第三章第二節(jié)分子晶體與原子晶體

1、碘晶體結(jié)構(gòu)碘晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)1 1、概念：、概念：2 2、組成微粒：、組成微粒：3 3、粒子間作用力：、粒子間作用力：(4)溶解性：相似相溶溶解性：相似相溶思考：如何解釋分子晶體的物理性質(zhì)？思考：如何解釋分子晶體的物理性質(zhì)？分子晶分子晶體的物體的物理性質(zhì)理性質(zhì)熔沸點熔沸點較低較低, ,易升華易升華硬度硬度小小。溶解性溶解性：相：相似相溶。似相溶。, ,破破壞時耗壞時耗能少能少決定決定5 5、典型的分子晶體、典型的分子晶體：氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu)碳60的晶胞6 6、分子晶體結(jié)構(gòu)特征、分子晶體結(jié)構(gòu)特征（1 1）密堆積）密堆積 有分子有分子間間氫鍵氫鍵氫鍵具有方向性氫鍵具有方向性,使晶

2、體中使晶體中的空間利率不高的空間利率不高,留有相當(dāng)大的空隙留有相當(dāng)大的空隙.這種晶體不這種晶體不具有分子密堆積特征。如具有分子密堆積特征。如：HF 、NH3、冰（每、冰（每個水分子周圍只有個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子）。個緊鄰的水分子）。（2 2）非密堆積）非密堆積 只有范德華力只有范德華力，無無分子間分子間氫鍵氫鍵分子分子密堆積。這類晶體每個分子周圍一般有密堆積。這類晶體每個分子周圍一般有12個個緊鄰的分子，如：緊鄰的分子，如：C60、干冰、干冰 、I2、O2。趣味實驗與思考：趣味實驗與思考： 取兩塊大小相同的干冰，在一塊干取兩塊大小相同的干冰，在一塊干冰中央挖一個小穴，撒入一些鎂粉，用

3、冰中央挖一個小穴，撒入一些鎂粉，用紅熱的鐵棒把鎂點燃，將另一塊干冰蓋紅熱的鐵棒把鎂點燃，將另一塊干冰蓋上上 現(xiàn)象現(xiàn)象：鎂繼續(xù)燃燒，像冰燈裝了電燈泡一樣發(fā)：鎂繼續(xù)燃燒，像冰燈裝了電燈泡一樣發(fā)出耀眼白光出耀眼白光原因原因：干冰易升華，干冰易升華， 且且2Mg+CO2=C+2MgO高溫高溫指導(dǎo)閱讀：指導(dǎo)閱讀：P67：科學(xué)視野：科學(xué)視野： 天然氣水合物天然氣水合物 一種潛在的能源一種潛在的能源 明確明確：1）可燃冰中含哪些氣體？）可燃冰中含哪些氣體？ 2）可燃冰的大致結(jié)構(gòu)如何？）可燃冰的大致結(jié)構(gòu)如何？ 3）若可燃冰里的氣體全是甲烷，理想）若可燃冰里的氣體全是甲烷，理想的甲烷水合物的化學(xué)式是什么？的甲烷

4、水合物的化學(xué)式是什么？ 4）為什么說可燃冰是一種巨大的潛在）為什么說可燃冰是一種巨大的潛在能源？能源？小結(jié)小結(jié):1 1、分子晶體：由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力、分子晶體：由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。相互吸引。2 2、分子晶體物理特性：低熔點、易升華、硬度很小、分子晶體物理特性：低熔點、易升華、硬度很小、固態(tài)時不導(dǎo)電等。固態(tài)時不導(dǎo)電等。3 3、常見分子晶體分類：、常見分子晶體分類：(1)(1)所有非金屬氫化物所有非金屬氫化物 (2)(2)部分非部分非金屬單質(zhì)，金屬單質(zhì)， (3)(3)部分非金屬氧化物部分非金屬氧化物(4)(4)幾乎所有的酸幾乎所有的酸( (而堿而堿和鹽則是離

5、子晶體和鹽則是離子晶體 (5)(5)絕大多數(shù)有機物的晶體。絕大多數(shù)有機物的晶體。原原子子晶晶體體 比較比較CO2和和SiO2的一些物理性質(zhì)和的一些物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，試判斷結(jié)構(gòu)，試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體是否屬于分子晶體。晶體。 二、原子晶體二、原子晶體 1 1、定義、定義：所有原子都以共價鍵相互結(jié)合，：所有原子都以共價鍵相互結(jié)合，整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。又稱體。又稱共價晶體共價晶體（是一個（是一個“巨分子巨分子”） 2 2、構(gòu)成微粒、構(gòu)成微粒： 3 3、微粒之間的作用、微粒之間的作用： 4 4、氣化或熔化時破壞的作用力、氣化或熔化時

6、破壞的作用力：原子原子 (不存在單個分子或離子）不存在單個分子或離子）共價鍵共價鍵共價鍵共價鍵某些原子晶體的熔點和硬度某些原子晶體的熔點和硬度 對比冰、干冰與上表中物質(zhì)的物理性質(zhì)可對比冰、干冰與上表中物質(zhì)的物理性質(zhì)可以得出原子晶體有哪些物理特性？為什么？以得出原子晶體有哪些物理特性？為什么？5、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)： 1）熔沸點高；）熔沸點高； 2）硬度大；）硬度大； 3）難溶于一般溶劑。）難溶于一般溶劑。 4）一般不導(dǎo)電，少數(shù)如硅晶體）一般不導(dǎo)電，少數(shù)如硅晶體可做半導(dǎo)體可做半導(dǎo)體思考：如何解釋原子晶體的物理性質(zhì)？思考：如何解釋原子晶體的物理性質(zhì)？原子晶原子晶體的物體的物理性質(zhì)理性質(zhì)熔沸點熔沸點

7、高高, , 硬度硬度大大。難溶于一般難溶于一般溶劑。溶劑。 一般不導(dǎo)電，一般不導(dǎo)電，少數(shù)如硅晶體少數(shù)如硅晶體可做半導(dǎo)體可做半導(dǎo)體, ,破壞時破壞時耗能多耗能多決定決定（共價鍵鍵能越大，熔沸點越高，硬度越大）（共價鍵鍵能越大，熔沸點越高，硬度越大）1 1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金、怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降降? ? 2 2“具有共價鍵的晶體叫做原子具有共價鍵的晶體叫做原子晶體晶體”。這種說法對嗎。這種說法對嗎? ?為什么為什么? ?探究思考探究思考6、常見原子晶體、常見原子晶體（1）某些非金屬單質(zhì)）某些非金屬單質(zhì)：硼（：硼（B）、硅

8、）、硅（Si）、鍺（）、鍺（Ge）、金剛石（）、金剛石（C）等）等（2）某些非金屬化合物）某些非金屬化合物：SiC（金剛（金剛砂）、砂）、BN等等（3）某些氧化物）某些氧化物：SiO2等等10928 共價鍵共價鍵思考：思考： （1）在金剛石晶體中）在金剛石晶體中,C采取什采取什么雜化方式？每個么雜化方式？每個C與多少個與多少個C成成鍵？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？每個鍵？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少個？最小碳環(huán)由多少個碳原子組個？最小碳環(huán)由多少個碳原子組成？它們是否在同一平面內(nèi)？成？它們是否在同一平面內(nèi)？ （2）在金剛石晶體中，）在金剛石晶體中，C原

9、子原子個數(shù)與個數(shù)與CC鍵數(shù)之比為多少？鍵數(shù)之比為多少？ （3）12克金剛石中克金剛石中CC鍵數(shù)鍵數(shù)為多少為多少NA？7 7、典型的原子晶體的結(jié)構(gòu)特征：、典型的原子晶體的結(jié)構(gòu)特征：1）金剛石的結(jié)構(gòu)特征）金剛石的結(jié)構(gòu)特征：在金剛石晶體里：在金剛石晶體里每個碳原子都采取每個碳原子都采取SP3雜化，被相鄰的雜化，被相鄰的4個碳原子包個碳原子包圍，以共價鍵跟圍，以共價鍵跟4個碳原子結(jié)合，形成正四面體，被包個碳原子結(jié)合，形成正四面體，被包圍的碳原子處于正四面體的中心。圍的碳原子處于正四面體的中心。這些正四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成一個堅實的，彼此這些正四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成一個堅實的，彼此聯(lián)結(jié)的空間網(wǎng)狀晶體。聯(lián)

10、結(jié)的空間網(wǎng)狀晶體。所有的所有的CC鍵長相等，鍵角相等（鍵長相等，鍵角相等（10928）；）；最小的碳環(huán)由最小的碳環(huán)由6個碳組成，且不在同一平面內(nèi)；個碳組成，且不在同一平面內(nèi)；每個每個C參與了參與了4條條CC鍵的形成，而在每條鍵中的鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻只有一半，故貢獻只有一半，故C原子與原子與CC鍵數(shù)之比為：鍵數(shù)之比為：1 ：（4 x ）= 1：2天然金剛石天然金剛石琢磨的金剛石（鉆石）琢磨的金剛石（鉆石） 閱讀閱讀“科學(xué)視野科學(xué)視野”了解天然金剛石的形了解天然金剛石的形成和金剛石的人工合成成和金剛石的人工合成18010928Sio共價鍵共價鍵思考思考1：在：在SiO2晶體中每個硅原子周

11、圍緊晶體中每個硅原子周圍緊鄰的氧原子有多少個？每個氧原子周圍緊鄰的氧原子有多少個？每個氧原子周圍緊鄰的硅原子有多少個？在鄰的硅原子有多少個？在SiO2晶體中硅晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是多少？原子與氧原子個數(shù)之比是多少？思考思考2：在：在SiO2晶體中每個硅原子連接有晶體中每個硅原子連接有幾個共價鍵？每個氧原子連接有幾個共價幾個共價鍵？每個氧原子連接有幾個共價鍵？硅原子個數(shù)與鍵？硅原子個數(shù)與SiO共價鍵個數(shù)之比共價鍵個數(shù)之比是多少？氧原子個數(shù)與是多少？氧原子個數(shù)與SiO共價鍵個數(shù)共價鍵個數(shù)之比是多少？之比是多少？思考思考3:在二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)中在二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,最小的環(huán)最小的環(huán)由幾個

12、原子構(gòu)成由幾個原子構(gòu)成?2）SiO2的結(jié)構(gòu)特征的結(jié)構(gòu)特征：在：在SiO2晶體中晶體中每個每個Si原子原子都采取都采取SPSP3 3雜化雜化和和4個個O原子原子形成形成4個共價鍵，每個個共價鍵，每個Si原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合4個個O原子；同時，每個原子；同時，每個O原子跟原子跟2個個Si原子相結(jié)合。實際上，原子相結(jié)合。實際上，SiO2晶體是由晶體是由Si原子和原子和O原子按原子按1：2的比例所組成的的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。立體網(wǎng)狀的晶體。最小的碳環(huán)是由最小的碳環(huán)是由6個個Si原子和原子和6個個O原原子組成的子組成的12元環(huán)。元環(huán)。1mol SiO2中含中含4mol SiO鍵鍵晶體晶體Si

13、O2的多種重要用途：的多種重要用途：制造制造： 水泥、水泥、 玻璃、玻璃、 人造寶石、人造寶石、單晶硅、單晶硅、硅光電池、硅光電池、芯片、芯片、 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維思考思考：金剛砂可看成是金剛石中一半的碳原子金剛砂可看成是金剛石中一半的碳原子換成了硅原子，請說出金剛砂的晶體結(jié)構(gòu)特征。換成了硅原子，請說出金剛砂的晶體結(jié)構(gòu)特征。碳原子、硅原子都采取碳原子、硅原子都采取SPSP3 3雜化，雜化，每個碳原子每個碳原子被相鄰的被相鄰的4 4個硅原子包圍且以共價鍵相結(jié)合，形個硅原子包圍且以共價鍵相結(jié)合，形成四面體，被包圍的碳原子處于四面體的中心；成四面體，被包圍的碳原子處于四面體的中心；每個硅原子被相鄰的每

14、個硅原子被相鄰的4 4個碳原子包圍且以共價鍵個碳原子包圍且以共價鍵相結(jié)合，形成四面體，被包圍的硅原子處于四相結(jié)合，形成四面體，被包圍的硅原子處于四面體的中心。面體的中心。這些四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成一個堅實的，這些四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成一個堅實的，彼此聯(lián)結(jié)的空間網(wǎng)狀晶體。彼此聯(lián)結(jié)的空間網(wǎng)狀晶體。最小的環(huán)是最小的環(huán)是6 6元環(huán)，由元環(huán)，由3 3個碳和個碳和3 3個硅組成，且個硅組成，且不在同一平面內(nèi)；不在同一平面內(nèi)；每個每個C C、SiSi均可形成均可形成4 4條條C CSiSi鍵的形成鍵的形成練習(xí)練習(xí)1、分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：1）碳化鋁，

15、黃色晶體，熔點）碳化鋁，黃色晶體，熔點2200，熔融態(tài)，熔融態(tài)不導(dǎo)電；不導(dǎo)電；_2）溴化鋁，無色晶體，熔點）溴化鋁，無色晶體，熔點98 ，熔融態(tài)不，熔融態(tài)不導(dǎo)電；導(dǎo)電；_3）五氟化釩，無色晶體，熔點）五氟化釩，無色晶體，熔點19.5，易溶，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；于乙醇、氯仿、丙酮中；_1 1）下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（）下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（ ）A A、石英、石英 B B、硫磺、硫磺 C C、干冰、干冰 D D、食鹽、食鹽C練習(xí)練習(xí)2：2 2）干冰氣化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是）干冰氣化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是A A、分子內(nèi)共價鍵、分子內(nèi)共價鍵 B B、分子間作用力、

16、分子間作用力C C、分子間距離、分子間距離 D D、分子間的氫鍵、分子間的氫鍵BC3 3）冰醋酸固體中不存在的作用力是（）冰醋酸固體中不存在的作用力是（ ）A A、離子鍵、離子鍵 B B、極性鍵、極性鍵 C C、非極性鍵、非極性鍵 D D、范德華力、范德華力A練習(xí)練習(xí)3：水分子間存在著氫鍵的作用，：水分子間存在著氫鍵的作用，使水分子彼此結(jié)合而成（使水分子彼此結(jié)合而成（H2O）n。在冰中每個水分子被在冰中每個水分子被4個水分子包圍個水分子包圍形成變形的正四面體，通過形成變形的正四面體，通過“氫鍵氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體，其結(jié)構(gòu)相互連接成龐大的分子晶體，其結(jié)構(gòu)如圖：試分析：如圖：試分析：1mol 冰中有冰中有 mol氫