选修3 3.2 分子晶体和原子晶体

§3-2分子晶体和原子晶体2021/5/91复习提问：微粒间作用有哪些？微粒为分子：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；微粒为离子：离子键。2021/5/92一、分子晶体

1、只含分子的晶体称为分子晶体。如碘晶体只含I2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，而相邻分子靠分子间作用力或氢键相互吸引。碘晶体结构**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2021/5/93分子晶体有哪些物理特性,为什么？思考与交流2021/5/942、分子晶体的一般宏观性质①较低的熔沸点②较小的硬度③固态或熔融状态下都不导电④分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分子的极性相关——相似相溶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2021/5/953、属于分子晶体的化合物类别举例（1）、所有非金属氢化物

H2O,H2S,NH3,CH4,HX（2）、部分非金属单质

X2,O2,H2,S8,P4,C60（3）、部分非金属氧化物

CO2,SO2,NO2,P4O6,P4O10（4）、几乎所有的酸

H2SO4,HNO3,H3PO4（5）、绝大多数有机物晶体

乙醇，冰醋酸，蔗糖2021/5/964.晶体分子结构特征（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰、I2、O2）（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（如：HF、冰、NH3

）2021/5/97分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个）2021/5/98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）2021/5/99碘的晶体结构图由此可见，每个碘分子周围有

个碘分子122021/5/910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2021/5/911笼装化合物2021/5/912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100年的能源需求。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。若晶体中每８个笼中有６个笼容纳了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、CH4·8H2O

C、CH4·7H2O

D、CH4·6H2O练习2021/5/913

在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占有CO2分子的个数为____，与二氧化碳分子距离最近的二氧化碳分子有

个。4122021/5/914小节:1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。3、常见分子晶体分类：(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)几乎所有的酸(而碱和盐则是离子晶体(5)绝大多数有机物的晶体。晶体分子结构特征（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰、I2、O2（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（如：HF、冰、NH3

）2021/5/915CO2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2021/5/916二、原子晶体

1、定义：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。

2、构成微粒：原子

3、微粒之间的作用：共价键

4、气化或熔化时破坏的作用：共价键2021/5/917对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？2021/5/918

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（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

5.原子晶体的物理特性2021/5/9196.常见的原子晶体（1）某些非金属单质：

金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等（2）某些非金属化合物：

碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体（3）某些氧化物：

二氧化硅（SiO２）晶体、Al2O32021/5/920109º28´金刚石的晶体结构示意图共价键2021/5/9212021/5/922①正四面体的空间网状结构，键角：109028’小结：②不在同一平面上的环由6个原子构成③

C原子数与C—C键数比1：22021/5/923180º109º28´SiO二氧化硅的晶体结构示意图共价键二氧化硅2021/5/924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＞晶体硅交流与研讨1、怎样从原子结构角度理解金刚石、碳化硅和硅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？2021/5/925

莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，1824年由德国矿物学家莫斯（FrederichMohs）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，用测得的划痕的深度来表示硬度。资料莫氏硬度2021/5/926

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2021/5/927石墨晶体结构知识拓展－石墨2021/5/928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。石墨为混合型晶体（过渡晶体）2021/5/9292021/5/930C602021/5/931C702021/5/932碳纳米管2021/5/933小结：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大较小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2021/5/934根据对碳元素的同素异形体结构和性质的理解，请分析：(1)C60固体属于_______晶体(2)固体C60的熔沸点与金刚石晶体的熔点相比，

______较高。(3)固体C60若是能溶解在某种溶剂中，这种溶剂是水还是苯？分子金刚石苯2021/5/935例如：右图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为___，每个C完全拥有C－