第二節(jié)

分子晶體與共價晶體【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鍵水分子碳原子共價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，與共價鍵的穩(wěn)定性無關(guān)②分子晶體中不一定含共價鍵，如稀有氣體是單原子分子，不含共價鍵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，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)會增高無氫鍵：結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(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每個晶胞中有

個CO2分子，

個原子。②每個CO2分子周圍距離最近緊密相鄰的CO2分子有

個。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H2O分子周圍等距離緊鄰的H2O分子有_____

個。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、氫鍵每個分子周圍有12個緊鄰的分子每個分子周圍小于12個緊鄰的分子，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】共價晶體1.概念：共價晶體構(gòu)成微粒：微粒間的作用力：原子共價鍵相鄰原子間以共價鍵結(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]氣化或熔化時破壞的作用力：共價鍵2.常見共價晶體(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共價晶體的熔點(diǎn)和硬度等物理性質(zhì)與共價晶體中共價鍵的鍵長、鍵能之間存在什么關(guān)系？【任務(wù)三】共價晶體3.物理性質(zhì)（由共價鍵強(qiáng)弱決定）①共價晶體熔點(diǎn)高，硬度大，延展性差。②共價晶體固態(tài)、液態(tài)一般不導(dǎo)電。③共價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)相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高?！居?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)屬于共價晶體的是

（填序號，下同）。(2)屬于分子晶體的是

。

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

，受熱熔化時需克服共價鍵的晶體是

。

(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】典型共價晶體1.金剛石(1)最小環(huán)是六元環(huán)，最多

個C原子共面。(2)1

mol金剛石

mol

C-C鍵。(3)每個C原子被

個六元環(huán)共用。(4)一個六元環(huán)占有

個C原子。(5)每根共價鍵被

個六元環(huán)共用。(6)一個金剛石晶胞占有

個C原子(7)晶胞參數(shù)apm，則金剛石密度為

;(8)最近的兩個C原子距離為

;42121/268【訓(xùn)練鞏固】1.金剛石是典型的共價晶體。下列關(guān)于金剛石的說法中錯誤的是()A.晶體中不存在獨(dú)立的“分子”B.碳原子間以共價鍵相結(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與氧氣發(fā)生反應(yīng)D2.下列關(guān)于共價晶體和分子晶體的說法不正確的是(

)A.共價晶體硬度通常比分子晶體大

B.共價晶體的熔、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Si原子都采取

雜化和

個O原子形成

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

.1:2每個Si周圍結(jié)合

個O；

每個O周圍結(jié)合

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

mol

Si-O鍵4⑤

每個硅原子被

個12元環(huán)共用

每個氧原子被

個12元環(huán)共用1212【任務(wù)四】典型共價晶體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Si原子和3個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Si原子和6個O原子D．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個頂角【訓(xùn)練鞏固】C【思辨總結(jié)晶體類型共價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