選修3 3.2 分子晶體和原子晶體

§3-2分子晶體和原子晶體2021/5/91復(fù)習(xí)提問：微粒間作用有哪些？微粒為分子：分子間作用力（或范德華力）或氫鍵；微粒為原子：極性共價(jià)鍵或非極性共價(jià)鍵；微粒為離子：離子鍵。2021/5/92一、分子晶體

1、只含分子的晶體稱為分子晶體。如碘晶體只含I2分子，屬于分子晶體。在分子晶體中，分子內(nèi)的原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，而相鄰分子靠分子間作用力或氫鍵相互吸引。碘晶體結(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或氫鍵2021/5/93分子晶體有哪些物理特性,為什么？思考與交流2021/5/942、分子晶體的一般宏觀性質(zhì)①較低的熔沸點(diǎn)②較小的硬度③固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電④分子晶體的溶解性與溶質(zhì)與溶劑的分子的極性相關(guān)——相似相溶構(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或氫鍵2021/5/953、屬于分子晶體的化合物類別舉例（1）、所有非金屬氫化物

H2O,H2S,NH3,CH4,HX（2）、部分非金屬單質(zhì)

X2,O2,H2,S8,P4,C60（3）、部分非金屬氧化物

CO2,SO2,NO2,P4O6,P4O10（4）、幾乎所有的酸

H2SO4,HNO3,H3PO4（5）、絕大多數(shù)有機(jī)物晶體

乙醇，冰醋酸，蔗糖2021/5/964.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(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2、O2）（２）有分子間氫鍵－不具有分子密堆積特征（如：HF、冰、NH3

）2021/5/97分子的密堆積（與每個(gè)分子距離最近的相同分子分子共有12個(gè)）2021/5/98干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個(gè)）2021/5/99碘的晶體結(jié)構(gòu)圖由此可見，每個(gè)碘分子周圍有

個(gè)碘分子122021/5/910冰中１個(gè)水分子周圍有４個(gè)水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積2021/5/911籠裝化合物2021/5/912第28屆國際地質(zhì)大會提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類100年的能源需求。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成８個(gè)籠，每個(gè)籠可容納１個(gè)CH4分子或１個(gè)游離H2O分子。若晶體中每８個(gè)籠中有６個(gè)籠容納了CH4分子，另外２個(gè)籠被游離H2O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為

A、CH4·14H2O

B、CH4·8H2O

C、CH4·7H2O

D、CH4·6H2O練習(xí)2021/5/913

在干冰晶體中，平均每個(gè)晶胞（如圖）占有CO2分子的個(gè)數(shù)為____，與二氧化碳分子距離最近的二氧化碳分子有

個(gè)。4122021/5/914小節(jié):1、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。2、分子晶體特點(diǎn)：低熔點(diǎn)、升華、硬度很小等。3、常見分子晶體分類：(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(jī)物的晶體。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(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2、O2（２）有分子間氫鍵－不具有分子密堆積特征（如：HF、冰、NH3

）2021/5/915CO2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。

思考與交流2021/5/916二、原子晶體

1、定義：原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。

2、構(gòu)成微粒：原子

3、微粒之間的作用：共價(jià)鍵

4、氣化或熔化時(shí)破壞的作用：共價(jià)鍵2021/5/917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？2021/5/918

在原子晶體中，由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的（1）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高（2）硬度大（3）一般不導(dǎo)電（4）且難溶于一些常見的溶劑

5.原子晶體的物理特性2021/5/9196.常見的原子晶體（1）某些非金屬單質(zhì)：

金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)等（2）某些非金屬化合物：

碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體（3）某些氧化物：

二氧化硅（SiO２）晶體、Al2O32021/5/920109o28′金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵2021/5/9212021/5/922①正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵角：109028’小結(jié)：②不在同一平面上的環(huán)由6個(gè)原子構(gòu)成③

C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)比1：22021/5/923180o109o28′SiO二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵二氧化硅2021/5/924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(diǎn)越高金剛石＞碳化硅＞晶體硅交流與研討1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、碳化硅和硅的熔點(diǎn)和硬度依次下降？2、“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對嗎？為什么？2021/5/925

莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)，1824年由德國礦物學(xué)家莫斯（FrederichMohs）首先提出。確定這一標(biāo)準(zhǔn)的方法是，用棱錐形金剛石鉆針刻劃所試礦物的表面而產(chǎn)生劃痕，用測得的劃痕的深度來表示硬度。資料莫氏硬度2021/5/926

一種結(jié)晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污手指成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm3，化學(xué)性質(zhì)不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強(qiáng)熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。知識拓展－石墨2021/5/927石墨晶體結(jié)構(gòu)知識拓展－石墨2021/5/928石墨1、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？3、石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大π鍵），故熔沸點(diǎn)很高。石墨為混合型晶體（過渡晶體）2021/5/9292021/5/930C602021/5/931C702021/5/932碳納米管2021/5/933小結(jié)：晶體類型原子晶體分子晶體概念組成微粒

作用力熔沸點(diǎn)硬度溶解性導(dǎo)電性相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子間以分子間作用力結(jié)合原子分子共價(jià)鍵分子間作用力很大較小很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電2021/5/934根據(jù)對碳元素的同素異形體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理解，請分析：(1)C60固體屬于_______晶體(2)固體C60的熔沸點(diǎn)與金剛石晶體的熔點(diǎn)相比，

______較高。(3)固體C60若是能溶解在某種溶劑中，這種溶劑是水還是苯？分子金剛石苯2021/5/935例如：右圖所示，在石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)最小的碳環(huán)完全擁有碳原子數(shù)為___，每個(gè)C完全擁有C－