《第二节-分子晶体与原子晶体》PPT课件-Y

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2分子晶体和原子晶体碘晶体结构干冰晶体结构观察与思考:下列两种晶体有什么共同点?NaCl晶体结构一、分子晶体1、概念:只含分子的晶体叫分子晶体2、组成微粒:分子3、粒子间作用力:分子内原子间以共价键结合,相邻分子间靠分子间作用力(有时还有氢键)相互吸引记住结合表格和已有知识,分析:分子晶体有哪些物理特性?为什么?原因:分子间作用力较弱4、物理特性:(1)较低的熔点和沸点,易升华;(3)一般都是绝缘体,熔融状态也不导电。有些在水溶液中可以导电.(2)较小的硬度注: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。掌握特性及原因(4)溶解性:有相似相溶规律。5、典型的分子晶体:(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)绝大多数有机物的晶体:乙醇,冰醋酸,蔗糖基本知道思考:分子晶体是否导电?什么条件下可以导电?由于构成分子晶体的粒子是分子,不管是晶体或晶体熔化成的液体,都没有带电荷的离子存在,因此,分子晶体以及它熔化成的液体都不导电。分子晶体溶于水时,水溶液有的能导电,如HCl溶于水,有的不导电,如C2H5OH溶于水。问题思考:怎样判断分子晶体的溶解性?组成分子晶体的分子不同,分子晶体的性质也不同,如在溶解性上,不同的晶体存在着较大差异。通过对实验的观察和研究,人们得出了一个经验性的“相似相溶”结论:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂;极性溶质一般溶于极性溶剂。当某些分子晶体溶于水时,若能与水分子之间形成氢键,则溶质的溶解度会显著增大。如NH3极易溶于水,甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与混溶,就是它们与水形成了分子间氢键的缘故。分子的密堆积氧(O2)的晶体结构碳60的晶胞分子的密堆积(与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个)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6、分子晶体结构特征(1)密堆积有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。如:HF、NH3、冰(每个水分子周围只有4个紧邻的水分子)。(2)非密堆积只有范德华力,无分子间氢键——分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子,如:C60、干冰、I2、O2。了解小结: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。结构特征(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)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:3、微粒之间的作用:4、气化或熔化时破坏的作用力:5、物理性质:熔沸点高,硬度大,难溶于一般溶剂。(共价键键能越大,熔沸点越高,硬度越大)原子共价键共价键6、常见原子晶体(1)某些非金属单质:硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石(C)等(2)某些非金属化合物:SiC、BN等(3)某些氧化物:SiO2、Al2O3等109º28´共价键共价键109º28´共价键思考:(1)在金刚石晶体中,C采取什么杂化方式?每个C与多少个C成键?形成怎样的空间结构?每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个?最小碳环由多少个碳原子组成?它们是否在同一平面内?(2)在金刚石晶体中,C原子个数与C—C键数之比为多少?(3)12克金刚石中C—C键数为多少NA?7、典型的原子晶体金刚石的结构特征:在金刚石晶体里①每个碳原子都采取SP3杂化,被相邻的4个碳原子包围,以共价键跟4个碳原子结合,形成正四面体,被包围的碳原子处于正四面体的中心。②这些正四面体向空间发展,构成一个坚实的,彼此联结的空间网状晶体。③金刚石晶体中所有的C—C键长相等,键角相等(109°28’);④晶体中最小的碳环由6个碳组成,且不在同一平面内;⑤晶体中每个C参与了4条C—C键的形成,而在每条键中的贡献只有一半,故C原子与C—C键数之比为:1:(4x½)=1:2180º109º28´Sio共价键思考1:在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个?每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个?在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少?思考2:在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键?每个氧原子连接有几个共价键?硅原子个数与Si-O共价键个数之比是多少?氧原子个数与Si-O共价键个数之比是多少?思考3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?SiO2的结构特征:在SiO2晶体中①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,成为正四面体结构,硅原子处于正四面体的中心。同时,每个O原子跟2个Si原子相结合。正四面体向空间发展,形成立体网状结构。晶体中Si原子和O原子的个数比为1:2②最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。③1molSiO2中含4molSi—O键结论: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、硅和锗的熔点和硬度依次下降?解释:从碳到锗,核电荷数增大,电子层数增多,原子半径依次增大,C-C键、Si-Si键、Ge-Ge键的键长依次增大,键长越长,共价键键能越小,根据键能:C-C键Si-Si键Ge-Ge键,而熔化时破坏的是共价键,所以金刚石、硅、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?不对。如HCl、H2O、CO2、C2H5OH等分子中都有共价键,而它们是分子晶体;只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。如金刚石、晶体Si、SiC、晶体SiO2小结1:分子晶体与原子晶体的比较晶体类型原子晶体分子晶体概念组成微粒作用力熔沸点硬度溶解性导电性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有相似相溶规律不导电,个别为半导体固体和熔化状态都不导电,部分溶于水导电1、下列物质属于分子晶体的化合物是()A、石英B、硫磺C、干冰D、食盐C练习2、干冰气化时,下列所述内容发生变化的是A、分子内共价键B、分子间作用力C、分子间距离D、分子间的氢键BC3、冰醋酸固体中不存在的作用力是()A、离子键B、极性键C、非极性键D、范德华力A3、分析下列物质的物理性质,判断其晶体类型:A、碳化铝,黄色晶体,熔点2200℃,熔融态不导电;________________B、溴化铝,无色晶体,熔点98℃,熔融态不导电;________________C、五氟化钒,无色晶体,熔点19.5℃,易溶于乙醇、氯仿、丙酮中;_______________D、物质A,无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电_____________原子晶体分子晶体分子晶体离子晶体4、水分子间存在着氢键的作用,使水分子彼此结合而成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体,其结构如图:试分析:①1mol冰中有mol氢键?②H2O的熔沸点比H2S高还是低?为什么?③已知氢键也有方向性,试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰?2氢键由于氢键的方向性,使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的4个分子相互吸引,形成空隙较大的网状体,密度比水小,所以结的冰会浮在水面上1、四氯化硅的结构和四氯化碳类似,对其性质的推断,正确的是:①四氯化碳晶体是分子晶体;②通常情况下为液态;③熔点高于四氯化碳;④属于正四面体的分子构型。①②③④2、HgCl2的稀溶液可作手术刀的消毒剂,已知其熔点是227℃,熔融状态的HgCl2不能导电,HgCl2的稀溶液有弱的导电能力,由下列关于HgCl2的叙述中正确的是()①属于共价化合物;②属于离子化合物;③属于非电解质;④属于弱电解质。A.①③B.①④C.②③D.②④C2020年4月29日星期三石墨晶体结构知识拓展-石墨同层内相邻碳原子之间以共价键结合,每个碳原子形成3个sp2杂化轨道以σ键结合3个碳原子。剩余的一个未杂化的2p轨道从侧面重叠形成大π键,这个电子可以在层内自由移动。所以石墨能导电。层间碳原子以范德华力相结合。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C-C数为___石墨中C-C夹角为120☉,C-C键长为1.42×10-10m层间距3.35×10-10m23∕2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。

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