高三化學分子晶體和原子晶體ppt課件

1、第二節(jié)第二節(jié) 分子晶體與原子晶體分子晶體與原子晶體復習總結：復習總結：微粒間作用微粒間作用微粒為分子：微粒為分子：分子間作用力或范德華力或氫鍵；分子間作用力或范德華力或氫鍵；微粒為原子：極性共價鍵或非極性共價鍵微粒為原子：極性共價鍵或非極性共價鍵；微粒為離子：離子鍵。微粒為離子：離子鍵。一、分子晶體一、分子晶體 1 1、 只含分子的晶體稱為分子晶體。如碘只含分子的晶體稱為分子晶體。如碘晶體只含晶體只含I2I2分子，屬于分子晶體。在分子晶分子，屬于分子晶體。在分子晶體中，分子內的原子間以共價鍵結合，而相體中，分子內的原子間以共價鍵結合，而相鄰分子靠分子間作用力或氫鍵相互吸引。鄰分子靠分子間作用力

2、或氫鍵相互吸引。 碘晶體結構碘晶體結構* * *構成分子晶體的構成分子晶體的粒子是分子，粒子粒子是分子，粒子間的相互作用是分間的相互作用是分子間作用力或氫鍵子間作用力或氫鍵2 2、分子晶體的一般宏觀性質、分子晶體的一般宏觀性質 較低的熔沸點較低的熔沸點 較小的硬度較小的硬度 固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導電固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導電 分子晶體的溶解性與溶質與溶劑的分子晶體的溶解性與溶質與溶劑的 分子的極性相關分子的極性相關 相似相溶相似相溶構成分子晶體的粒子是分子，粒子間的相構成分子晶體的粒子是分子，粒子間的相互作用是分子間作用力或氫鍵互作用是分子間作用力或氫鍵3、屬于分子晶體的化合物類別舉例、屬于分子

3、晶體的化合物類別舉例（1）、所有非金屬氫化物）、所有非金屬氫化物 H2O,H2S,NH3,CH4,HX（2）、部分非金屬單質）、部分非金屬單質 X2,O2,H2, S8,P4, C60 （3）、部分非金屬氧化物）、部分非金屬氧化物 CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10（4）、幾乎所有的酸）、幾乎所有的酸 H2SO4,HNO3,H3PO4（5）、絕大多數(shù)有機物晶體）、絕大多數(shù)有機物晶體 乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖碘的晶體結構圖碘的晶體結構圖12氫鍵具有方向性氫鍵具有方向性許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這類水合物晶體的是

4、類水合物晶體的是1919世紀初的英國化學家戴維，世紀初的英國化學家戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學式為他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學式為Cl28H20Cl28H20的水合物晶體的水合物晶體。2020世紀末，科學家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水世紀末，科學家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要氣體成分是甲烷，合物晶體。這種晶體的主要氣體成分是甲烷， 因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱稱“可燃冰可燃冰” 科學視野：天然氣水合物科學視野：天然氣水合物一種潛在的能源一種潛在的能源小

5、節(jié)小節(jié):1 1、分子晶體：由分子構成。相鄰分子靠分子間作用力、分子晶體：由分子構成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。相互吸引。2 2、分子晶體特點：低熔點、升華、硬度很小等。、分子晶體特點：低熔點、升華、硬度很小等。3 3、常見分子晶體分類：、常見分子晶體分類：(1)(1)所有非金屬氫化物所有非金屬氫化物 (2)(2)部分非部分非金屬單質，金屬單質， (3)(3)部分非金屬氧化物部分非金屬氧化物(4)(4)幾乎所有的酸幾乎所有的酸( (而堿而堿和鹽則是離子晶體和鹽則是離子晶體 (5)(5)絕大多數(shù)有機物的晶體。絕大多數(shù)有機物的晶體。晶體分子結構特征晶體分子結構特征（只有范德華力，無分子間氫鍵分

6、子密堆積每（只有范德華力，無分子間氫鍵分子密堆積每個分子周圍有個分子周圍有1212個緊鄰的分子，如：個緊鄰的分子，如：C60C60、干冰、干冰 、I2I2、O2O2（有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征（有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征 （如：（如：HF HF 、冰、冰、NH3 NH3 ）CO2和SiO2的一些物理性質如下表所示，通過比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶 體。 二、原子晶體二、原子晶體 1、定義：、定義：原子間以共價鍵相結合而形成的空原子間以共價鍵相結合而形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體。間網(wǎng)狀結構的晶體。 2、構成微粒：原子、構成微粒：原子 3、微粒之間的作用：共價鍵、微粒之間的作用：共

7、價鍵 4、氣化或熔化時破壞的作用：共、氣化或熔化時破壞的作用：共價鍵價鍵 5、一般宏觀性質：、一般宏觀性質： 熔沸點高，硬度大，難溶于一般熔沸點高，硬度大，難溶于一般溶劑。溶劑。6、常見原子晶體例舉：、常見原子晶體例舉：（1某些非金屬單質某些非金屬單質 硼、硅、硼、硅、鍺、金剛石等鍺、金剛石等（2某些非金屬化合物某些非金屬化合物 SiC、BN等等（3某些氧化物某些氧化物 SiO2、Al2O3等等10928 共價鍵18010928Sio共價鍵1 1、怎樣從原子結構的角度理解金剛石、怎樣從原子結構的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降硅和鍺的熔點和硬度依次下降? ? 2 2“具有共價鍵的晶體

8、叫做原子晶具有共價鍵的晶體叫做原子晶體體”。這種說法對嗎。這種說法對嗎? ?為什么為什么? ?探究思考探究思考 莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標準，莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標準，18241824年由德國礦物學家莫斯年由德國礦物學家莫斯Frederich MohsFrederich Mohs首先提出。確定這一標準的方法是，用棱錐形金首先提出。確定這一標準的方法是，用棱錐形金剛石鉆針刻劃所試礦物的表面而產(chǎn)生劃痕，用測剛石鉆針刻劃所試礦物的表面而產(chǎn)生劃痕，用測得的劃痕的深度來表示硬度。得的劃痕的深度來表示硬度。資料資料 莫氏硬度莫氏硬度 一種結晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵一種結晶形碳，有天然出產(chǎn)的

9、礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質軟具滑膩感，可沾污手指黑色至深鋼灰色。質軟具滑膩感，可沾污手指成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm32.25g/cm3，化學性質，化學性質不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強熱不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。 知識拓展石墨知識拓展石墨石石墨墨晶晶體體結結構構知識拓展石墨知識拓展石墨石墨 1 1、石墨為什么很軟？

10、、石墨為什么很軟？ 2 2、石墨的熔沸點為什么很高高于金剛石）？、石墨的熔沸點為什么很高高于金剛石）？3 3、石墨屬于哪類晶體？為什么？、石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結構，各層之間是范德華力結合，石墨為層狀結構，各層之間是范德華力結合，容易滑動，所以石墨很軟。容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結構，碳原子之間石墨各層均為平面網(wǎng)狀結構，碳原子之間存在很強的共價鍵大存在很強的共價鍵大鍵），故熔沸點很鍵），故熔沸點很高。高。石墨為混合鍵型晶體。石墨為混合鍵型晶體。 某些原子的熔點和硬度某些原子的熔點和硬度“硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有不同硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有

11、不同的標度，最普通的硬度標度是劃痕硬度，即摩氏的標度，最普通的硬度標度是劃痕硬度，即摩氏硬度，以固體互相刻劃時出現(xiàn)刻痕的固體的硬度硬度，以固體互相刻劃時出現(xiàn)刻痕的固體的硬度較低。全剛石不能被任何天然礦物刻劃出封痕，較低。全剛石不能被任何天然礦物刻劃出封痕，因而是最硬的。以金剛石的硬度為因而是最硬的。以金剛石的硬度為1010，以另，以另9 9種天種天然礦物為代表，可將摩氏硬度分為十度，然礦物為代表，可將摩氏硬度分為十度， 原子原子晶體晶體金剛石金剛石氮化硼氮化硼 碳化硅碳化硅氧化鋁氧化鋁 石英石英 硅硅 鍺鍺 熔點熔點 3900 3900 3000 3000 2 700 2 700 2030 2

12、030 1710 1710 14101410 12111211 硬度硬度 10 10 9 95 5 9 95 5 9 9 7 7 6 65 5 6 60 0練習練習1、金剛石晶體硅結構與此類似）、金剛石晶體硅結構與此類似）（1由圖中觀察可知：每個碳原子被由圖中觀察可知：每個碳原子被相鄰的相鄰的4個碳原子包圍，以共價鍵跟個碳原子包圍，以共價鍵跟4個碳原子接個，形成四面體。這些四個碳原子接個，形成四面體。這些四面體向空間發(fā)展，構成一個堅實的、面體向空間發(fā)展，構成一個堅實的、彼此聯(lián)結的空間網(wǎng)狀晶體。每個彼此聯(lián)結的空間網(wǎng)狀晶體。每個 C-C鍵長相等，鍵角均為鍵長相等，鍵角均為109。28。（2晶體中最

13、小環(huán)由晶體中最小環(huán)由_個個C組成且不共面。組成且不共面。6（3晶體中晶體中C原子數(shù)與原子數(shù)與C-C 鍵數(shù)之比為：鍵數(shù)之比為：*/：*/：例、如右圖所示，例、如右圖所示，在石墨晶體的層在石墨晶體的層狀結構中，每一狀結構中，每一個最小的碳環(huán)完個最小的碳環(huán)完全擁有碳原子數(shù)全擁有碳原子數(shù)為為_，每個，每個C完全擁有完全擁有CC數(shù)為數(shù)為_石墨中石墨中CC夾夾角為角為120， CC鍵長為鍵長為 1.421010 m層間距層間距 3.35 1010 m23小結：金剛石、石墨的比較小結：金剛石、石墨的比較項目項目金剛石金剛石石墨石墨晶體形狀晶體形狀晶體中的鍵或作用晶體中的鍵或作用力力由最少碳原子形成由最少碳原

14、子形成環(huán)的形狀與個數(shù)環(huán)的形狀與個數(shù)碳原子成鍵數(shù)碳原子成鍵數(shù)鍵的平均數(shù)鍵的平均數(shù) 原子的平均原子的平均數(shù)數(shù)每個環(huán)中每個環(huán)中正四面體空間網(wǎng)狀正四面體空間網(wǎng)狀六邊形平面層狀六邊形平面層狀共價鍵共價鍵共價鍵與范德華力共價鍵與范德華力個原子不同面?zhèn)€原子不同面?zhèn)€原子同面?zhèn)€原子同面6*1/6=16*1/2=36*1/12=1/26*1/3=2白球表示 硅原子SiO2平面結構利用金剛石的結構來推斷利用金剛石的結構來推斷SiO2的空間結構的空間結構SiO2最小的環(huán)有幾個原子組成最小的環(huán)有幾個原子組成？金剛石的結構12個個6個硅個硅 6個氧）個氧）標題：最近科學家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構成的標題：最近科學家發(fā)現(xiàn)

15、一種由鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子，如右圖所示。頂角和面心的原子是鈦氣態(tài)團簇分子，如右圖所示。頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的分子原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的分子式是式是 ( ) ATiC BTi4C4， CTi14C13 DTi13C14防止類推中的失誤防止類推中的失誤C3、分析下列物質的物理性質，判斷其晶體類、分析下列物質的物理性質，判斷其晶體類型：型：A、碳化鋁，黃色晶體，熔點、碳化鋁，黃色晶體，熔點2200，熔融態(tài)，熔融態(tài)不導電；不導電；_B、溴化鋁，無色晶體，熔點、溴化鋁，無色晶體，熔點98 ，熔融態(tài)不，熔融態(tài)不導電；導電；_C、五氟化

16、釩，無色晶體，熔點、五氟化釩，無色晶體，熔點19.5，易溶，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物質、物質A，無色晶體，熔融時或溶于水中都能，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導電導電_小結：小結：晶體類型晶體類型 原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體概念概念組成微粒組成微粒 作用力作用力熔沸點熔沸點硬度硬度溶解性溶解性導電性導電性相鄰原子間以共價鍵相相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間網(wǎng)狀結結合而形成空間網(wǎng)狀結構構分子間以分子間分子間以分子間作用力結合作用力結合原子原子分子分子共價鍵共價鍵分子間作用力分子間作用力很大很大較小較小很大很大較小較小不溶于任何溶劑不溶于任何溶劑部分溶于水部

17、分溶于水不導電，個別為半導體不導電，個別為半導體固體和熔化狀態(tài)固體和熔化狀態(tài)都不導電，部分都不導電，部分溶于水導電溶于水導電祝同學們學習進步，祝同學們學習進步，天天有個好心情天天有個好心情化化 學學 計計 算算常見題型：常見題型： 溶解度的計算、有機計算、多步反應計算、溶解度的計算、有機計算、多步反應計算、過量計算、無數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)缺省型計算）、與過量計算、無數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)缺省型計算）、與化工有關的計算化工有關的計算基本解題思想：基本解題思想：守恒法、討論法、極限法、差量法、守恒法、討論法、極限法、差量法、關系式法關系式法討論法適合解哪些計算題：討論法適合解哪些計算題： （1 1問題不明確，如物質不明

18、確，過量不明確等。問題不明確，如物質不明確，過量不明確等。 （2 2數(shù)學方程式少于未知數(shù)的不定方程式的問題。數(shù)學方程式少于未知數(shù)的不定方程式的問題。（3 3字母型數(shù)據(jù)的過量問題的計算。字母型數(shù)據(jù)的過量問題的計算。 （4 4條件殘缺的計算題。條件殘缺的計算題。 在化學計算題中，用字母代表數(shù)據(jù)，由于字母去值在化學計算題中，用字母代表數(shù)據(jù)，由于字母去值存在不確定性，反應物將過量關系就有差異，反應過存在不確定性，反應物將過量關系就有差異，反應過程有時也會不同。因此，解題時需要對字母取值范圍程有時也會不同。因此，解題時需要對字母取值范圍進行討論。進行討論。1 1、問題不明確，對可能結果的討論、問題不明確

19、，對可能結果的討論 【例【例1 1】40g40g鐵粉投入到鐵粉投入到500g500g稀稀HNO3HNO3中，若反應完畢中，若反應完畢后兩物質均無剩余，求此稀后兩物質均無剩余，求此稀HNO3HNO3的質量分數(shù)及放出的質量分數(shù)及放出的氣體在標準狀況下的體積。的氣體在標準狀況下的體積。 2 2、數(shù)學方程式少于未知數(shù)的不定方程討論、數(shù)學方程式少于未知數(shù)的不定方程討論 例：將由兩種鹵素組成的化合物例：將由兩種鹵素組成的化合物XX2.60gXX2.60g溶于水溶于水, , 再再通入過量的二氧化硫通入過量的二氧化硫, ,使其發(fā)生如下反應使其發(fā)生如下反應: :XX+2H2O+SO2=HX+HX+H2SO4 X

20、X+2H2O+SO2=HX+HX+H2SO4 然后向生成的溶液中加然后向生成的溶液中加入過量的硝酸鋇溶液入過量的硝酸鋇溶液, ,除去生成的沉淀后除去生成的沉淀后, ,將所得濾液用將所得濾液用過量過量AgNO3AgNO3溶液處理溶液處理, ,生成生成7.5g7.5g沉淀。已知氟化銀可溶于沉淀。已知氟化銀可溶于水，試推斷該鹵素互化物的可能組成。（在整個過程中水，試推斷該鹵素互化物的可能組成。（在整個過程中不考慮離子與氧化性酸的氧化還原反應）不考慮離子與氧化性酸的氧化還原反應）3 3、字母型數(shù)據(jù)的計算題可考慮尋找界點，確定區(qū)間、字母型數(shù)據(jù)的計算題可考慮尋找界點，確定區(qū)間( (或邊界或邊界) )討論討

21、論 例、已知常溫時反應例、已知常溫時反應2Fe32Fe3+Cu+Cu2Fe22Fe2+Cu2+Cu2在水溶在水溶液中能發(fā)生，將液中能發(fā)生，將22.4g22.4g由銅和三氧化二鐵組成的混合粉由銅和三氧化二鐵組成的混合粉末加入到濃度為末加入到濃度為1 mol/L1 mol/L的硫酸中，使之發(fā)生反應。的硫酸中，使之發(fā)生反應。(1)(1)若固體恰好全部溶解，消耗硫酸的體積為若固體恰好全部溶解，消耗硫酸的體積為V V，求，求V V的的取值范圍。取值范圍。(2)(2)若硫酸溶液過量，反應后溶液的體積為若硫酸溶液過量，反應后溶液的體積為1 L1 L，測得此，測得此溶液中溶液中Fe2Fe2濃度為濃度為0.1

22、mol/L, 0.1 mol/L, 求原混合物中含銅多少求原混合物中含銅多少克克? ? 練習：將練習：將3.25g某金屬單質與過量稀硝酸反應時，某金屬單質與過量稀硝酸反應時，未觀察到有氣體放出，但測知生成物中有未觀察到有氣體放出，但測知生成物中有NH4NO3。當向反應后的溶液中加入過量熱的燒堿溶液時，有當向反應后的溶液中加入過量熱的燒堿溶液時，有氣體放出，氣體體積為氣體放出，氣體體積為280mL標準狀況）。標準狀況）。（1當當R代表此金屬，寫出代表此金屬，寫出R與稀硝酸反應的化學與稀硝酸反應的化學方程式。方程式。（2R是什么金屬？是什么金屬？練習練習. .現(xiàn)將含現(xiàn)將含Ag+Ag+為為5.45.410-2g10-2g的可溶性銀鹽溶液與某的可溶性銀鹽溶液與某+2+2價金屬離子的可溶性鹽混合，恰好完全反應價金屬離子的可溶性鹽混合，恰好完全反應. .得鹵得鹵化物沉淀，經(jīng)過