第2节分子晶体和原子晶体幻灯片.ppt

109o28′ 共价键 金刚石的晶体结构示意图 二．原子晶体（共价晶体） 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。 构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强的共价键相结合。 金刚石 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？ 原子晶体的物理特性 在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的 熔点和沸点高 硬度大 一般不导电 且难溶于一些常见的溶剂 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 解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高 金刚石＞硅＞锗 交流与研讨 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？ 2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？ 石墨晶体结构 知识拓展－石墨 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 讨论·总结 分子晶体有什么特点？ 哪些晶体是分子晶体？ 原子晶体有什么特点？哪些晶体是原子晶体？ 氢键对分子晶体的结构与性质有何影响？ 总结对比原子晶体和分子晶体的差异。 原子晶体和分子晶体的差异 晶体类型 分子晶体 原子晶体 定义 略 略 组成粒子 分子 原子 粒子间的相互作用 分子间作用力 共价键 物理性质 熔沸点 低 很高 硬度 小 大 实例 干冰、水等 金刚石、硅等 晶体类型 分子晶体 原子晶体 定义 组成粒子 粒子间的相互作用 物理性质 熔沸点 硬度 实例 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 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 2 分子晶体和原子晶体 /polyhedra/convex/platonic/gb_11_.3.xml 交流·讨论 雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由。 为什么不同的晶体，它们的物理性质各不相同？ 观察与思考：下列两种晶体有什么共同点？ 碘晶体结构 干冰晶体结构 一、分子晶体 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。 构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力。 分子晶体有哪些物理特性，为什么？ 一、分子晶体 分子晶体的物理特性： 较低的熔点和沸点 较小的硬度 一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。 原因：分子间作用力很弱 一、分子晶体 典型的分子晶体： 非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX 酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 部分非金属单质:X2，O2，H2， S8，P4， C60 部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖 一、分子晶体 分子晶体结构特征 只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积 每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2 有分子间氢键——不具有分子密堆积特征 如：HF 、冰、NH3 对干冰晶体的分析 干冰的晶体结构图 分子的密堆积 （与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ） 分子的密堆积 （与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个 ） 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 在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却跟共价键一样具有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。 许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H20的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”……… 科学视野：天然气水