选修3第三章第二节分子晶体与原子晶体

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物质状态气态液态固态晶体非晶体玻璃体粒子间的相互作用力构成晶体的粒子种类分子晶体原子晶体离子晶体金属晶体混合晶体分子晶体和原子晶体一、定义只含分子的晶体称为分子晶体。分子晶体在分子晶体中,分子内的原子间以共价键结合(除单原子分子),而相邻分子靠分子间作用力相互吸引。分子晶体的物理特性:(1)较低的熔点和沸点,易升华;注:①分子间作用力越大,熔沸点越高(相对分子质量,分子极性,氢键)②分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力,不破坏化学键。(2)较小的硬度;(3)一般都是绝缘体,熔融状态也不导电。(可作为分子晶体的判断依据)(4)溶解性:有相似相溶规律。原因:分子间作用力很弱二、常见的典型的分子晶体1、所有的非金属氢化物2、部分非金属单质3、部分非金属氧化物4、几乎所有的酸5、绝大多数有机物的晶体包括稀有气体总之,除离子晶体、原子晶体、金属晶体以外的晶体都是分子晶体。三、微粒间的作用力范德华力分子间作用力氢键无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性小通常为每个分子周围有12个紧邻分子的分子密堆积结构有特定的堆积结构(非密堆积)(1)只有范德华力,无分子间氢键,每个分子周围有12个紧邻的分子(配位数12),如:C60、干冰、I2、O2干冰晶体晶体中与某一CO2分子等距离且最近的CO2分子有个12C60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(2)有分子间氢键——不具有分子密堆积特征,如:HF、冰、NH3冰晶体四、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原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体称为原子晶体。1、定义原子共价键空间网状结构又叫共价晶体。堆积微粒微粒间作用力注意:原子晶体中不存在分子原子晶体在原子晶体中,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2、原子晶体的物理特性注: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。4、原子晶体熔沸点比较:原子半径越小,共价键越强,熔沸点越高3、常见的原子晶体(1)某些非金属单质:硼、碳(金刚石)、硅、锗(2)某些非金属化合物:碳化硅(SiC金刚砂)、氮化硼(BN)(3)某些氧化物:氧化铝、二氧化硅金刚石SiC晶体Si109º28´1.54×10-10mSP3杂化金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体的空间网状结构金刚石的晶胞金刚石思考题:1、一个C原子与几个C相连?2、C—C键间的夹角为3、最小的C环上有几个C原子?4、每个C被几个C环所共有?4109°28′612180º109º28´SiO二氧化硅(SiO2)思考题:1、一个Si原子与几个O相连?2、化学键间的夹角为3、最小的环上有几个原子?4、每个Si被几个环所共有?4109°28′12个(6个Si和6个O)12一种结晶形碳,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π键),故熔沸点很高。石墨为混合键型晶体。归纳1:两个晶体的熔沸点的比较1、判断二者晶体类型:一般情况下,原子晶体、离子晶体的熔沸点都高于分子晶体。2、如果是同种晶体,比较晶体内各微粒之间相互作用力的大小。归纳2:非金属单质是原子晶体还是分子晶体,可从以下角度进行分析判断:(1)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断原子晶体的粒子是_________,质点间的作用是______________;分子晶体的粒子是_________,质点间的作用是________________________。(2)记忆常见的、典型的原子晶体a、单质:______________________________________b、化合物:____________________________________原子共价键分子分子间作用力(某些含有氢键)金刚石、晶体硅、晶体硼SiO2、SiC、BN(3)依据晶体的熔点判断原子晶体熔、沸点高,常在1000℃以上;分子晶体熔、沸点低,常在数百度以下至很低的温度。(4)依据导电性判断分子晶体为非导体,但部分分子晶体溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体硅、晶体锗是半导体。(5)依据硬度和机械性能判断原子晶体硬度大,分子晶体硬度小且较脆。

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