第三章 晶体的结构与质第三章 晶体的结构与性质第三章 晶体的结构与性质第三章 晶体的结构与性质.ppt

① 熔融态物质凝固 二、晶 胞 晶胞中原子个数的计算 学与问（教材64页: ） 观察与思考：下列两种晶体有什么共同点？ 概念：分子间以分子间作用力（范德华力，氢键）相结合的晶体叫分子晶体。 构成粒子：分子（构成分子的原子间以共价键结合） 构成粒子间的相互作用：分子间作用力（可能存在氢键）。 气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力。（氢键） 二氧化硅晶体结构示意图 金刚石的晶体结构示意图 观察·思考 对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？ 常见的原子晶体 某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等 某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3 石墨晶体结构 石墨 石墨为什么很软？ 石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。 石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？ 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大π键），故熔沸点很高。 石墨属于哪类晶体？为什么？ 石墨为混合键型晶体 碘晶体结构 干冰晶体结构 稀有气体分子为单原子分子，无共价键。 组成和结构相似时，相对分子质量越大分子间作用力越大，熔沸点越高。有氢键时，熔沸点升高。 1. 分子晶体 分子晶体有哪些物理特性，为什么？ (1)熔点、沸点较低，易升华； (2)较小的硬度； (3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。 原因：分子间作用力较弱 2. 物理特性： （1）所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX （2）部分非金属单质:X2，O2，H2， S8，P4， C60 (稀有气体) （3）部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 （4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 （5）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸，蔗糖 3. 典型的分子晶体： 只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2。 4.分子晶体的结构特征 （1）密堆积 大多数分子晶体的结构特点：分子的密堆积 （与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ） 氧（O2）的晶体结构 碳60的晶胞 分子的密堆积 （与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ） 干冰的晶体结构图 有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。如：HF、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子） （2）非密堆积 冰中１个水分子周围有４个水分子 冰的结构 氢键具有方向性 分子的非密堆积 第二课时 原 子 晶 体 思考与交流 CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。 碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？ 180o 109o28′ Si O 共价键 二氧化硅的晶体结构 二氧化碳的晶体结构 109o28′ 共价键 原子晶体 概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。 构成粒子：原子 构成粒子之间的作用：共价键 熔化时需克服的作用：共价键 原子晶体中，成键元素原子半径越小，共价键键能越大，熔点越高。 思考： （1）在金刚石晶体中,C采取什么杂化方式？每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？ （2）在金刚石晶体中，C原子个数与C—C键数之比为多少？ （3）在金刚石晶胞中碳原子的个数为多少？ （1）每个碳原子以共价键与周围4个碳原子结合,成为正四面体型立体网状结构,碳以SP3杂化，最小环中含6个碳原子（不在同一平面）。 （2）1mol碳原子的金刚石中含有的C-C共价键数 2mol。 （3）8个 109o28′ 154pm 键能： 347.7kj/mol 熔点： 大于35500C 硬度：很大 思考1：在SiO2晶体中每个硅原子 周围紧邻的氧原子有多少个，形成几个共价键？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个，形成几个共价键？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？ 思考2:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成? 思考3：1mol SiO2中含多少 Si—O键？ SiO2的结构特征 在SiO2晶体中 ①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。 ②最小的