选修33.2 分子晶体和原子晶体ppt课件.ppt
3-2 分子晶体和原子晶体,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。,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,分子晶体有哪些物理特性,为什么？,思考与交流,2、分子晶体的一般宏观性质 较低的熔沸点 较小的硬度 固态或熔融状态下都不导电 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,3、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,4.晶体分子结构特征（）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）（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征（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12个 ）,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 ）,碘的晶体结构图,由此可见，每个碘分子周围有 个碘分子,12,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,笼装化合物,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个水分子构建成个笼，每个笼可容纳个CH4分子或个游离H2O分子。若晶体中每个笼中有个笼容纳了CH4分子，另外个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为 A、CH414H2O B、CH48H2O C、CH47H2O D、CH46H2O,练习,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。,4,12,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（）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（）有分子间氢键不具有分子密堆积特征 （如：HF 、冰、NH3 ）,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,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,对比分子晶体和原子晶体的数据，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（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,6.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（ SiO）晶体、Al2O3,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,正四面体的空间网状结构，键角：109028,小结：,不在同一平面上的环由6个原子构成, C原子数与CC键数比1：2,180,10928,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,二氧化硅,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？,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（Frederich Mohs）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,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（大键），故熔沸点很高。,石墨为混合型晶体（过渡晶体）,C60,C70,碳纳米管,小结：,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,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,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CC数为_,石墨中CC夹角为120， CC键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m,2,2/3,利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构,SiO2最小的环有几个原子组成？,12个（6个硅 6个氧）,
