高二化学分子晶体与原子晶体.ppt

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1、第二节　分子晶体与原子晶体金刚石是一种矿物，早在公元前1000年，人们就发现金刚石很硬，“金刚石”的英文名diamond，就源于阿拉伯语“almas”(最坚硬的)。金刚石具有许多优良的性质：熔点高(3350℃)、不导电、硬度极高。这些性质显然是由金刚石的结构决定的。那么，金刚石具有怎样的结构呢？水晶是一种古老的宝石，晶体完好时呈六棱柱钻头形。在水晶中，原子是怎样排列的呢？我们知道，冰容易融化，干冰容易气化，碘晶体容易升华。那么，这些晶体为什么具有上述特殊性质呢？它们的结构又是怎样的呢？1．掌握分子晶体、原子晶体的概念及结构特点。2．掌握晶体类型与性质之间的关系。3．了解氢键对物质

2、物理性质的影响。1．结构特点(1)构成微粒及微粒间的作用力(2)微粒堆积方式①若分子间只有范德华力，则分子晶体有特征，即每个分子周围有个紧邻分子。②若分子间含有其他作用力，如氢键。由于氢键具有，使分子不能采取密堆积的方式，则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。如冰中每个水分子周围只有个紧邻的水分子。分子密堆积12方向性42．属于分子晶体的物质(1)所有，如H2O、NH3、CH4等。(2)部分，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、稀有气体等。(3)部分，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。(4)几乎所有的酸，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等

3、。(5)绝大多数，如苯、乙醇。非金属氢化物非金属单质非金属氧化物有机物的晶体分子晶体的特征及影响分子晶体熔沸点的因素(1)分子晶体的特征大多数分子晶体具有如下结构特征：①如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。如干冰晶体(如图a)②晶体中含有其他作用力(如氢键)时，分子晶体的分子堆积要少于12个。如冰中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构成水的晶体。(如图b)(2)分子间作用力与分子晶体熔、沸点的关系①分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力的大小。对于组成和结构相似的分子晶体，随相对分子质量的增大，分子间作用力也增大，熔、

4、沸点升高，如I2>Br2>Cl2>F2，O2>N2。组成相似的分子，有极性的比无极性的分子间作用力大，熔、沸点高，如SO2>CO2。有氢键的分子晶体，还要考虑氢键的强弱。②结构相似的分子晶体，相对分子质量大的其熔、沸点不一定大。例如：H2O与H2S，H2O的沸点比H2S高，因为水分子间有氢键，H2S分子中只有范德华力，而氢键比范德华力强。1．SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行的下列推测不正确的是()A．SiCl4晶体是分子晶体B．常温、常压下SiCl4是气体C．SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子D．SiCl4的熔点高于CCl4解析：由于SiCl4分子结构与CCl

5、4相似，所以一定属于分子晶体。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在这两种分子之间都只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，所以SiCl4的分子间作用力比CCl4大，熔、沸点应该比CCl4高一些。CCl4的分子是正四面体结构，SiCl4与它结构相似，因此也应该是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。答案：B1．结构特点(1)构成微粒及微粒间的作用力(2)微粒堆积方式整块晶体是一个三维的结构，不存在单个小分子，是一个“巨分子”，又称。共价键网状共价晶体2．属于原子晶体的物质(1)某些，如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等。(2)某些，如碳化硅(S

6、iC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等。(3)某些，如二氧化硅(SiO2)等。非金属单质非金属化合物氧化物分子晶体与原子晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体定义分子间通过分子间作用力结合形成的晶体相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体组成微粒分子原子物质类别多数的非金属单质和共价化合物金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等少数非金属单质及共价化合物晶体类型分子晶体原子晶体微粒间的作用力分子间作用力(氢键、范德华力)共价键(极性键、非极性键)熔化时需克服的作用力较弱的分子间作用力很强的共价键物理性质熔、沸点较低很高硬度较小很大导电性固态和熔化时都不导电，但某些分

7、子晶体溶于水能导电，如HCl固态和熔化时都不导电溶解性相似相溶难溶于一般溶剂决定熔、沸点高低的因素分子间作用力的强弱共价键的强弱晶体类型分子晶体原子晶体典型例子(1)干冰①每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子。②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子有12个。(2)冰(1)金刚石①在晶体中每个碳原子以4个共价键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构。②晶体中C—C—C夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。晶体类型分子晶体原子晶体典型例子①水分子之间的作用力有