1、分子晶體和原子晶體,一、分子晶體,、概念 分子間以分子間作用力（范德華力,氫鍵）相結合的晶體叫分子晶體。 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 ,分子晶體有哪些物理特性,為什么？,思考與交流,由于分子間作用力很弱，所以分子晶體一般具有： 較低的熔點和沸點 較小的硬度。 一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導電。,2.分子晶體的物理特性,(1)所有非金屬氫化物： H2O, H2S, NH3, CH4, HX (2) 部分非金屬單質: X2, N2, O2, H2, S8, P4, C60 (3) 部分非金屬氧化物: CO2, SO2, N2O4, P4O6, P4O10 (4) 幾

2、乎所有的酸： H2SO4, HNO3, H3PO4 (5) 大多數有機物： 乙醇，冰醋酸，蔗糖,3.典型的分子晶體,思考1是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？ 不對，分子間氫鍵也是一種分子間作用力，如冰中就同時存著范德華力和氫鍵。,思考2為何干冰的熔沸點比冰低，密度卻比冰大？ 由于冰中除了范德華力外還有氫鍵作用，破壞分子間作用力較難，所以熔沸點比干冰高。 由于分子間作用力特別是氫鍵的方向性，導致晶體冰中有相當大的空隙，所以相同狀況下體積較大 由于CO2分子的相對分子質量H2O，所以干冰的密度大。,4.晶體分子結構特征 （）只有范德華力，無分子間氫鍵分子密堆積（每個分子周圍有12個緊鄰的分子

3、，如：C60、干冰 、I2、O2） （）有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征（如：HF 、冰、NH3 ）,分子的密堆積,（與每個分子距離最近的相同分子分子共有12個 ）,由此可見，與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個 。,分子的密堆積,干冰的晶體結構圖,冰中個水分子周圍有個水分子,冰的結構,氫鍵具有方向性,分子的非密堆積,5、分子晶體熔、沸點高低的比較規(guī)律 分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間的作用力。分子間作用力越大，物質熔化和汽化時需要的能量就越多，物質的熔、沸點就越高。 因此，比較分子晶體的熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力（包括范力和氫鍵）的大小。,（1）組成和結構相似的物質，

4、 _烷烴、烯烴、炔烴、飽和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸點均隨著碳原子數的增加而升高。 分子間有氫鍵的物質（HF、H2O、NH3等）熔、沸點反常。形成分子內氫鍵的物質，其熔、沸點低于形成分子間氫鍵的物質。,分子量越大，熔沸點越高。,（2）在烷烴的同分異構體中，一般來說，支鏈數越多，_。如沸點：正戊烷 異戊烷 新戊烷；芳香烴及其衍生物苯環(huán)上的同分異構體一般按照“_”的順序。,熔沸點越低,鄰位 間位 對位,籠狀化合物,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。,【思考與交流】,.概念： 相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間立體網狀結構的晶體 構成原子晶體的粒

5、子是原子，原子間以較強的共價鍵相結合。,二原子晶體（共價晶體）,金剛石,對比分子晶體和原子晶體的數據，原子晶體有何物理特性？,在原子晶體中，由于原子間以較強的共價鍵相結合，而且形成空間立體網狀結構，所以原子晶體的: （1）熔點和沸點高 （2）硬度大 （3）一般不導電 （4）且難溶于一些常見的溶劑,2.原子晶體的物理特性,原子晶體具備以上物理性質的原因: _ 原子晶體的化學式是否可以代表其分子式_ 原因_,原子晶體中存在較強的共價鍵不易被破壞。,否,原子晶體是一個三維的網狀結構，無小分子存在。,3.常見的原子晶體 某些非金屬單質： 金剛石（C）、晶體硅(Si)、 晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)等

6、某些非金屬化合物： 碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO）晶體、,10928,金剛石的晶體結構示意圖,共價鍵,金剛石晶體 每個C原子與4個C原子緊鄰成鍵，由5個C原子形成正四面體結構單元，C-C鍵的夾角為10928。晶體中的最小環(huán)為六元環(huán)，每個C原子被12個六元環(huán)共有，每個C-C鍵被6個六元環(huán)共有，每個環(huán)所擁有的C原子數為_，擁有的C-C鍵數為_，則C原子數與C-C鍵數之比為_。,1:2,180,10928,Si,o,二氧化硅的晶體結構示意圖,共價鍵,在二氧化硅的晶體結構中,最小的環(huán)由幾個原子構成?,二氧化硅晶體中最小環(huán)由十二個原子構成 6個si 6個o

7、”正確，只是每個環(huán)占有的原子個數不同，原子可能占據幾個環(huán)，所以最簡比為 Si : O1：2,解釋：結構相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點越高 金剛石 碳化硅 晶體硅,學與問,1、怎樣從原子結構角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降？,2、“具有共價鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對嗎？為什么？,一種結晶形碳，有天然出產的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。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、鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm3，化學性質不活潑。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，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等

8、。,知識拓展石墨,石墨晶體結構,知識拓展石墨,石墨,1、石墨為什么很軟？ 2、石墨的熔沸點為什么很高（高于金剛石）？,3、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，容易滑動，所以石墨很軟。,石墨各層均為平面網狀結構，碳原子之間存在很強的共價鍵（大鍵），故熔沸點很高。,石墨為混合鍵型晶體。,思考4以金剛石為例，說明原子晶體的微觀結構與分子晶體有哪些不同？ 組成微粒不同，原子晶體中只存在原子，沒有分子 相互作用不同，原子晶體中存在的是共價鍵,思考5為何金剛石的熔沸點高于硅？ C-C鍵能大于Si-Si和Ge-Ge鍵，難破壞 思考6為何CO2熔沸點低？而破壞CO2分子卻比Si

9、O2更難？ 因為CO2是分子晶體，SiO2是原子晶體，所以熔化時CO2是破壞范德華力而SiO2是破壞化學鍵。所以SiO2熔沸點高。 破壞CO2分子與SiO2時，都是破壞共價健，而C-O鍵能Si-O鍵能，所以CO2分子更穩(wěn)定。,4、原子晶體熔、沸點比較規(guī)律 在共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的，鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點高。如：金剛石 碳化硅 晶體硅,原子晶體與分子晶體的比較,歸納1：兩個晶體的熔沸點的比較 1、判斷二者晶體類型： 一般情況下，原子晶體、離子晶體的熔沸點都高于分子晶體。 2、如果是同種晶體，比較晶體內各微粒之間相互作用力的大小。,歸納2：非金屬單質是原子晶體還是分子晶體，可

10、從以下角度進行分析判斷： （1）依據組成晶體的粒子和粒子間的作用判斷 原子晶體的粒子是_，質點間的作用是_； 分子晶體的粒子是_，質點間的作用是_。 （2）記憶常見的、典型的原子晶體 a、單質：_ b、化合物：_,原子,共價鍵,分子,分子間作用力(某些含有氫鍵),金剛石、晶體硅、晶體硼,SiO2、SiC、BN,（3）依據晶體的熔點判斷 原子晶體熔、沸點高，常在1000以上； 分子晶體熔、沸點低，常在數百度以下至很低的溫度。 （4）依據導電性判斷 分子晶體為非導體，但部分分子晶體溶于水后能導電； 原子晶體多數為非導體，但晶體硅、晶體鍺是半導體。 （5）依據硬度和機械性能判斷 原子晶體硬度大，分子

11、晶體硬度小且較脆。,【鞏固練習】 1下列晶體由原子直接構成，且屬于分子晶體的是( ) A固態(tài)氫 B固態(tài)氖 C白磷 D三氧化硫 2. 共價鍵、離子鍵和范德華力是構成物質粒子間的不同作用方式，下列物質中，只含有上述一種作用的是 ( ) A. 干冰 B. 氯化鈉 C. 氫氧化鈉 D. 碘,B,B,3在金剛石的晶體中，含有由共價鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上所需碳原子數及每個碳原子上任意兩個CC鍵間的夾角是 ( ) A6個120 B5個108 C4個10928 D6個10928,4. 支持固態(tài)氨是分子晶體的事實是 ( ) A. 氮原子不能形成陽離子 B. 銨離子不能單獨存在 C. 常溫下，氨是氣態(tài)物

12、質 D. 氨極易溶于水,D,C,5.石墨晶體是層狀結構，在每一層內；每一個碳原于都跟其他3個碳原子相結合，如圖是其晶體結構的俯視圖，則圖中7個六元環(huán)完全占有的碳原子數是( ) A. 10個 B. 18個 C. 24個 D. 14個,D,6. 2003年美國科學雜志報道：在超高壓下，科學家用激光器將CO2加熱到1800K，成功制得了類似石英的CO2原子晶體。下列關于CO2晶體的敘述中不正確的是( ) A. 晶體中C、O原子個數比為12 B. 該晶體的熔點、沸點高、硬度大 C. 晶體中COC鍵角為180 D. 晶體中C、O原子最外層都滿足8電子結構,C,7、氮化硅是一種新合成的材料，它是一種超硬、

13、耐磨、耐高溫的物質。下列各組物質熔化時，所克服的作用力與氮化硅熔化所克服的微粒間的作用力都相同的是 ( ) A、硝石和金剛石 B、晶體硅和水晶 C、冰和干冰 D、萘和蒽,B,8. 碳化硅（SiC）具有類似金剛石的結構，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體金剛石晶體硅碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是（ ） A. B. C. D. ,A,【拓展提高】 1.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、化學性質穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300反應獲得。 (1)氮化硅晶體屬于_晶體。 (2)已知氮化硅的晶體結構中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子，Si原子與Si原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結構，請寫出氮化硅的化學式_. (3)現用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下，加強熱發(fā)生反應，可得到較高純度的氮化硅。反應的化學