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1、分子晶体和原子晶体一、分子晶体1、概念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。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.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: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。2.分子晶体的物理特性(1)所有非金属氢化物:H2O,H2S,NH3,CH4,HX(2)部分非金属单质:X2,N2,O2,H2,S8,P4,C60(3)部分非金属氧化物:CO2,SO2,N2O4,P4O6,P
2、4O10(4)几乎所有的酸:H2SO4,HNO3,H3PO4(5)大多数有机物:乙醇,冰醋酸,蔗糖3.典型的分子晶体〖思考1〗是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力?不对,分子间氢键也是一种分子间作用力,如冰中就同时存着范德华力和氢键。〖思考2〗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,导致晶体冰中有相当大的空隙,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。4.晶体分子结构
3、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)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)由此可见,与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个。分子的密堆积干冰的晶体结构图冰中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5、分子晶体熔、沸点高低的比较规律分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力。分子间作用力越大,物质熔化和汽化时需要的能量就越多,物质的
4、熔、沸点就越高。因此,比较分子晶体的熔、沸点高低,实际上就是比较分子间作用力(包括范力和氢键)的大小。(1)组成和结构相似的物质,___________________________________烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加而升高。分子间有氢键的物质(HF、H2O、NH3等)熔、沸点反常。形成分子内氢键的物质,其熔、沸点低于形成分子间氢键的物质。分子量越大,熔沸点越高。(2)在烷烃的同分异构体中,一般来说,支链数越多,______________。如沸点:正戊烷>异戊
5、烷>新戊烷;芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照“____________________”的顺序。熔沸点越低邻位>间位>对位笼状化合物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: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.构成原子晶体的粒子是原子,原子间以较强的共价键相结合。二.原子晶体(共价晶体)金刚石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
6、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2.原子晶体的物理特性原子晶体具备以上物理性质的原因:____________________________原子晶体的化学式是否可以代表其分子式____________原因___________________原子晶体中存在较强的共价键不易被破坏。否原子晶体是一个三维的网状结构,无小分子存在。3.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)、晶体锗(Ge)等某些非金属化合物:碳化硅(SiC)晶体、氮化硼
7、(BN)晶体某些氧化物:二氧化硅(SiO2)晶体、109º28´金刚石的晶体结构示意图共价键金刚石晶体每个C原子与4个C原子紧邻成键,由5个C原子形成正四面体结构单元,C-C键的夹角为109°28’。晶体中的最小环为六元环,每个C原子被12个六元环共有,每个C-C键被6个六元环共有,每个环所拥有的C原子数为_____,拥有的C-C键数为_____,则C原子数与C-C键数之比为_____。1:2180º109º28´Sio二氧化硅的晶体结构示意图共价键在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?二氧化硅晶体中最小
8、环由十二个原子构成6个si6个o”正确,只是每个环占有的原子个数不同,原子可能占据几个环,所以最简比为Si:O=1:2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>晶体硅学与问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