(立體圖_好理解)分子晶體與原子晶體

1、下圖是下圖是CO2分子晶體的晶胞結構示意圖，其中分子晶體的晶胞結構示意圖，其中有多少個分子？原子？有多少個分子？原子？ 每個每個CO2分子相鄰的分分子相鄰的分子有多少個？子有多少個？碘晶體結構碘晶體結構干冰晶體結構干冰晶體結構NaCl晶體結構晶體結構1 1、概念：、概念：2 2、組成微粒：、組成微粒：3 3、粒子間作用力：、粒子間作用力：有單個分子存在，化學式就是分子式不能使用均攤法有單個分子存在，化學式就是分子式不能使用均攤法分子晶體有時無化學鍵，例如稀有氣體是單原子分子分子晶體有時無化學鍵，例如稀有氣體是單原子分子注意：注意：干冰（干冰（COCO2 2的晶體）硬度與冰相似，但熔點的晶體）硬

2、度與冰相似，但熔點比冰低，常壓下極易升華，用作制冷劑。比冰低，常壓下極易升華，用作制冷劑。干冰分子間只存在范德華力不存在氫鍵，干冰分子間只存在范德華力不存在氫鍵，是是分子密堆積分子密堆積，故密度比冰的高。，故密度比冰的高。5 5、典型的分子晶體：、典型的分子晶體：氧（O2）的晶體結構碳60的晶胞6 6、分子晶體結構特征、分子晶體結構特征（1 1）密堆積）密堆積 有分子間氫鍵有分子間氫鍵氫鍵具有方向性氫鍵具有方向性,使晶體中使晶體中的空間利率不高的空間利率不高,留有相當大的空隙留有相當大的空隙.這種晶體不這種晶體不具有分子密堆積特征。如具有分子密堆積特征。如：HF 、NH3、冰（每、冰（每個水分

3、子周圍只有個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子）。個緊鄰的水分子）。（2 2）非密堆積）非密堆積 只有范德華力，無分子間氫鍵只有范德華力，無分子間氫鍵分子密分子密堆積。這類晶體每個分子周圍一般有堆積。這類晶體每個分子周圍一般有12個緊個緊鄰的分子，如：鄰的分子，如：C60、干冰、干冰 、I2、O2。 許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)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現(xiàn)這類水合物晶體的是1919世紀初的英國化學家世紀初的英國化學家戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學式為戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學式為ClCl2 28H8H2 20 0的水合的水合物晶體。物晶體。2020世紀末，科學家發(fā)

4、現(xiàn)海底存在大量世紀末，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天然氣水合物晶體。這種晶體的主要氣體成分是甲烷，是甲烷， 因而又稱甲烷水合物。它的外形像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，因而又稱的甲烷，因而又稱“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結小結: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

5、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(zhì)，金屬單質(zhì)， (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。1 1、下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（、下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（ ）A A、石英、石英 B B、硫磺、硫磺 C C、干冰、干冰 D D、食鹽、食鹽C練習練習2 2、干冰氣化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是、干冰氣化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是A A、

6、分子內(nèi)共價鍵、分子內(nèi)共價鍵 B B、分子間作用力、分子間作用力C C、分子鍵距離、分子鍵距離 D D、分子間的氫鍵、分子間的氫鍵BC3 3、冰醋酸固體中不存在的作用力是（、冰醋酸固體中不存在的作用力是（ ）A A、離子鍵、離子鍵 B B、極性鍵、極性鍵 C C、非極性鍵、非極性鍵 D D、范德華力、范德華力A4、水分子間存在著氫鍵的作用，使、水分子間存在著氫鍵的作用，使水分子彼此結合而成（水分子彼此結合而成（H2O）n。在。在冰中每個水分子被冰中每個水分子被4個水分子包圍形個水分子包圍形成變形的正四面體，通過成變形的正四面體，通過“氫鍵氫鍵”相相互連接成龐大的分子晶體，其結構如互連接成龐大的分

7、子晶體，其結構如圖：試分析：圖：試分析：1mol 冰中有冰中有 mol氫鍵？氫鍵？H2O的熔沸點比的熔沸點比H2S高還是低？為高還是低？為什么？什么？已知氫鍵也有方向性，試分析為什已知氫鍵也有方向性，試分析為什么冬季河水總是從水面上開始結冰？么冬季河水總是從水面上開始結冰？2氫鍵氫鍵 由于氫鍵的方向性，使冰晶體中每個水分子與四面體由于氫鍵的方向性，使冰晶體中每個水分子與四面體頂點的頂點的4 4個分子相互吸引，形成空隙較大的網(wǎng)狀體，密度個分子相互吸引，形成空隙較大的網(wǎng)狀體，密度比水小，所以結的冰會浮在水面上比水小，所以結的冰會浮在水面上回顧回顧: :1 1、分子晶體：由分子構成。、分子晶體：由分

8、子構成。 相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。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(zhì)，金屬單質(zhì)， (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。1996年諾貝爾化學獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻的三位科學家。C60分子是形如球狀的多面體，分子中每個碳原子只跟相

9、鄰的3個碳原子形成化學鍵；C60分子只含有五邊形和六邊形；碳與碳之間既有單鍵又有雙鍵，每個碳原子仍然滿足四個價鍵飽和；多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系，遵循歐拉定理：頂點數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2。請回答：(1)一個C60分子中有幾個五邊形和幾個六邊形？(2)一個C60分子中有多少個C=C？(3)已知C70分子的結構模型也遵循C60的那些規(guī)律，請確定C70分子結構中上述幾項參數(shù)。先求棱邊數(shù)：每個頂點伸出三條棱，而每條棱又總是由兩個頂點共有，所以，每個頂點單獨伸出的棱有31/2=1.5條，60個頂點共伸出的棱為601.5=90條。依據(jù)歐拉定理可寫出：60+x+y-90=2 依據(jù)棱邊數(shù)守恒：依據(jù)棱邊數(shù)

10、守恒：（5x+6y）/2=90 聯(lián)立聯(lián)立解得解得 x=12，y=20解析：(1)設C60分子中含有x個五邊形和y個六邊形也可根據(jù)頂點數(shù)守恒：也可根據(jù)頂點數(shù)守恒：5/3x+2y=60 （2）設一個C60分子中含的C-C單鍵數(shù)和C=C雙鍵數(shù)分別為a、b，則根據(jù)棱邊守恒有則根據(jù)棱邊守恒有：a+b=90 利用價電子守恒：利用價電子守恒：2a+4b=60 4聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：a=60，b=30即C60中含的雙鍵數(shù)為30 比較比較CO2和和SiO2的一些物理性質(zhì)和的一些物理性質(zhì)和結構，試判斷結構，試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體是否屬于分子晶體。晶體。 二、原子晶體二、原子晶體 1 1、定義：原子間以

11、共價鍵相結合而形成的、定義：原子間以共價鍵相結合而形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體?？臻g網(wǎng)狀結構的晶體。 2 2、構成微粒：、構成微粒： 3 3、微粒之間的作用：、微粒之間的作用： 4 4、氣化或熔化時破壞的作用力：、氣化或熔化時破壞的作用力： 5 5、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)： 熔沸點高，硬度大，難溶于一般溶劑。熔沸點高，硬度大，難溶于一般溶劑。 （共價鍵鍵能越大，熔沸點越高，硬度越大共價鍵鍵能越大，熔沸點越高，硬度越大）原子原子共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵6、常見原子晶體、常見原子晶體（1）某些非金屬單質(zhì)：硼（）某些非金屬單質(zhì)：硼（B）、硅）、硅（Si）、鍺（）、鍺（Ge）、金剛石（）、金剛石（C）等）等

12、（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、 -Al-Al2 2O O3 3等等7、原子晶體結構、原子晶體結構無單個分子，原子間以共價鍵相連無單個分子，原子間以共價鍵相連無分子式，只有化學式；無分子式，只有化學式；化學式為原子個數(shù)比化學式為原子個數(shù)比10928 共價鍵共價鍵 8、典型的原子晶體典型的原子晶體(1) 金剛石金剛石每個每個C C周圍有周圍有 個個C C，圍成空間，圍成空間 圖形圖形 C的雜化軌道類型是的雜化軌道類型是 。 這些正四面體向空間發(fā)展，這些正四面體向空間發(fā)展，構成一個堅實的，彼此聯(lián)結的空間網(wǎng)狀晶體。構成一個堅實的，

13、彼此聯(lián)結的空間網(wǎng)狀晶體。C C原子與碳碳鍵之比為（原子與碳碳鍵之比為（ ） 最小碳環(huán)為（最小碳環(huán)為（ ）且不共面）且不共面一個一個C-CC-C鍵被鍵被 個環(huán)個環(huán)共用，每個環(huán)平均有共用，每個環(huán)平均有 個個C-C鍵鍵一個一個C原子被原子被 個環(huán)共用，每個環(huán)平均有個環(huán)共用，每個環(huán)平均有 個個C原子原子4正四面體正四面體SP3雜化雜化1：2六元環(huán)六元環(huán)6121/21C42 2 =12 金剛石是金剛石是 晶胞，一個晶胞中平均晶胞，一個晶胞中平均含有含有 個原子。個原子。面心立方面心立方8晶體硅結構與金剛石相似，鍵長不同晶體硅結構與金剛石相似，鍵長不同18010928Sio共價鍵共價鍵（2）SiO2原子晶

14、體原子晶體每個每個Si周圍有周圍有 個個O,每個每個O周圍有周圍有 個個SiSi周圍的周圍的Si圍成空間圍成空間 圖形圖形 1mol SiO2中共價鍵為（中共價鍵為（ ）mol最小環(huán)上有（最小環(huán)上有（ ）個原子）個原子每個每個Si被被 個環(huán)共用，每個氧被個環(huán)共用，每個氧被 個環(huán)個環(huán)共用共用每個最小環(huán)平均擁有每個最小環(huán)平均擁有 個個Si 個個O原子原子42正四面體正四面體4121261/211 1、怎樣從原子結構的角度理解金剛、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石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降? ? 2 2“具有共價鍵的晶體叫做原子晶具有共價鍵的晶體叫做原子晶體體”。這種說

15、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)的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污

16、手指黑色至深鋼灰色。質(zhì)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(zhì)，化學性質(zhì)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知識拓展石墨知識拓展石墨石墨為層狀結構，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