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新课标人教版选修三物质结构与性质第二节分子晶体和原子晶体（第一课时）第三章晶体结构与性质

知识与技能1、了解分子晶体的概念2、了解冰、二氧化碳的晶体结构及晶体中分子间作用力类型3、掌握分子晶体关于熔、沸点等方面的物理性质过程与方法联系旧知识，学习新知识，通过列举各种晶体及其特征，达到逐个掌握的目的情感、态度与价值观通过对水结冰密度减小这一学生已知事实的讲解，激发学生探究物质内部结构奥秘的兴趣教学重点分子晶体的概念、结构特点教学难点氯键对冰晶体结构和性质的影响指导阅读P65〖思考1〗为何分子晶体的硬度小，熔沸点低？1、构成晶体的微粒是分子2、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

１.概念:一．分子晶体碘晶体结构**构成分子晶体的粒子是粒子间的相互作用是只含有分子的晶体称为分子晶体即分子间以分子间作用力（范德华力,氢键）相结合的晶体叫分子晶体。分子分子间作用力(1)非金属氢化物：(2)酸：(3)部分非金属单质:(4)部分非金属氧化物:(5)大多数有机物：2.典型的分子晶体H2O,H2S,NH3,CH4,HXH2SO4,HNO3,H3PO4X2,O2,H2,S8,P4,C60CO2,SO2,NO2,P4O6,P4O10乙醇，冰醋酸，蔗糖3.分子间作用力和氢键

分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力,也叫范德华力。

分子间作用力对物质的性质有什么影响？思考与交流

一般地说：对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，物质的熔点沸点也越高。H2ONH3HF为什么比同主族氢化物的沸点高？分子晶体有哪些物理特性,为什么？思考与交流

由于分子间作用力很弱，所以分子晶体一般具有：4.分子晶体的物理特性①较低的熔点和沸点②较小的硬度。③一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。5.几种典型分子晶胞（１）分子密堆积:只有范德华力，无分子间氢键（每个分子周围有几个紧邻的分子，如：C60、干冰、I2、O2）（２）分子非密堆积：有分子间氢键（如：HF、冰、NH3

）分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子分子共有?）干冰的晶体结构图分子的密堆积（与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个）冰中１个水分子周围有４个水分子冰的结构氢键具有方向性分子的非密堆积思考：1mol冰周围有几mol氢键？冰中１个水分子周围有４个水分子形成什么空间构型？4〖思考1〗是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力？〖思考2〗为什么冰融化为水时,密度增大？不对，分子间氢键也是一种分子间作用力，如冰中就同时存在着范德华力和氢键。在冰晶体中,每个分子周围只有4个紧邻的水分子,由于水分子之间的主要作用力是氢键,氢键跟共价键一样具有方向性,即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变,留有相当大的空隙。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,密度反而增大。〖思考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。由于分子间作用力特别是氢键的方向性，导致晶体中有相当大的空隙，所以相同状况下体积较大由于CO2分子的相对分子质量>H2O，所以干冰的密度大。科学视野：笼装化合物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”………DＢ[例题]第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，完成下两题：1、下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是A、两种都是极性分子B、两种都是非极性分子C、CH4是极性分子，H2O是非极性分子D、H2O是极性分子，CH4是非极性分子2、若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为A、CH4·14H2O

B、CH4·8H2OC、CH4·(23/3)H2ODCH4·6H2O第二节分子晶体和原子晶体（第二课时）

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。

思考与交流１.概念：二．原子晶体金刚石**构成原子晶体的粒子是，原子间以较强的相结合。相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。原子共价键对比分子晶体和原子晶体的数据，得出原子晶体有何物理特性？

在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的2.原子晶体的物理特性（1）熔点和沸点高（2）硬度大（3）一般不导电（4）且难溶于一些常见的溶剂3.常见的原子晶体某些非金属单质：

某些非金属化合物：

某些氧化物：

金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体二氧化硅（SiO２）Al2O3晶体109º28´金刚石的晶体结构示意图共价键

思考：在金刚石晶体中，每个碳与周围多少个碳原子成键？形成怎样的空间结构？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？

在金刚石晶体中，碳原子个数与C-C键数之比为多少？12g金刚石C-C键数为多少NA？4正四面体6，否1：22NA180º109º28´SiO二氧化硅的晶体结构示意图共价键解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石＞碳化硅＞晶体硅＞晶体锗交流与研讨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？

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－石墨石墨晶体结构知识拓展－石墨石墨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（大π键），故熔沸点很高。石墨为混合键型晶体。小结原子晶体与分子晶体的比较

分子晶体原子晶体构成微粒晶体内相互作用力硬度、熔沸点熔、沸点变化规律化学式能否表示分子结构分子原子分子间作用力（氢键）共价键低高1、对于组成结构相似的物质，比较相对分子质量2、极性分子﹥非极性分子3、氢键作用键长、键能不能能〖思考〗为何CO2熔沸点比SiO2低？而破坏CO2分子却比SiO2更难？

因为CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，所以熔化时CO2是破坏范德华力而SiO2是破坏化学键。所以SiO2熔沸点高。破坏CO2分子与SiO2时，都是破坏共价健，而C-O键能>Si-O键能，所以CO2分子更稳定。复习：原子晶体与分子晶体的比较

分子晶体原子晶体构成微粒相互作用力硬度、熔沸点溶解性导电性分子原子分子间作用力（氢键）共价键低高概念不溶于任何溶剂部分溶于水不导电，部分为半导体不导电思考：如何比较两个晶体的熔沸点或硬度？1、判断二者晶体类型：一般情况下，原子晶体的熔沸点都高于分子晶体。2、如果是同种晶体，比较晶体内各微粒之间相互作用力的大小。

对于分子晶体,一般地说,对于组成结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔沸点越高。

对于原子晶体,一般地说,原子间键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高，硬度越大。1、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（）（A）SO2与SiO2

（B）C02与H2O（C）C与HCl（D）CCl4与SiC

2、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（）（A）①③②（B）②③①（C）③①②（D）②①③

BA3、1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断中不正确的是（）（A）原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度（B）原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料（C）原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料（D）每1mol原子晶体干冰中含4molC—O键B4、下列说法正确的是（）A．124gP4含有的P－P键的个数为6NAB．12g石墨中含有的C－C键的个数为2NAC．12g金刚石中含有的C－C键的个数为1.5NAD．60gSiO2中含Si－O键的个数为2NAA判断晶体类型的方法

1.依据物质的分类判断金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）都是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质（除汞外）与合金是金属晶体。

2.依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格质点是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的晶格质点是分子，质点间的作用为分子间作用力；金属晶体的晶格质点是金属离子和自由电子，质点间的作用是金属键。3.依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百度至一千余