第2節(jié)分子晶體和原子晶體

2

分子晶體和原子晶體交流·討論

雪花、冰糖、食鹽、水晶和電木（酚醛樹(shù)脂）這些固體是否屬于晶體？若不是晶體，請(qǐng)說(shuō)明理由。觀察與思考：

下列兩種晶體有什么共同點(diǎn)？碘晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)一、分子晶體

構(gòu)成晶體的粒子是分子，粒子間以分子間作用力（范德華力，氫鍵）相互作用的晶體叫分子晶體。1、概念

（1）所有非金屬氫化物：H2O，H2S，NH3，

CH4，HX（2）部分非金屬單質(zhì):X2，O2，H2，S8，P4，C60

（3）部分非金屬氧化物:CO2，SO2，NO2，

P4O6，P4O10（4）幾乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4（5）絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體：乙醇，冰醋酸，蔗糖2、典型的分子晶體：分子晶體有哪些物理特性，為什么？思考與交流(1)較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，易升華；(2)較小的硬度；(3)一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。原因：分子間作用力較弱3、物理特性：分子的密堆積（與每個(gè)分子距離最近的相同分子共有12個(gè)）氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu)碳60的晶胞分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個(gè)）干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖冰中１個(gè)水分子周?chē)校磦€(gè)水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積

只有范德華力，無(wú)分子間氫鍵——分子密堆積。這類(lèi)晶體每個(gè)分子周?chē)话阌?2個(gè)緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2、O2。4、晶體結(jié)構(gòu)特征（1）密堆積

有分子間氫鍵——?dú)滏I具有方向性,使晶體中的空間利率不高,留有相當(dāng)大的空隙.這種晶體不具有分子密堆積特征。如：HF、NH3、冰（每個(gè)水分子周?chē)挥?個(gè)緊鄰的水分子）。（2）非密堆積籠狀化合物科學(xué)視野天然氣水合物——一種潛在的能源＊7.

要數(shù)出一個(gè)CO2周?chē)o鄰多少個(gè)CO2，可以以教科書(shū)圖3-12中的任一頂點(diǎn)為體心在其周?chē)盁o(wú)隙并置”八個(gè)CO2晶胞，周?chē)o鄰的CO2分子數(shù)為12個(gè)?；蚶镁ОM(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算：與任意頂點(diǎn)CO2緊鄰的CO2是該頂點(diǎn)所處面的面心，共有三個(gè)分子。若以該頂點(diǎn)形成立方體，則需要八個(gè)與此相同的晶胞，則由3×8=24個(gè)緊鄰CO2，但每一個(gè)CO2都屬于兩個(gè)晶胞，所以總數(shù)應(yīng)為:24÷2=12個(gè)。P72習(xí)題7思考與交流CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過(guò)比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。

碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，為什么CO2晶體的熔、沸點(diǎn)很低，而SiO2晶體的熔沸點(diǎn)很高？180o109o28′SiO共價(jià)鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖109o28′共價(jià)鍵金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖二．原子晶體（共價(jià)晶體）

構(gòu)成晶體的粒子是原子，所有的相鄰原子間都以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。金剛石1、概念：觀察·思考對(duì)比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，原子晶體有何物理特性？2、原子晶體的物理特性（1）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高；（2）硬度大；（3）一般不導(dǎo)電；（4）且難溶于一些常見(jiàn)的溶劑。

在原子晶體中，由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體有特殊的物理性質(zhì)。3、常見(jiàn)的原子晶體（1）某些非金屬單質(zhì)：金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)等（2）某些非金屬化合物：碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體（3）某些氧化物：二氧化硅（SiO２）晶體、α-Al2O3解釋?zhuān)航Y(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大。碳、硅、鍺原子半徑依次增大，鍵長(zhǎng)依次增大，鍵的強(qiáng)度依次減弱。故它們?nèi)埸c(diǎn)和硬度依次下降。即金剛石＞硅＞鍺學(xué)與問(wèn)1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？2、“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？分子晶體、原子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的比較晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體結(jié)構(gòu)粒子間的作用力性質(zhì)硬度溶、沸點(diǎn)導(dǎo)電溶解性構(gòu)成晶體粒子分子原子分子間作用力共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)、性質(zhì)較小較大較低很高固態(tài)和熔融狀態(tài)都不導(dǎo)電不導(dǎo)電相似相溶難溶于常見(jiàn)溶劑知識(shí)拓展－比較石墨和金剛石晶體結(jié)構(gòu)1.55×10-10m石墨金剛石思考：（1）石墨為什么很軟？（2）石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高？石墨的熔點(diǎn)為什么高于金剛石？（3）石墨屬于哪類(lèi)晶體？為什么？

熔點(diǎn)（℃）

沸點(diǎn)（℃）石墨36524827金剛石35504827石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。它們都有很強(qiáng)的C-C共價(jià)鍵。在石墨中各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大π鍵），C-C鍵長(zhǎng)比金剛石的短，鍵的強(qiáng)度大，故其熔點(diǎn)金剛石高。石墨為混合鍵型晶體。P72習(xí)題參考答案1.分子晶體

原子晶體2.分子晶體

原子晶體

3.5.屬于分子晶體的有：干冰、冰、硫磺、C60、