高中化学原子晶体与分子晶体课件

1、第3节 原子晶体与分子晶体教学目标 掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。教学难点重点 原子晶体的结构与性质的关系.概念： 相邻原子间以共价键相结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体 一原子晶体金刚石2.结构特点：（1）由于共价键的方向性和饱和性，每个中心原子周围排列的原子数目是有限的。（2）由于所有原子间均以共价键相结合，所以晶体中不存在单个分子。 在原子晶体中，由于原子间以强的共价键相结合，形成空间立体网状结构，所以原子晶体的:（1）熔、沸点高 （2）硬度大(用途？)（3）一般不导电 （4）难

2、溶于常见的溶剂 3.原子晶体的物理性质物质金刚石碳化硅晶体硅氯化钠银熔点335026001415801950硬度10972.52.5-44.常见的原子晶体某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）等某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 氮化硅（Si3N4）晶体某些氧化物： 二氧化硅（ SiO）晶体 Al2O3晶体（1）金刚石每个碳以 键与相邻 个碳结合， 成为 构型。晶体中碳碳键夹角为 ，碳原子采取了 杂化。最小环有 个碳原子。 5.几种典型的原子晶体109.5共价键共价6sp3109.5正四面体4晶体硅、碳化硅结构与金刚石类似18010928SiO共

3、价键二氧化硅的晶体结构模型（2）二氧化硅 5.几种典型的原子晶体421：2421：41：2412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，硬度越大。1、为何金刚石、碳化硅和晶体硅的熔点和硬度依次下降？2、“存在共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？物质金刚石碳化硅晶体硅熔点335026001415硬度1097思考：不对，因为在大多数分子晶体和某些离子晶体中也存在共价键,如干冰晶体。2.原子晶体的结构特点:【小结】一 、 原子晶体1.什么是原子晶体 相邻的原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体成为原子晶体基本粒子是原子粒子间的作用力是共价键 空

4、间立体网状结构不存在小分子不遵守密堆积规律第3节 原子晶体与分子晶体新泰中学化学组 魏述杰 2020.3.4第二课时 分子晶体教学目标1.掌握分子晶体的概念、构成微粒、微粒间的作用、物理性质、常见的分子晶体。2.理解分子晶体类型与性质的关系。3.掌握典型分子晶体干冰晶胞的结构特点4.能够区分原子晶体和分子晶体。能力目标培养空间想像能力和进一步认识“物质结构决定物质性质”的客观规律。教学重、难点 理解晶体类型与性质的关系。思考为什么冰容易融化，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？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2、组成微粒：分子

5、3、粒子间作用力：相邻分子间靠范德华力或氢键相互吸引。1、定义：分子之间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体。二、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分子晶体有哪些物理特性，为什么？思考与交流(1)熔点、沸点：(3)导电性：(2)硬度：分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力, 不破坏化学键分子间作用力越大,熔沸点越高 (相对分子质量,分子极性,氢键)4、物理特性：二、分子晶体 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.较小较低，易升华（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:

6、（4）几乎所有的酸：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H2SO4，HNO3，H3PO45、典型的分子晶体：二、分子晶体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12二、分子晶体6、分子晶体的结构特征分子的密堆积与CO2分子距离最近的CO2分子共有 个干冰的晶体结构图12I2的晶体结构图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 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

7、围一般有12个紧邻的分子。如：C60、干冰 、I2、O2。小结：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,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.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7.典型的分子晶体（1）单质碘晶胞为长方体，每个顶点和面心各有一个分子。平均每个晶胞中有 个碘分子，微粒间的作用力是 。 4范德华力（2）干冰晶胞为正方体，每个顶点和面心各有一个分子。平均每个晶胞中有 个CO2分子，微粒间的作用力是 ，配位数为 。 4范德华力OC范德华力共价键12（3）冰 冰晶体主要是水分子依靠氢键形成的（亦

8、有范德华力）。由于氢键的方向性和饱和性，分子间距比较大，有很多空隙，结构比较松散。每个水分子周周有4个水分子，故配位数为4。 氢键具有方向性和饱和性（4）其他分子晶体硫黄：硫的同素异形体最稳定的是S8，不溶于水，微溶于酒精和乙醚，易溶于CS2。 试管壁上的硫如何洗涤？磷：白磷白色蜡状固体，剧毒，着火点很低； 红磷红色粉末固体，无毒，着火点较高。白磷为何不能制造安全火柴？ 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

9、。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 三、石墨-混合型晶体石墨的晶体结构图返回键角： 1200， 键长： 1.421010 m层间距：3.351010 m空间结构俯视图范德华力,层间距0.335nm石墨中CC键角为120。， CC键长为0.142nm 1.结构特点：石墨晶体是层状结构，每一层碳原子排列成六边形，则碳原子采用 杂化。未成对电子形成 键。石墨晶体中C原子数与CC键数之比是 。其中每个正六边形占有的 C原子数平均为 个。223大sp22.晶体类型： 每一层上以共价键结合，层与层之间为范德华力， 未成对电子能在整个平面上运动，具有金属键的性质。 这种晶体称为混合键型晶体

10、（过渡型晶体）3.性质： 熔点高（键和大键共同作用，键能大） 质软（层间范德华力作用弱） 易导电（大键有金属键的性质）4.用途： 制造电极，润滑剂，铅笔芯，中子减速剂等小结1：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典例1：碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：回答下列问题：(1)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化方式分别为 、 。(2)

11、C60属于 晶体，石墨属于 晶体。(3)在金刚石晶体中，碳原子数与化学键数之比为 ；在石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的化学键数为 ，该晶体中碳原子数与共价键数之比为 。(4)石墨晶体中，层内CC键的键长为142 pm，而金刚石中CC键的键长为154 pm。推测金刚石的熔点 (填“”“”“”或“”)石墨的熔点。解析石墨中的CC键比金刚石中的CC键键长短，键能大，故石墨的熔点高于金刚石。HIHBrHCl在同分异构体中，一般地说，支链越多(越对称)， 熔、沸点越低， 如：正戊烷异戊烷新戊烷在同分异构体的芳香烃及其衍生物中，其熔、沸点高 低顺序一般是：邻间对位化合物金属晶体中金属离子半径越小

12、，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点越高。 AlMgNa LiNaKRbCs 合金N2(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典例2：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：课堂巩固：1.下列晶体中不属于原子晶体的是 ( ) A.干冰 B.金刚砂 C.金刚石 D.水晶 2、下列叙述正确的是 （ ）A.离子晶体都是化合物B.原子晶体都是单质C.分子晶体内部都存在共价键D.金属

13、单质形成的晶体都是金属晶体AAD3.在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子 环，其中最小的环上，碳原子数是 ( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.6个 4，下列各物质中，按熔点由低到高排列正确的是( )A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2 C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SiO2 DB 5.在x mol石英晶体中，含有Si-O键数是 ( ) A.x mol B.2x moI C.3 x mol D.4x mol 6.固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是 ( ) A.冰 B.晶体硅 C.溴 D.二氧化硅 DB7. 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