分子晶體與共價(jià)晶體課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第二節(jié)

分子晶體與共價(jià)晶體【情景導(dǎo)入】冰和鉆石都是晶體，二者有什么不同？雪花、鉆石、食鹽和銅都是晶體，那晶體之間有沒有什么不同呢，雪花、鉆石、食鹽和銅的微粒構(gòu)成是一樣的嗎？分子間作用力分子晶體共價(jià)鍵水分子碳原子共價(jià)晶體雪花鉆石離子鍵離子晶體鈉離子、氯離子食鹽金屬鍵金屬晶體銅原子、電子銅【任務(wù)一】分子晶體只含分子的晶體，或者分子間以分子間作用力結(jié)合形成的晶體。1.概念：注意：①分子晶體的物理性質(zhì)由分子間作用力決定，與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性無關(guān)②分子晶體中不一定含共價(jià)鍵，如稀有氣體是單原子分子，不含共價(jià)鍵2.構(gòu)成微粒：分子3.粒子間相互作用力：分子內(nèi)各原子之間：分子間：共價(jià)鍵分子間作用力氫鍵范德華力4.常見的分子晶體①所有的非金屬氫化物：H2O、H2S、NH3、HCl、CH4等；②幾乎所有的酸；③絕大多數(shù)有機(jī)物。④部分非金屬單質(zhì)：鹵素單質(zhì)X2、硫、N2、白磷P4、稀有氣體、C60等；【注意】金剛石不是分子晶體，是共價(jià)晶體。⑤部分非金屬氧化物：CO2、P4O6、P4O10、SO2等；【注意】SiO2也不是分子晶體，是共價(jià)晶體?！救蝿?wù)一】分子晶體【訓(xùn)練鞏固】1.下列各組物質(zhì)各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是A.NH3、HD、C10H18

B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、SiO2、P2O5

D.CCl4、Na2S、H2O2B請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：分子晶體的熔點(diǎn)有什么特點(diǎn)？分子晶體氧氣氮?dú)獍琢姿埸c(diǎn)/℃-218.3-210.144.20分子晶體硫化氫甲烷乙酸尿素熔點(diǎn)/℃-85.6-18216.6132.7【閱讀思考】微觀：分子晶體熔化時(shí)，一般只破壞范德華力、氫鍵（作用力較弱），不破壞化學(xué)鍵。宏觀：分子晶體熔點(diǎn)較低【任務(wù)一】分子晶體5.分子晶體的物理特性(1)熔、沸點(diǎn)較低：氫鍵：熔、沸點(diǎn)會(huì)增高無氫鍵：結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高。組成和結(jié)構(gòu)不相似：分子的極性越大，熔、沸點(diǎn)越高(相對(duì)分子質(zhì)量接近)有機(jī)物的同分異構(gòu)體：支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低一般情況，同類有機(jī)物分子：碳原子數(shù)越多，熔、沸點(diǎn)升高常溫常壓下，氣體或液體的為分子晶體(2)硬度?。?3)分子晶體固體和熔融態(tài)不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電。(4)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律?！居?xùn)練鞏固】1.下列分子晶體的熔、沸點(diǎn)由高到低的順序是()①HCl

②HBr

③HI

④CO

⑤N2

⑥H2A.①②③④⑤⑥B.③②①⑤④⑥C.③②①④⑤⑥D(zhuǎn).⑥⑤④③②①C2.下列屬于某分子晶體性質(zhì)的是（

）A.組成晶體的微粒是離子B.能溶于CS2，熔點(diǎn)為112.8℃，沸點(diǎn)為444.6℃C.熔點(diǎn)為1400℃，可作半導(dǎo)體材料，難溶于水D.熔點(diǎn)高，硬度大B【訓(xùn)練鞏固】3.下列性質(zhì)適合于分子晶體的是(

)①熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液導(dǎo)電②熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電③能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃

④熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度為0.97g·cm-3A．①② B．①③C．②③ D．②④C1.干冰晶體——面心立方堆積【任務(wù)二】晶體的結(jié)構(gòu)特征①每個(gè)晶胞中有

個(gè)CO2分子，

個(gè)原子。②每個(gè)CO2分子周圍距離最近緊密相鄰的CO2分子有

個(gè)。4

12

12

2.冰晶體——體心立方堆積【任務(wù)二】典型分子晶體的結(jié)構(gòu)特征①水分子之間的作用力有

，

但主要作用力是

。②每個(gè)H2O分子周圍等距離緊鄰的H2O分子有_____

個(gè)。范德華力、氫鍵氫鍵4

水的密度隨溫度變化的曲線圖0-4℃：密度隨溫度升高而增大超過4℃：密度隨溫度升高而減小0-4℃：溫度升高，部分氫鍵斷裂，分子間隙減小超過4℃：溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加快，分子距離加大【任務(wù)二】典型分子晶體的結(jié)構(gòu)特征【任務(wù)二】晶體的結(jié)構(gòu)特征分子密堆積分子非密堆積微粒間作用力空間特點(diǎn)舉例范德華力范德華力、氫鍵每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子每個(gè)分子周圍小于12個(gè)緊鄰的分子，空間利用率不高C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰【訓(xùn)練鞏固】4.干冰和冰是兩種常見的分子晶體，下列關(guān)于兩種晶體的比較正確的是(

)A．晶體的熔點(diǎn)：干冰>冰B．晶體中的空間利用率：干冰>冰C．晶體中分子間相互作用力相同D．晶體中鍵的極性和分子的極性相同B【思考交流】

比較CO2和金剛石的一些物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，試判斷金剛石晶體是否屬于分子晶體？

物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃CO2-56.2（在527kPa下測(cè)得）-78.5SiO217232230SiO2的熔沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于二氧化碳的熔沸點(diǎn)，說明什么？【任務(wù)三】共價(jià)晶體1.概念：共價(jià)晶體構(gòu)成微粒：微粒間的作用力：原子共價(jià)鍵相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而成三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體（空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）[注意]氣化或熔化時(shí)破壞的作用力：共價(jià)鍵2.常見共價(jià)晶體(1)某些單質(zhì)：以碳為中心，同主族向下：硅(Si)鍺(Ge)和灰錫(Sn)等同周期向左、向右：硼(B)(2)某些非金屬化合物：

二氧化硅(SiO2)、金剛砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）等【思考交流】晶體鍵長/pm鍵能/(kJ·mol-1)熔點(diǎn)/℃硬度金剛石154347.7>350010碳化5晶體硅23522614106.5共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度等物理性質(zhì)與共價(jià)晶體中共價(jià)鍵的鍵長、鍵能之間存在什么關(guān)系？【任務(wù)三】共價(jià)晶體3.物理性質(zhì)（由共價(jià)鍵強(qiáng)弱決定）①共價(jià)晶體熔點(diǎn)高，硬度大，延展性差。②共價(jià)晶體固態(tài)、液態(tài)一般不導(dǎo)電。③共價(jià)晶體難溶于一般溶劑。金剛石硬度最大Si、鍺半導(dǎo)體熔點(diǎn)高（通常＞1000℃）結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高。【訓(xùn)練鞏固】1.有下列幾種晶體:A.干冰B.冰C.水晶D.金剛石

(1)屬于共價(jià)晶體的是

（填序號(hào)，下同）。(2)屬于分子晶體的是

。

(3)含化學(xué)鍵且受熱熔化時(shí)化學(xué)鍵不發(fā)生變化的晶體是

，受熱熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵的晶體是

。

(4)晶體中存在氫鍵的是

。

A、BC、DA、BC、DB【任務(wù)四】典型共價(jià)晶體1.金剛石碳原子都采取sp3雜化，109o28′，三維骨架鍵能：347.7kJ/mol（很大）鍵長：154pm（很短）熔點(diǎn)很高：>

35000C

硬度最大

結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)【任務(wù)四】典型共價(jià)晶體1.金剛石(1)最小環(huán)是六元環(huán)，最多

個(gè)C原子共面。(2)1

mol金剛石

mol

C-C鍵。(3)每個(gè)C原子被

個(gè)六元環(huán)共用。(4)一個(gè)六元環(huán)占有

個(gè)C原子。(5)每根共價(jià)鍵被

個(gè)六元環(huán)共用。(6)一個(gè)金剛石晶胞占有

個(gè)C原子(7)晶胞參數(shù)apm，則金剛石密度為

;(8)最近的兩個(gè)C原子距離為

;42121/268【訓(xùn)練鞏固】1.金剛石是典型的共價(jià)晶體。下列關(guān)于金剛石的說法中錯(cuò)誤的是()A.晶體中不存在獨(dú)立的“分子”B.碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合C.是硬度最大的物質(zhì)之一D.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)D2.下列關(guān)于共價(jià)晶體和分子晶體的說法不正確的是(

)A.共價(jià)晶體硬度通常比分子晶體大

B.共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)較高C.分子晶體都不溶于水

D.金剛石、水晶屬于共價(jià)晶體C3.有下列三種晶體：①金剛石②晶體硅③碳化硅，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是()A.①③② B.②③①C.③①② D.②①③A【任務(wù)四】典型共價(jià)晶體2.硅原子半徑：Si

C鍵長變長，鍵能變小>熔點(diǎn)、硬度比金剛石小相同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)同金剛石不同點(diǎn)：鍵長Si-Si>C-C①每個(gè)Si原子都采取

雜化和

個(gè)O原子形成

個(gè)Si—O鍵.SP344②沒有單個(gè)SiO2分子存在，只存在硅、氧原子,Si:O比例:

.1:2每個(gè)Si周圍結(jié)合

個(gè)O；

每個(gè)O周圍結(jié)合

個(gè)Si42③最小的環(huán)是由6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子組成的12元環(huán)。④1molSiO2中含

mol

Si-O鍵4⑤

每個(gè)硅原子被

個(gè)12元環(huán)共用

每個(gè)氧原子被

個(gè)12元環(huán)共用1212【任務(wù)四】典型共價(jià)晶體3.SiO24.下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是（

）A．最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子B．最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1﹕2C．最小的環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子D．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂角【訓(xùn)練鞏固】C【思辨總結(jié)晶體類型共價(jià)晶體分子晶體概念組成微粒

作用力熔沸點(diǎn)硬度溶解性導(dǎo)電性相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子間以分子間作用力結(jié)合原子分子共價(jià)鍵分子間作用力很大較小很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體固體和熔融態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電