2）二氧化硅 二、原子晶体选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（

20、优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）421：2421：41：2412选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）6.常见的原子晶体类型（1）某些非金属单质： 硼（B） 硅（Si）锗（Ge）灰锡（Sn） （2）某些非金属化合物： 碳化硅（SiC俗称金刚砂） 氮化硼（BN）（3）某些氧化物： 二氧化硅晶体二、原子晶体选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）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。碳、硅、锗原子半

21、径依次增大，键长依次增大，键的强度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。即金刚石硅锗学 与 问1.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？2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？此说法不对。“具有共价键”并不是原子晶体判定的唯一条件，分子晶体的分子内部也有共价键，如冰和干冰晶体都是分子晶体，但H2O和CO2中存在共价键。选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）三、晶体类型的判断方法1.依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断： 构成原子晶体的微粒是原子，原子间的作用力是共价键，构成分子晶体

22、的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力。熔沸点和硬度； (高原子晶体；中离子晶体； 低分子晶体)熔融状态的导电性。(导电：离子晶体)溶解性。2.从性质上判断：选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态不导电；_(2)溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不导电；_(3)五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；_(4)物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_分子晶体分子晶体原子晶体离子晶体现场练习：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：Al4C3AlBr

23、3VF5选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）小结1：分子晶体与原子晶体的比较晶体类型原子晶体分子晶体概 念组成微粒 作用力熔沸点硬 度溶解性导电性相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构分子间以分子间作用力结合原子分子共价键分子间作用力很高较低很大较小不溶于任何溶剂部分溶于水不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）科学视野（1）金刚石（2）天然金刚石的形成高温、高压、长时间在地幔中形成的。

24、（3）金刚石的人工合成 高压合成低压合成科学史话谁证明了金刚石是碳？选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件） 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、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质不活泼。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，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展石墨混合型晶体选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）石墨

25、的晶体结构图键角： 1200， 键长： 1.421010 m层间距：3.351010 m空间结构俯视图选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件） 1.石墨为什么很软？ 2.石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3.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，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。石墨混合型晶体选修分子晶体

26、与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）原子晶体：在石墨晶体中，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构，这里C-C键的键长皆为142pm，这正好属于原子晶体的键长范围，因此对于同一层来说，它是原子晶体。金属晶体：在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们相互重叠。电子比较自由，相当于金属中的自由电子，所以石墨能导热和导电，这正是金属晶体特征，因此也归类于金属晶体。分子晶体：石墨晶体中层与层之间相隔340pm，距离较大，是以范德华力结合起

27、来的，即层与层之间属于分子晶体。但是，由于同一平面层上的碳原子间结合很强，极难破坏，所以石墨的溶点也很高，化学性质也稳定。所以，石墨是原子晶体，金属晶体，分子晶体的一种混合型晶体选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）小结2：金刚石、石墨的比较项目金刚石石墨晶体形状晶体中的键或作用力由最少碳原子形成环的形状与个数碳原子成键数每个环上键的平均数每个环上原子的平均数正四面体空间网状六边形平面层状共价键共价键与范德华力个原子不同面个原子同面61/6=161/2=361/12=1/261/3=2选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）选修分子晶体与原子晶体(人教版-)PPT演示（优秀课件）课堂巩固：下列不存在