分子晶体与共价晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第二节

分子晶体与共价晶体【情景导入】冰和钻石都是晶体，二者有什么不同？雪花、钻石、食盐和铜都是晶体，那晶体之间有没有什么不同呢，雪花、钻石、食盐和铜的微粒构成是一样的吗？分子间作用力分子晶体共价键水分子碳原子共价晶体雪花钻石离子键离子晶体钠离子、氯离子食盐金属键金属晶体铜原子、电子铜【任务一】分子晶体只含分子的晶体，或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体。1.概念：注意：①分子晶体的物理性质由分子间作用力决定，与共价键的稳定性无关②分子晶体中不一定含共价键，如稀有气体是单原子分子，不含共价键2.构成微粒：分子3.粒子间相互作用力：分子内各原子之间：分子间：共价键分子间作用力氢键范德华力4.常见的分子晶体①所有的非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、HCl、CH4等；②几乎所有的酸；③绝大多数有机物。④部分非金属单质：卤素单质X2、硫、N2、白磷P4、稀有气体、C60等；【注意】金刚石不是分子晶体，是共价晶体。⑤部分非金属氧化物：CO2、P4O6、P4O10、SO2等；【注意】SiO2也不是分子晶体，是共价晶体。【任务一】分子晶体【训练巩固】1.下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是A.NH3、HD、C10H18

B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、SiO2、P2O5

D.CCl4、Na2S、H2O2B请根据表中数据分析：分子晶体的熔点有什么特点？分子晶体氧气氮气白磷水熔点/℃-218.3-210.144.20分子晶体硫化氢甲烷乙酸尿素熔点/℃-85.6-18216.6132.7【阅读思考】微观：分子晶体熔化时，一般只破坏范德华力、氢键（作用力较弱），不破坏化学键。宏观：分子晶体熔点较低【任务一】分子晶体5.分子晶体的物理特性(1)熔、沸点较低：氢键：熔、沸点会增高无氢键：结构相似，相对分子质量越大，熔、沸点越高。组成和结构不相似：分子的极性越大，熔、沸点越高(相对分子质量接近)有机物的同分异构体：支链越多，熔、沸点越低一般情况，同类有机物分子：碳原子数越多，熔、沸点升高常温常压下，气体或液体的为分子晶体(2)硬度小：(3)分子晶体固体和熔融态不导电，部分溶于水导电。(4)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。【训练巩固】1.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是()①HCl

②HBr

③HI

④CO

⑤N2

⑥H2A.①②③④⑤⑥B.③②①⑤④⑥C.③②①④⑤⑥D.⑥⑤④③②①C2.下列属于某分子晶体性质的是（

）A.组成晶体的微粒是离子B.能溶于CS2，熔点为112.8℃，沸点为444.6℃C.熔点为1400℃，可作半导体材料，难溶于水D.熔点高，硬度大B【训练巩固】3.下列性质适合于分子晶体的是(

)①熔点1070℃，易溶于水，水溶液导电②熔点10.31℃，液态不导电，水溶液导电③能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃

④熔点97.81℃，质软，导电，密度为0.97g·cm-3A．①② B．①③C．②③ D．②④C1.干冰晶体——面心立方堆积【任务二】晶体的结构特征①每个晶胞中有

个CO2分子，

个原子。②每个CO2分子周围距离最近紧密相邻的CO2分子有

个。4

12

12

2.冰晶体——体心立方堆积【任务二】典型分子晶体的结构特征①水分子之间的作用力有

，

但主要作用力是

。②每个H2O分子周围等距离紧邻的H2O分子有_____

个。范德华力、氢键氢键4

水的密度随温度变化的曲线图0-4℃：密度随温度升高而增大超过4℃：密度随温度升高而减小0-4℃：温度升高，部分氢键断裂，分子间隙减小超过4℃：温度升高，分子热运动加快，分子距离加大【任务二】典型分子晶体的结构特征【任务二】晶体的结构特征分子密堆积分子非密堆积微粒间作用力空间特点举例范德华力范德华力、氢键每个分子周围有12个紧邻的分子每个分子周围小于12个紧邻的分子，空间利用率不高C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰【训练巩固】4.干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较正确的是(

)A．晶体的熔点：干冰>冰B．晶体中的空间利用率：干冰>冰C．晶体中分子间相互作用力相同D．晶体中键的极性和分子的极性相同B【思考交流】

比较CO2和金刚石的一些物理性质和结构，试判断金刚石晶体是否属于分子晶体？

物质熔点/℃沸点/℃CO2-56.2（在527kPa下测得）-78.5SiO217232230SiO2的熔沸点远高于二氧化碳的熔沸点，说明什么？【任务三】共价晶体1.概念：共价晶体构成微粒：微粒间的作用力：原子共价键相邻原子间以共价键结合而成三维骨架结构的晶体（空间立体网状结构）[注意]气化或熔化时破坏的作用力：共价键2.常见共价晶体(1)某些单质：以碳为中心，同主族向下：硅(Si)锗(Ge)和灰锡(Sn)等同周期向左、向右：硼(B)(2)某些非金属化合物：

二氧化硅(SiO2)、金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）等【思考交流】晶体键长/pm键能/(kJ·mol-1)熔点/℃硬度金刚石154347.7>350010碳化5晶体硅23522614106.5共价晶体的熔点和硬度等物理性质与共价晶体中共价键的键长、键能之间存在什么关系？【任务三】共价晶体3.物理性质（由共价键强弱决定）①共价晶体熔点高，硬度大，延展性差。②共价晶体固态、液态一般不导电。③共价晶体难溶于一般溶剂。金刚石硬度最大Si、锗半导体熔点高（通常＞1000℃）结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定，晶体的熔点、沸点越高。【训练巩固】1.有下列几种晶体:A.干冰B.冰C.水晶D.金刚石

(1)属于共价晶体的是

（填序号，下同）。(2)属于分子晶体的是

。

(3)含化学键且受热熔化时化学键不发生变化的晶体是

，受热熔化时需克服共价键的晶体是

。

(4)晶体中存在氢键的是

。

A、BC、DA、BC、DB【任务四】典型共价晶体1.金刚石碳原子都采取sp3杂化，109º28´，三维骨架键能：347.7kJ/mol（很大）键长：154pm（很短）熔点很高：>

35000C

硬度最大

结构决定性质【任务四】典型共价晶体1.金刚石(1)最小环是六元环，最多

个C原子共面。(2)1

mol金刚石

mol

C-C键。(3)每个C原子被

个六元环共用。(4)一个六元环占有

个C原子。(5)每根共价键被

个六元环共用。(6)一个金刚石晶胞占有

个C原子(7)晶胞参数apm，则金刚石密度为

;(8)最近的两个C原子距离为

;42121/268【训练巩固】1.金刚石是典型的共价晶体。下列关于金刚石的说法中错误的是()A.晶体中不存在独立的“分子”B.碳原子间以共价键相结合C.是硬度最大的物质之一D.化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应D2.下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是(

)A.共价晶体硬度通常比分子晶体大

B.共价晶体的熔、沸点较高C.分子晶体都不溶于水

D.金刚石、水晶属于共价晶体C3.有下列三种晶体：①金刚石②晶体硅③碳化硅，它们的熔点从高到低的顺序是()A.①③② B.②③①C.③①② D.②①③A【任务四】典型共价晶体2.硅原子半径：Si

C键长变长，键能变小>熔点、硬度比金刚石小相同点：结构同金刚石不同点：键长Si-Si>C-C①每个Si原子都采取

杂化和

个O原子形成

个Si—O键.SP344②没有单个SiO2分子存在，只存在硅、氧原子,Si:O比例:

.1:2每个Si周围结合

个O；

每个O周围结合

个Si42③最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。④1molSiO2中含

mol

Si-O键4⑤

每个硅原子被

个12元环共用

每个氧原子被

个12元环共用1212【任务四】典型共价晶体3.SiO24.下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是（

）A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子B．最小的环上，Si和O原子数之比为1﹕2C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角【训练巩固】C【思辨总结晶体类型共价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融态都不导电，部分溶于水导电