化學(xué)：第3章第2節(jié) 分子晶體與原子晶體 優(yōu)化課件(人教版選修3)

1、第二節(jié)分子晶體與原子晶體第二節(jié)分子晶體與原子晶體學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握分子晶體、原子晶體的概念及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。掌握分子晶體、原子晶體的概念及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.掌握晶體類(lèi)型與性質(zhì)之間的關(guān)系。掌握晶體類(lèi)型與性質(zhì)之間的關(guān)系。3.了解氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。了解氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第第二二節(jié)節(jié)分分子子晶晶體體與與原原子子晶晶體體課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、分子晶體一、分子晶體1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)構(gòu)成微粒及微粒間的作用力構(gòu)成微粒及微粒間的作用力分子分子分子間作用力分子間作用力(2)微粒堆積方式微粒堆積方式若分子間只有范德華力，

2、則分子晶體有若分子間只有范德華力，則分子晶體有_特征，即每個(gè)分子周?chē)刑卣鳎疵總€(gè)分子周?chē)衉個(gè)緊鄰分子。個(gè)緊鄰分子。若分子間含有其他作用力，如氫鍵。由于氫鍵若分子間含有其他作用力，如氫鍵。由于氫鍵具有具有_，使分子不能采取密堆積的方，使分子不能采取密堆積的方式，則每個(gè)分子周?chē)o鄰的分子要少于式，則每個(gè)分子周?chē)o鄰的分子要少于12個(gè)。如個(gè)。如冰中每個(gè)水分子周?chē)挥斜忻總€(gè)水分子周?chē)挥?個(gè)緊鄰的水分子。個(gè)緊鄰的水分子。分子密堆積分子密堆積12方向性方向性2屬于分子晶體的物質(zhì)屬于分子晶體的物質(zhì)(1)所有所有_，如，如H2O、NH3、CH4等。等。(2)部分非金屬單質(zhì)，如鹵素部分非金屬單質(zhì)，如鹵素

3、(X2)、O2、N2、白磷、白磷(P4)、硫、硫(S8)、稀有氣體等。、稀有氣體等。(3)部分部分_，如，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。等。(4)幾乎所有的幾乎所有的_，如，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。等。(5)絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體，如苯、乙醇。絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體，如苯、乙醇。非金屬氫化物非金屬氫化物非金屬氧化物非金屬氧化物酸酸二、原子晶體二、原子晶體1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)構(gòu)成微粒及微粒間的作用力構(gòu)成微粒及微粒間的作用力原子原子共價(jià)鍵共價(jià)鍵(2)微粒堆積方式：微粒堆積方式：整塊晶體是一個(gè)三維的整塊晶體是一個(gè)三維的_結(jié)構(gòu)，不存結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)小分子，是一個(gè)

4、在單個(gè)小分子，是一個(gè)“巨分子巨分子”，又稱(chēng)，又稱(chēng)_。2屬于原子晶體的物質(zhì)屬于原子晶體的物質(zhì)(1)某些某些_，如晶體硼、晶體硅、晶體，如晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等。鍺、金剛石等。(2)某些某些_，如碳化硅，如碳化硅(SiC)、二、二氧化硅氧化硅(SiO2)、氮化硅、氮化硅(Si3N4)、氮化硼、氮化硼(BN)等。等。共價(jià)鍵網(wǎng)狀共價(jià)鍵網(wǎng)狀共價(jià)晶體共價(jià)晶體非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)非金屬化合物非金屬化合物思考感悟思考感悟(1)含有共價(jià)鍵的晶體都是原子晶體嗎？含有共價(jià)鍵的晶體都是原子晶體嗎？(2)SiO2是二氧化硅的分子式嗎？是二氧化硅的分子式嗎？【提示提示】(1)原子晶體中都有共價(jià)鍵，但含有共原子晶

5、體中都有共價(jià)鍵，但含有共價(jià)鍵的不一定是原子晶體。如價(jià)鍵的不一定是原子晶體。如CO2、H2O等分子晶等分子晶體中也含有共價(jià)鍵。體中也含有共價(jià)鍵。(2)二氧化硅為原子晶體，晶體中不存在單個(gè)分子，二氧化硅為原子晶體，晶體中不存在單個(gè)分子，其化學(xué)式為其化學(xué)式為Si與與O的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比，而不是分子式。的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比，而不是分子式。課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練分子晶體與原子晶體的比較分子晶體與原子晶體的比較晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體定義分子間通過(guò)分子間作用力結(jié)合形成的晶體相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體組成微粒分子原子晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體物質(zhì)類(lèi)別多數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物金剛石、晶體硅

6、、碳化硅、二氧化硅等少數(shù)非金屬單質(zhì)及共價(jià)化合物微粒間的作用力分子間作用力(氫鍵、范德華力)共價(jià)鍵(極性鍵、非極性鍵)熔化時(shí)需克服的作用力較弱的分子間作用力很強(qiáng)的共價(jià)鍵晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較低很高硬度較小很大導(dǎo)電性固態(tài)和熔化時(shí)都不導(dǎo)電，但某些分子晶體溶于水能導(dǎo)電，如HCl固態(tài)和熔化時(shí)都不導(dǎo)電(Si、Ge為半導(dǎo)體)溶解性相似相溶難溶于一般溶劑決定熔、沸點(diǎn)高低的因素分子間作用力的強(qiáng)弱共價(jià)鍵的強(qiáng)弱晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體典型例子(1)干冰每個(gè)晶胞中有4個(gè)CO2分子，12個(gè)原子。每個(gè)CO2分子周?chē)染嚯x緊鄰的CO2分子有12個(gè)。(1)金剛石在晶體中每個(gè)碳原子以4個(gè)共價(jià)鍵對(duì)稱(chēng)地與相鄰的

7、4個(gè)碳原子相結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)。晶體中CCC夾角為10928，碳原子采取了sp3雜化。最小環(huán)上有6個(gè)碳原子。晶體中C原子個(gè)數(shù)與CC鍵數(shù)之比為1(4 )12。晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體典型例子(2)冰水分子之間的作用力有范德華力，但主要作用力是氫鍵。由于氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂點(diǎn)的4個(gè)相鄰的水分子相互吸引。(2)二氧化硅在晶體中每個(gè)硅原子和4個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵；每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子相結(jié)合。故SiO2晶體中硅原子與氧原子按12的比例組成。最小環(huán)上有12個(gè)原子。特別提醒：特別提醒：分子晶體熔化時(shí)一定會(huì)破壞范德華分子晶體熔化時(shí)一定會(huì)破壞范德華力，有一些晶體還破壞氫鍵，如

8、冰的熔化。還力，有一些晶體還破壞氫鍵，如冰的熔化。還有少數(shù)晶體會(huì)破壞共價(jià)鍵，如有少數(shù)晶體會(huì)破壞共價(jià)鍵，如S8晶體熔化時(shí)，晶體熔化時(shí)，除破壞范德華力外，除破壞范德華力外，S8分子也會(huì)分解，破壞共分子也會(huì)分解，破壞共價(jià)鍵。價(jià)鍵。下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類(lèi)型相同，下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類(lèi)型相同，晶體類(lèi)型也相同的是晶體類(lèi)型也相同的是()SiO2和和SO3晶體硼和晶體硼和HClCO2和和SO2晶體硅和金剛石晶體硅和金剛石晶體氖和晶體氮晶體氖和晶體氮硫磺硫磺和碘和碘AB C D【解析解析】本題考查了化學(xué)鍵的類(lèi)型與晶體類(lèi)型的本題考查了化學(xué)鍵的類(lèi)型與晶體類(lèi)型的判斷。解題時(shí)應(yīng)注意化學(xué)鍵類(lèi)型的判斷。屬于分子

9、判斷。解題時(shí)應(yīng)注意化學(xué)鍵類(lèi)型的判斷。屬于分子晶體的有晶體的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶體氖、晶體氮、晶體氖、晶體氮、硫磺和碘。屬于原子晶體的有硫磺和碘。屬于原子晶體的有SiO2、晶體硼、晶體、晶體硼、晶體硅和金剛石。但晶體氖是由稀有氣體分子組成，稀硅和金剛石。但晶體氖是由稀有氣體分子組成，稀有氣體為單原子分子，分子間不存在化學(xué)鍵。有氣體為單原子分子，分子間不存在化學(xué)鍵?！敬鸢复鸢浮緾【規(guī)律方法規(guī)律方法】判斷非金屬元素組成的晶體是分判斷非金屬元素組成的晶體是分子晶體還是原子晶體的方法有：子晶體還是原子晶體的方法有：(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的作用判斷：原依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的

10、作用判斷：原子晶體的構(gòu)成粒子是原子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是共價(jià)子晶體的構(gòu)成粒子是原子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是共價(jià)鍵；分子晶體的構(gòu)成粒子是分子，質(zhì)點(diǎn)間的作用鍵；分子晶體的構(gòu)成粒子是分子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是范德華力。是范德華力。(2)記憶常見(jiàn)的、典型的原子晶體。常見(jiàn)的原子晶記憶常見(jiàn)的、典型的原子晶體。常見(jiàn)的原子晶體有：某些非金屬單質(zhì)如硼、硅、鍺等；某些非體有：某些非金屬單質(zhì)如硼、硅、鍺等；某些非金屬化合物如碳化硅、氮化硼、二氧化硅等。金屬化合物如碳化硅、氮化硼、二氧化硅等。(3)依據(jù)晶體的熔、沸點(diǎn)判斷：原子晶體熔、沸點(diǎn)依據(jù)晶體的熔、沸點(diǎn)判斷：原子晶體熔、沸點(diǎn)高，常在高，常在1000 以上；分子晶體熔、沸點(diǎn)低，常以上；

11、分子晶體熔、沸點(diǎn)低，常在幾百度以下至很低的溫度。在幾百度以下至很低的溫度。(4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷：分子晶體為非導(dǎo)體，但部分依據(jù)導(dǎo)電性判斷：分子晶體為非導(dǎo)體，但部分分子晶體溶于水后能導(dǎo)電；原子晶體多數(shù)為非導(dǎo)分子晶體溶于水后能導(dǎo)電；原子晶體多數(shù)為非導(dǎo)體，但晶體硅、晶體鍺是半導(dǎo)體。體，但晶體硅、晶體鍺是半導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷：原子晶體硬度大，依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷：原子晶體硬度大，分子晶體硬度小且較脆。分子晶體硬度小且較脆。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1(2011年黃岡高二檢測(cè)年黃岡高二檢測(cè))下列說(shuō)法正下列說(shuō)法正確的是確的是()A原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵B因?yàn)橐驗(yàn)镠C

12、l的相對(duì)分子質(zhì)量大于的相對(duì)分子質(zhì)量大于HF，所以，所以HCl的熔點(diǎn)高于的熔點(diǎn)高于HFC干冰升華時(shí)，分子內(nèi)共價(jià)鍵不會(huì)發(fā)生斷裂干冰升華時(shí)，分子內(nèi)共價(jià)鍵不會(huì)發(fā)生斷裂D金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物離子化合物解析：解析：選選C。原子晶體中可能存在非極性共價(jià)鍵，。原子晶體中可能存在非極性共價(jià)鍵，也可能存在極性共價(jià)鍵，如也可能存在極性共價(jià)鍵，如SiO2、SiC等，等，A不不正確；正確；HF晶體中存在氫鍵，熔點(diǎn)高于晶體中存在氫鍵，熔點(diǎn)高于HCl晶體，晶體，B不正確；干冰升華是物理變化，分子間作用力不正確；干冰升華是物理變化，分子間作用力被破壞，但分子內(nèi)

13、共價(jià)鍵不斷裂，被破壞，但分子內(nèi)共價(jià)鍵不斷裂，C正確；金屬正確；金屬元素和非金屬元素形成的化合物不一定是離子化元素和非金屬元素形成的化合物不一定是離子化合物，也可能是共價(jià)化合物，如合物，也可能是共價(jià)化合物，如AlCl3等，等，D不正不正確。確。分子晶體和原子晶體熔、沸點(diǎn)比較分子晶體和原子晶體熔、沸點(diǎn)比較1不同類(lèi)型的晶體：原子晶體不同類(lèi)型的晶體：原子晶體分子晶體。分子晶體。2同一類(lèi)型的晶體同一類(lèi)型的晶體(1)分子晶體分子晶體分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點(diǎn)反常的高。如有氫鍵的分子晶體，熔、沸點(diǎn)反常的高。如H2OH2TeH2S

14、eH2S。組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高。如大，熔、沸點(diǎn)越高。如SnH4GeH4SiH4CH4。組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點(diǎn)越高。如分子的極性越大，其熔、沸點(diǎn)越高。如CON2，CH3OHCH3CH3。同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。(2)原子晶體原子晶體晶體的熔、沸點(diǎn)高低取決于共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵晶體的熔、沸點(diǎn)高低取決于共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能。鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，物能。鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，物

15、質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn)：金剛石質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn)：金剛石碳化硅碳化硅晶體硅。晶體硅。 (2011年黃石高二檢測(cè)年黃石高二檢測(cè))據(jù)報(bào)道科研人員應(yīng)據(jù)報(bào)道科研人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類(lèi)似用計(jì)算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類(lèi)似C60的物質(zhì)的物質(zhì)N60。已知：。已知：N60分子中每個(gè)氮原子均以分子中每個(gè)氮原子均以NN鍵結(jié)合三個(gè)鍵結(jié)合三個(gè)N原子而形成原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；NN鍵的鍵能鍵的鍵能為為167 kJmol1。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)N60分子組成的晶體為分子組成的晶體為_(kāi)晶體，其熔、晶體，其熔、沸點(diǎn)比沸點(diǎn)比N2_(填填“高高”或或“低低”)，原因是，原因是_。(2)1 mo

16、l N60分解成分解成N2時(shí)吸收或放出的熱量是時(shí)吸收或放出的熱量是_kJ(已知已知NN鍵的鍵能為鍵的鍵能為942 kJmol1)，表明穩(wěn)定，表明穩(wěn)定性性N60_(填填“”、“”或或“”)N2。(3)由由(2)列舉列舉N60的用途的用途(舉一種舉一種)_?！舅悸伏c(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】(3)由于反應(yīng)放出大量的熱同時(shí)生成大量氣體，由于反應(yīng)放出大量的熱同時(shí)生成大量氣體，因此因此N60可用作高能炸藥?？捎米鞲吣苷ㄋ??！敬鸢复鸢浮?1)分子高分子高N60、N2均形成分子晶均形成分子晶體，且體，且N60的相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間作用力大，的相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間作用力大，故熔、沸點(diǎn)高故熔、沸點(diǎn)高(2)13230(3)

17、N60可作高能炸藥可作高能炸藥【誤區(qū)警示誤區(qū)警示】比較分子晶體熔、沸點(diǎn)高低時(shí)，比較分子晶體熔、沸點(diǎn)高低時(shí)，要充分考慮影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的各種因素，要充分考慮影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的各種因素，如相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)組成和結(jié)構(gòu)都相似的分子晶體如相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)組成和結(jié)構(gòu)都相似的分子晶體熔、沸點(diǎn)的影響，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作熔、沸點(diǎn)的影響，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高；在同分異構(gòu)體中，支用力越大，熔、沸點(diǎn)越高；在同分異構(gòu)體中，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。不要漏了氫鍵的影響，鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。不要漏了氫鍵的影響，氫鍵的存在使得相應(yīng)的氫化物的熔、沸點(diǎn)比同族氫鍵的存在使得相應(yīng)的氫化物的熔、沸點(diǎn)比同族元素氫化物的熔、沸點(diǎn)高得多。元素氫化物的熔、沸點(diǎn)高得多。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2下列分子晶體，關(guān)于熔、沸點(diǎn)高低敘下列分子晶體，關(guān)于熔、沸點(diǎn)高低敘述中，正確的是述中，正確的是()ACl2I2BSiCl4CCl4CNH3PH3DC(CH3)4CH3(CH2)3CH3解析：解析：選選B。比較物質(zhì)熔、沸點(diǎn)