高中化學(xué)-分子晶體和原子晶體教學(xué)課件設(shè)計

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》2分子晶體和原子晶體

1.如圖所示為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單位。(1)在該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中，每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈦離子、鈣離子各有

、

個。(2)該晶體結(jié)構(gòu)中，元素氧、鈦、鈣的離子個數(shù)比是

。該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為

前置作業(yè)鈣鈦礦晶胞OTiCa683:1:1CaTiO3無隙并置均攤法2.指出下列物質(zhì)是有什么微粒構(gòu)成的？它們的晶體熔化時需要破壞什么作用力？氯化鈉氫氧化鈉二氧化碳水二氧化硅金屬銅★根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒種類不同，將晶體分類：晶體離子（型）晶體

原子（型）晶體

分子（型）晶體

金屬（型）晶體

混合（型）晶體：離子鍵：共價鍵：分子間作用力：金屬鍵（待學(xué)習(xí)）如：石墨（待學(xué)習(xí)）前置作業(yè)你認為決定晶體熔沸點高低的因素是什么？構(gòu)成晶體的粒子間作用力大小?

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識與技能：1.了解分子晶體和原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)特點及其性質(zhì)特點。2.理解分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。過程與方法：在合作交流中，通過比較學(xué)習(xí)晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點。情感態(tài)度和價值觀：體會晶體結(jié)構(gòu)的奇妙，進一步認識一般和特殊的規(guī)律關(guān)系。

學(xué)習(xí)重點

掌握分子晶體與原子晶體的結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)特點

學(xué)會比較晶體的熔沸點高低原子晶體和分子晶體的差異晶體類型分子晶體原子晶體定義組成粒子粒子間的相互作用物理性質(zhì)熔沸點硬度實例分子原子分子間作用力（范德華力，氫鍵）共價鍵低高大小干冰（CO2）、水等二氧化硅、金剛石、晶體硅等分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體相鄰原子間以共價鍵結(jié)合形成的晶體。你能再例舉出一些屬于分子晶體的物質(zhì)嗎？

★典型的分子晶體：酸：H2SO4，HNO3，H3PO4等部分非金屬單質(zhì):X2，O2，H2，S8，P4，C60及稀有氣體等非金屬氫化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX等部分非金屬氧化物:CO2，SO2，NOP4O6，P4O10等大多數(shù)有機物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等共價化合物和共價單質(zhì)分子晶體有哪些物理特性，為什么？狀態(tài)熔沸點硬度溶解性導(dǎo)電性等思考與交流★分子晶體的物理特性：較低的熔點和沸點易升華

(常溫下，大多呈氣態(tài)或液態(tài)，少數(shù)呈固態(tài)）較小的硬度一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。溶解性符合“相似相溶原理”。原因：分子間作用力很弱（相對于化學(xué)鍵）觀察與思考：

下列兩種晶體結(jié)構(gòu)有什么共同點？碘晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)★構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，粒子間的相互作用是分子間作用力（氫鍵和范德華力）。而分子內(nèi)部是共價鍵。分子的密堆積與CO2分子距離最近的CO2分子共有？干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖面心立方晶胞12個◆只有范德華力，無分子間氫鍵

——分子密堆積（面心立方晶胞）每個分子周圍有12個緊鄰的分子，距離為：晶胞邊長×／2.

如：干冰、C60、I2、O2等★分子晶體結(jié)構(gòu)特征如：HF、冰、NH3

冰結(jié)構(gòu)中：一個水分子與4個水分子形成氫鍵，形成正四面體構(gòu)型。

1mol冰中含有2mol氫鍵。冰的密度比水小的原因：在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，形成相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小◆有分子間氫鍵——不具有分子密堆積特征冰中１個水分子周圍有４個水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性和飽和性分子的非密堆積冰的密度比水小的原因？還記得嗎？分子的密堆積面心立方晶胞：（與每個分子距離最近的相同分子共有12個）氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu)C60的晶胞影響分子晶體熔沸點高低的因素有哪些？請解釋下列物質(zhì)的熔沸點高低。-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點/℃周期一些氫化物的沸點分子晶體熔沸點比較：▲組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大,熔沸點越高；▲相對分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子的極性越大，范德華力越大，熔沸點越高。如熔沸點CO

>

N2?！粜纬煞肿娱g氫鍵時，熔沸點較高。★分子晶體小結(jié):1、分子晶體：只由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。2、分子晶體性質(zhì)特點：低熔點、升華、硬度很小等。3、常見分子晶體分類：大多數(shù)的共價化合物和共價單質(zhì)(1)所有非金屬氫化物(2)部分非金屬單質(zhì)(3)部分非金屬氧化物(4)幾乎所有的酸(而堿和鹽則是離子晶體）(5)絕大多數(shù)有機物的晶體。4.晶體分子結(jié)構(gòu)特征：（1）只有范德華力，無分子間氫鍵－分子密堆積（每個分子周圍有12個緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2（2）有分子間氫鍵－不具有分子密堆積特征（如：HF、冰、NH3

）5.分子晶體熔沸點比較方法。CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。

碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，為什么CO2晶體的熔、沸點很低，而SiO2晶體的熔沸點很高？思考與交流109o28′SiO二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖金剛石晶體結(jié)構(gòu)示意圖109o28′共價鍵共價鍵（1）一個硅緊鄰4個氧，形成正四面體；一個氧緊鄰2個硅。（2）最小環(huán)為十二元環(huán)。（3）1mol二氧化硅中含

Si－O鍵數(shù)為4NA★二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)分析（1）最小環(huán)為六元環(huán)。（2）每個碳與緊鄰4個碳以共價鍵結(jié)合形成正四面體，C原子是sp3雜化，鍵角109°28’（3）1mol金剛石中含

C－C鍵數(shù)為2NA★金剛石的晶體結(jié)構(gòu)分析二．原子晶體（共價晶體）概念：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，原子間以較強的共價鍵相結(jié)合。某些非金屬單質(zhì)：金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)某些非金屬化合物：碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體某些氧化物：二氧化硅（SiO２）晶體、共價化合物和共價單質(zhì)四單質(zhì)三化合物常見的原子晶體:觀察·思考對比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，原子晶體有何物理特性？原子晶體的物理特性熔點和沸點高（常溫下呈固體）硬度大一般不導(dǎo)電（晶體硅、Ge為半導(dǎo)體材料）難溶于一些常見的溶劑原因：原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點越高。金剛石＞硅＞鍺交流與研討1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降？2、“具有共價鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對嗎？為什么？有些分子晶體中也存在共價鍵（稀有氣體中不存在共價鍵）3、一般地，為什么原子晶體的熔沸點高于分子晶體？解釋：熔化或汽化時，原子晶體破壞共價鍵，而分子晶體破壞分子間作用力，共價鍵強于分子間作用力。4.請總結(jié)不同晶體熔沸點比較的方法。晶體熔、沸點比較規(guī)律：（1）不同晶體類型的物質(zhì)：原子晶體

分子晶體。（2）同一晶體類型的物質(zhì)，需比較晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)粒子間作用力，作用力越大，熔沸點越

。

原子晶體：要比較共價鍵的強弱，一般地說，原子半徑越小，形成共價鍵的鍵長越

，鍵能越

，其晶體熔沸點越

:如熔點：金剛石

碳化硅

晶體硅

分子晶體：組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越_____,熔沸點越

；相對分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子的極性越大，范德華力越_____，熔沸點越________。如熔沸點：HI

HBr

HCl；CO

N2。若形成分子間氫鍵時，熔沸點較高，如HF____HCl；>高短大高>>大高大高>>>>課堂小結(jié)原子晶體和分子晶體：結(jié)構(gòu)特點決定性質(zhì)特點1.學(xué)會判斷區(qū)分物質(zhì)所屬原子晶體還是分子晶體？2.掌握典型晶體的結(jié)構(gòu)特點：冰、干冰