《分子晶體與原子晶體》相關(guān)問題討論

《分子晶體與原子晶體》相關(guān)問題討論（自學(xué)、討論）①什么是分子晶體？②舉例說明較典型的分子晶體有哪些？含分子的晶體也叫分子晶體也就是說：分子可以以分子間作用力相結(jié)合的晶體叫做分子晶體常見分子晶體分類說有非金屬氫化物部分非金屬單質(zhì)部分非金屬氫化物幾乎所有的酸絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體（自學(xué)、討論）①分子晶體的結(jié)構(gòu)有何特征？②分子晶體有何性質(zhì)特征？大多數(shù)分子晶體的結(jié)構(gòu)有如下特征：如果分子間作用力只是范德華力，若以一個分子為中心，其周圍通常可以有12個緊鄰的分子，分子晶體的這一特征稱為分子密堆積。如：C60、干冰、I2、O2。分子密堆積屬于面心立方結(jié)構(gòu)。與密堆積相對的，是非密堆積。有分子間氫鍵——?dú)滏I具有方向性,使晶體中的空間利率不高,留有相當(dāng)大的空隙.這種晶體不具有分子密堆積特征。如：HF、NH3、冰（每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子）。分子間作用力的大小決定了晶體的物理性質(zhì)。分子晶體要熔化、要汽化都要克服分子間的作用力。分子的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。分子晶體特點(diǎn)：低熔點(diǎn)、升華、硬度很小，固體和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電。（自學(xué)、討論）觀察干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，一個CO2分子周圍有幾個緊鄰的CO2分子？你能把它們都找出來嗎？一個CO2分子處于三個相互垂直的面的中心，在每個面上，處于四個對角線上各有一個CO2分子周圍，所以每個CO2分子周圍最近且等距離的CO2分子數(shù)目是12個。每個CO2分子緊鄰12個CO2分子（同層4個、上層4個、下層4個），三個互相垂直的平面上各4個。則此晶胞中的CO2分子數(shù)為4。大多數(shù)分子晶體具有這種結(jié)構(gòu)特征。（自學(xué)、討論）①什么是原子晶體？②舉例說明較典型的原子晶體有哪些？原子晶體：相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成的空間網(wǎng)鉆結(jié)構(gòu)的晶體常見原子晶體：1.某些非金屬單質(zhì)：金剛石、晶體硅、晶體硼，晶體等某些非金屬化合物：硫化硅晶體，氦化硼晶體；某些氧化物：二氧化硅晶體（自學(xué)、討論）①原子晶體的結(jié)構(gòu)有何特征？②原子晶體有何性質(zhì)特征？原子晶體中，各個原子都和其他原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，使整個晶體形成了一個牢固的整體。（自學(xué)、討論）①怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？②“含有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體?！边@種說法對嗎？為什么？原子晶體熔、沸點(diǎn)的影響因素：原子晶體熔、沸點(diǎn)的高低與共價(jià)鍵的大小有關(guān)。一般說，原子半徑越小，鍵長越短，共價(jià)鍵的鍵能越大，物質(zhì)越穩(wěn)定，熔、沸點(diǎn)越高。從碳到鍺，核電荷數(shù)增大，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，C—C鍵、Si—Si鍵和Ge—Ge鍵的鍵長依次增大。鍵長越短，共價(jià)鍵越牢固，而熔化時(shí)破壞的是共價(jià)鍵，因此共價(jià)鍵的穩(wěn)定性是C—C鍵＞Si—Si鍵＞Ge—Ge鍵。所以，金剛石、晶體硅和晶體鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降。不對。如：HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價(jià)鍵，而它們都是分子晶體；又如：金剛石、晶體硅、SiC、SiO2中也都有共價(jià)鍵，它們卻都是原子晶體。只有相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體。（思考、討論）金剛石晶體中，碳原子的雜化方式為什么？碳碳鍵的夾角為多少？碳原子數(shù)與碳碳共價(jià)鍵數(shù)之比為多少？最小碳環(huán)中的碳原子數(shù)為多少？在金剛石的晶胞中，平均含有幾個碳原子？它們分別位于晶胞中什么位置？sp3、109o28′、1∶2、6在金剛石晶胞中，頂點(diǎn)和面心上各有一個碳原子，另每個頂點(diǎn)上的碳原子和經(jīng)過該頂點(diǎn)的三個面面心的碳原子所構(gòu)成的正四面體的中心也含有一個碳原子，即每個金剛石晶胞中平均擁有4個碳原子。（思考、討論）如將金剛石中的碳原子全部換成硅原子，那就是晶體硅；如將其中一半的碳原子換成硅原子,那就是金剛砂(SiC).試比較金剛石/碳化硅和晶體硅的熔點(diǎn)高低?因從金剛石到晶體硅再到碳化硅,其化學(xué)鍵分別是C-C、C-Si和Si-Si，鍵長一次增長，鍵能依次降低，故熔點(diǎn)逐漸降低，金剛石》金剛砂》晶體硅。（思考、討論）在二氧化硅晶體如右圖。：⑴二氧化硅中硅原子和氧原子的個數(shù)比為多少？⑵二氧化硅晶體中Si－O鍵的鍵角為多少？⑶二氧化硅晶體中硅原子與Si－O鍵數(shù)之比為多少？⑷二氧化硅晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為多少？⑴1∶2；⑵∠SiOSi=o、∠OSiO=109o28′；⑶1∶4；⑷12（歸納、總結(jié)）本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了分子晶體與原子晶體，現(xiàn)將這兩種晶體的區(qū)別比較如下