1、第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì),第3節(jié) 原子晶體與分子晶體,亳州市第二完全中學(xué) 葛 朋 偉,10928,金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖,共價(jià)鍵,【問題探究1】金剛石的結(jié)構(gòu),思考1. 在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少個(gè)？ 思考2. 在金剛石晶體中每個(gè)碳原子連接有幾個(gè)共價(jià)鍵？ 思考3. 在金剛石晶體中碳原子個(gè)數(shù)與C-C共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是多少？,4個(gè),4個(gè),1 : 2,一原子晶體,.概念：相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合。,金剛石,2.常見的原子晶體 金剛石（C）、晶體硅(Si)、 晶體硼（B）、 碳化硅（SiC）晶體、

2、氮化硼（BN）晶體 二氧化硅（ SiO）晶體、,180,10928,Si,O,二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖,共價(jià)鍵,【問題探究2】水晶的結(jié)構(gòu),思考1：在SiO2晶體中每個(gè)硅原子周圍緊鄰的氧原子有多少個(gè)？每個(gè)氧原子周圍緊鄰的硅原子有多少個(gè)？在SiO2晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是多少？ 思考2：在SiO2晶體中每個(gè)硅原子連接有幾個(gè)共價(jià)鍵？每個(gè)氧原子連接有幾個(gè)共價(jià)鍵？ 思考3：在SiO2晶體中最小的環(huán)里有哪些原子？,4個(gè)O,1:2,2個(gè)Si,12個(gè)原子，6個(gè)Si，6個(gè)O,4個(gè) 2個(gè),【問題探究3】通過以上分析，比較金 剛石、二氧化硅與我們前面學(xué)過的金屬 晶體、離子晶體有何不同？,解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶

3、體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高 金剛石 碳化硅 晶體硅,交流與研討,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？,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)，所以原子晶體的 （1）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高 （2）硬度大 （3）一般不導(dǎo)電 （4）且難溶于一些常見的溶劑,3.原子晶體的物理特性,1下列物質(zhì)中屬于原子晶體的化合物是() A水晶B晶體硅 C金剛石 D干冰 解析：選A。晶體硅、金剛石是原子晶體，但不是化合物，干冰是分子晶體。,2下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是

4、() A存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂角 B最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子 C最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為12 D最小的環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子 解析：選D。二氧化硅是原子晶體，結(jié)構(gòu)為空間網(wǎng)狀，存在硅氧四面體結(jié)構(gòu)，硅處于中心，氧處于4個(gè)頂角，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；在SiO2晶體中，每6個(gè)Si和6個(gè)O形成一個(gè)12元環(huán)(最小環(huán))，所以D對(duì)，B、C均錯(cuò)誤。,3碳化硅(SiC)晶體有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它與晶體硅和金剛石相比較，正確的是() A熔點(diǎn)從高到低的順序是金剛石晶體硅碳化硅 B熔點(diǎn)從高到低的順序是金剛石晶體硅碳化硅 C三種晶體中的單元

5、都是正四面體結(jié)構(gòu) D三種晶體都是原子晶體且均為電的絕緣體,解析：選C。由已知碳化硅的晶體有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，可知碳化硅也為原子晶體，且應(yīng)有類似金剛石的正四面體結(jié)構(gòu)單元。又因?yàn)橛绊懝矁r(jià)鍵強(qiáng)弱的因素是原子半徑，碳原子半徑小于硅原子半徑，所以鍵長(zhǎng)長(zhǎng)短順序?yàn)镃CCSiSiSi，所以，熔點(diǎn)順序是金剛石碳化硅晶體硅。晶體硅是半導(dǎo)體，單向?qū)щ姟?4.關(guān)于金剛石的下列說(shuō)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),D,5.在高壓下，用激光器加熱到1800 K時(shí)，人們成功地制得了原子晶體“干冰”。下列推斷中

6、，正確的是() A原子晶體干冰有很高的熔、沸點(diǎn)，有很大的硬度 B原子晶體干冰易升華，可用做制冷材料 C原子晶體干冰硬度、耐磨性都不如水晶 D每摩爾原子晶體干冰含2 mol CO鍵,【解析】從構(gòu)成元素的相似性的角度看，原子晶體狀態(tài)的干冰肯定與二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)非常相似，將二氧化硅晶體的硅原子換成碳原子，就是二氧化碳的原子晶體。由于CO鍵的鍵能大于SiO鍵的鍵能，所以原子晶體干冰的硬度和耐磨性都強(qiáng)于水晶；在原子晶體的干冰中，每個(gè)碳原子都處于四個(gè)氧原子構(gòu)成的四面體的中心，所以每摩爾原子晶體干冰含有4 mol CO鍵。 【答案】A,二、分子晶體,1. 分子晶體的構(gòu)成,分子晶體 分子間通過分子間作用力結(jié)

7、合形成的晶體，成為分子晶體?；蛘哒f(shuō)，只含分子的晶體叫做分子晶體。 構(gòu)成 在分子晶體中，分子內(nèi)的原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，而相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。,分子晶體結(jié)構(gòu)特征 只有范德華力，無(wú)分子間氫鍵分子密堆積 每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子，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,冰中個(gè)水分子周圍有個(gè)水分子,冰的結(jié)構(gòu),氫鍵具有方向性,2.冰晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),幾種典型的分子晶體比較,物理性質(zhì) (1)分子晶體由于以比較弱的分子間作用力相結(jié)合，因此一般熔點(diǎn)_，硬度_。 (2

8、)對(duì)組成和結(jié)構(gòu)_，晶體中又不含氫鍵的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，分子間作用力_，熔、沸點(diǎn)_。如熔點(diǎn)：HCl_HBr_HI。,較低,較小,相似,增強(qiáng),升高,注意氫鍵的存在，會(huì)使晶體的熔沸點(diǎn)顯著地升高。,3. 分子晶體的特性,分子晶體有低熔點(diǎn) 升華的特性 硬度很小。 表3-2某些分子晶體的熔點(diǎn),1下列物質(zhì)呈固態(tài)時(shí)，一定屬于分子晶體的是() A非金屬單質(zhì)B非金屬氧化物 C含氧酸 D金屬氧化物 解析：選C。要注意考慮一般規(guī)律與特例，非金屬單質(zhì)中金剛石、晶體硅、硼均為原子晶體，非金屬氧化物中的二氧化硅為原子晶體，活潑金屬氧化物為離子晶體，只有含氧酸為分子晶體。,練習(xí),2下列有關(guān)物質(zhì)的熔點(diǎn)高低順序不

9、正確的是 () AHFHCl，HClHBr BCF4CCl4CBr4 CI2SiO2 DH2OH2S，SO2SeO2 解析：選C。HCl、HBr；CF4、CCl4、CBr4；SO2、SeO2均為組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高。HF，H2O分子中均存在氫鍵，所以熔點(diǎn)出現(xiàn)“反?！爆F(xiàn)象。,4. 哪些晶體屬于分子晶體,較典型的分子晶體有： (1)所有非金屬氫化物，如水、硫化氫、氨、氯化氫、甲烷，等等； (2)部分非金屬單質(zhì)，如鹵素(X2)(如圖3-9的碘)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)，等等； (3)部分非金屬氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2，等等 (4)幾乎所有的酸(而堿和鹽則是離子晶體，詳見第4節(jié)) （5）絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體。,開拓思考 仔細(xì)觀察下邊的示意圖后，回答下列問題： 金剛石與石墨的熔點(diǎn)均很