分子晶体与原子晶体课件.pptx

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1、第四节　分子晶体与原子晶体什么是晶体？下列图片中所示是晶体吗？雪花冰糖水晶金刚石你知道它们它们都有什么样的物理性质吗？是否属于同种类型？冰和冰糖分别是由水分子、蔗糖分子构成的分子晶体；水晶和金刚石是由Si、O原子和C原子构成的原子晶体。分子晶体：是分子之间通过分子间作用力结合，从而在三维空间呈有序排列形成的。一、分子晶体一、分子晶体回顾：分子间作用力（分子与分子之间的相互作用），存在于分子之间。分子间作用力范德华力氢键分子间作用力大小的影响因素：①相对分子质量：同类型分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大。②分子的极性：分子的极性影响分子间作用力，极性>

2、非极性。分子通常指的是小分子，不是指高分子。典型的分子晶体：非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX酸：H2SO4，HNO3，H3PO4部分非金属单质:X2，O2，H2，S8，P4，C60大部分非金属氧化物:CO2，SO2，NO2，P4O6，P4O10大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖，烃类只要存在小分子，其固体就是分子晶体。以干冰为例，了解分子晶体的物理性质。分子晶体中分子之间的作用力很微弱。所以熔沸点低、易升华、硬度小、固态和熔融状态不导电。干冰分子的密堆积只要不存在氢键就和干冰一样，密堆积。面心立方(1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又

3、各占据1个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有____个水分子的非密堆积冰中１个水分子周围有４个水分子水分子之间的相互作用除范德华力以外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。由于氢键有一定的方向性，中央的水分子与周围四个水分子结合，边缘的四个水分子也按照同样的规律再与其他水分子结合。这样每个水分子中的每个O周围都有四个H，O与其中的两个H通过共价键结合，而与属于其他水分子的另外两个H靠氢键结合在一起。可以看出，在这种排列中，分子的间距比较大，有很多空隙，类似于蜂巢结构，比较松散。因此，液态水变成固态水，密度变小。分子中存在氢键，

4、非密堆积。(1)每个水分子与____个水分子相邻(2)分子以氢键相连接，含1molH2O的冰中，最多可形成________mol“氢键”由干冰和冰的晶体结构可以看出，分子晶体在熔化时，破坏的只是分子间作用力，只需要外界提供较小的能量，因此分子晶体的熔点通常较低，硬度也较小，具有较强的挥发性。对于组成和结构相似、晶体中又不含氢键的物质来说，相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔沸点升高。对于分子间不含氢键的物质来说，由于分子间的作用力无方向性也使得分子在堆积时会尽可能利用空间并采取紧密堆积方式，这一点与金属晶体和离子晶体相似，分子的形状、极性以及氢键的存在都

5、会影响分子的堆积方式。思考与交流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。碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？180º109º28´SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图二．原子晶体（共价晶体）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。2、原子晶体的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。熔点和沸点高（熔化破坏的是共价键）硬度

6、大一般不导电且难溶于一些常见的溶剂3、常见的原子晶体晶胞金刚石中 每个C原子都以SP3杂化轨道与周围4个碳原子以共价键结合，构成正四面体。C—C键间的夹角为109.5°。因为中心原子周围排列的原子的数目是有限的，所以这种比较松散的排列与金属晶体和离子晶体中的紧密堆积排列有很大的不同。(1)每个碳与①________以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为②________(3)最小碳环由③____个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键之比为④______2．SiO2晶体的结构二氧化硅的晶体结构水晶是由Si和

7、O构成的空间立体网状的晶体，一个硅原子与个氧原子形成个共价键，每个氧原子与个硅原子形成个共价键，从而形成以为骨架的结构，且只存在键。二氧化硅晶体中硅原子和氧原子个数比为，不存在，可以把整个晶体看成。二氧化硅4422硅氧四面体Si—O1:2单个分子巨型分子3．SiC晶体的结构交替1:1SiC是人工合成的无机非金属材料，SiC晶体的结构类似于金刚石晶体结构，其中C原子和Si原子的位置是的，所以在整个晶体中Si原子与C原子个数比为。SiC硬度大，而且具有耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性，它可以做磨料、耐火材料、电热元件等，还可以用来制造机械工程中的结构元件和化工中的密

8、封件等。晶体金刚石碳化硅晶体硅键能(kJ·mol－1)（C—C）3