分子晶體和共價晶體課件高二下學期化學人教版選擇性必修2

第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)

分子晶體與共價晶體第1課時

分子晶體與共價晶體晶體分類舉例構(gòu)成粒子粒子間作用離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體CO2NaClCu金剛石分子原子陰、陽離子金屬陽離子、自由電子分子間作用力氫鍵

范德華力共價鍵離子鍵金屬鍵化學鍵一、分子晶體1.定義：只含分子的晶體稱為分子晶體。分子晶體中相鄰的分子間以____________________相互吸引。分子間作用力分子分子間作用力分子晶體構(gòu)成粒子粒子間的作用力分子內(nèi)各原子間共價鍵(單原子分子中無共價鍵)2.常見的分子晶體如H2O、H2S、NH3、CH4、HX等如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等鹵素X2、硫(S8)、N2、白磷(P4)、稀有氣體、C60

等；如He、Ne、Ar、Kr等如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等如乙醇、冰醋酸、蔗糖等①所有非金屬氫化物：②部分非金屬單質(zhì)：④稀有氣體：③部分非金屬氧化物：⑤幾乎所有酸：⑥大多數(shù)有機物：分子間作用力比化學鍵弱得多【思考】分子晶體的熔點、硬度如何？原因？3、物理特性：（1）分子晶體熔點低、硬度小（2）分子晶體不導電。（在固體或熔融狀態(tài)下均不導電）（3）溶解性：遵循“相似相溶”原理、氫鍵【思考】導電性、溶解性？【思考】M(H2O)＜M(H2S)，為什么水的熔點卻高于硫化氫的熔點呢？H2S晶體中分子間作用力為范德華力；水分子間存在氫鍵?！袛嗍欠駷榉肿泳w

分子晶體熔沸點比較的方法①若分子間存在氫鍵，熔沸點較高。②結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點越高。③相對分子質(zhì)量相近時，分子極性越大，熔沸點越高。④有機物的同分異構(gòu)體中，支鏈數(shù)越多，熔沸點越低。正誤判斷(1)組成分子晶體的微粒是分子，在分子晶體中一定存在共價鍵和分子間作用力（

）(2)分子晶體熔化時一定破壞范德華力，有些分子晶體還會破壞氫鍵（

）(3)分子晶體熔化或溶于水均不導電（

）(4)分子晶體的熔、沸點越高，分子晶體中共價鍵的鍵能越大（

）(5)水分子間存在著氫鍵，故水分子較穩(wěn)定（

）(6)H2SO4為強電解質(zhì)，硫酸晶體是能導電的（

）(7)SiCl4晶體是分子晶體，熔點高于CCl4（

）×××××√√干冰晶胞

冰的結(jié)構(gòu)【思考】在分子晶體中，分子間的作用力不同時會對分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生什么影響？4、分子晶體的結(jié)構(gòu)特征每個CO2分子周圍距離最近且相等的CO2分子有____個。干冰中分子間作用力為

。12（1）干冰的結(jié)構(gòu)特征——分子密堆積范德華力

大多數(shù)分子晶體的結(jié)構(gòu)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，其周圍最多可以有12個緊鄰的分子。干冰晶胞心對心心對空分子非密堆積分子密堆積范德華力無方向性和飽和性（2）冰的結(jié)構(gòu)特征冰晶體中每個H2O分子周圍緊鄰的H2O分子有__個4冰晶體的分子間作用力與干冰晶體中的分子間作用力是否相同？不一樣。水分子間存在氫鍵，氫鍵有飽和性和方向性水分子中存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，氫鍵的存在迫使在四面體中心的水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子形成氫鍵，因此冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子?！肿臃敲芏逊eH2S晶體中分子之間只有范德華力，范德華力無飽和性與方向性，能夠形成分子密堆積。因此，一個H2S分子周圍有12個緊鄰分子。冰晶體中水分子間存在氫鍵，氫鍵具有方向性，這迫使在四面體中心的水分子與四面體頂角方向的四個相鄰水分子形成氫鍵，屬于非密堆積。因此，冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子。微粒間作用力________________________微粒堆積方式________________________舉例干冰、I2、C60等范德華力范德華力和氫鍵密堆積非密堆積分子晶體的比較HF晶體、NH3晶體、冰熔點/℃沸點/℃-56.2-78.5熔點/℃沸點/℃17232230干冰（CO2）二氧化硅（SiO2）【思考】同為第ⅣA族元素的氧化物，兩種晶體的熔沸點卻相差很大，這是為什么呢？構(gòu)成粒子分子原子共價鍵分子間作用力分子晶體共價晶體粒子間的相互作用熔點低熔點高二、共價晶體相鄰原子間以

鍵結(jié)合而形成的具有三維骨架結(jié)構(gòu)（空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）的晶體1.概念：共價硅原子共價鍵金剛石SiO2共價晶體構(gòu)成粒子原子粒子間的作用力共價鍵【思考】SiO2晶體中是否存在SiO2分子？共價晶體中不存在分子，沒有分子式，化學式表示最簡整數(shù)比。整塊晶體是一個立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)【思考】除了金剛石和SiO2，還有哪些物質(zhì)屬于共價晶體呢？（1）某些單質(zhì)：硅(Si)、鍺(Ge)、灰錫(Sn)、硼(B)、金剛石等（2）某些非金屬化合物：二氧化硅(SiO2)、金剛砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）等2、類別：α-Al2O3屬于共價晶體，俗稱剛玉判斷是否為共價晶體C—C鍵鍵長(pm)鍵能(kJ/mol)熔點(℃)硬度均為154347.7＞3500天然最大很高很短很大特性：共價晶體熔點高、硬度大，一般不導電（但硅、鍺是半導體）——影響共價晶體物理性質(zhì)的主要因素共價鍵109°28'熔沸點變化取決于共價鍵的強弱金剛石的相關(guān)數(shù)據(jù)都是共價晶體，結(jié)構(gòu)相似原子半徑：Si

C鍵長：Ge—Ge

Si—Si

C—C晶體鍺、晶體硅、金剛石的熔點、硬度依次

。>>>升高結(jié)構(gòu)相似的共價晶體：原子半徑越小

晶體熔沸點越高鍵長越短

鍵能越大

一個金剛石晶胞中，含有

個碳原子8每個碳原子與

個碳原子成鍵，碳原子采取

雜化軌道形成共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu)，鍵角為

。4sp3109°28′正四面體1mol金剛石可以形成

個C-C共價鍵2NA典型的共價晶體：金剛石最小的環(huán)為

元環(huán)6將C換成Si，并在兩個Si之間插入1個O典型的共價晶體：金剛石和SiO2典型的共價晶體：SiO2在SiO2晶體中，每個硅原子采取____雜化，在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是_____。sp31∶21molSiO2中含有

個Si—O共價鍵4NA最小的環(huán)為

元環(huán)12事實上，SiO2晶體中Si-O-Si鍵并不是180°（O的價層電子對數(shù)也為4，其實是有折角的）1mol金剛石中含

個

C-C鍵1molSiO2中含

個Si-O鍵2NA4NA用途：石英的左、右型晶體低溫石英：硅氧四面體相連構(gòu)成的螺旋鏈石英鐘表二氧化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氧化物，有多種結(jié)構(gòu)1、天然金剛石2、人工合成金剛石（1）高壓合成（2）低壓合成晶體類型共價晶體分子晶體組成微粒作用力物理特性溶解性導電性原子分子共價鍵（強）分子間作用力（弱得多）熔點高、硬度大熔點低、硬度小不溶于任何溶劑相似相溶、氫鍵不導電，個別為半導體固體和熔融狀態(tài)都不導電，部分溶于水導電（2023浙江1月選考，17）(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是___________，該化合物的化學式為___________。共價晶體SiP2（2023山東卷，16）-40℃時，F(xiàn)2與冰生成HOF與HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體，固態(tài)HOF的晶體類型為

。分子晶體分子晶體：由分子構(gòu)成共價晶體：由原子構(gòu)成，有三維骨架（立體網(wǎng)狀）【思考】含有共價鍵一定是共價晶體嗎？BBBC共價晶體：金剛石、石英、金剛砂（SiC）剩余為分子晶體124干冰晶體分子間為范德華力，屬于分子密堆積，配位數(shù)為12；冰晶體分子間有氫鍵和范德華力，氫鍵有方向性，迫使在四面體中心的H2O分子與頂角上的四個相鄰的H2O形成氫鍵，配位數(shù)為4面對角線與邊長關(guān)系：邊長a

ld體對角線與邊長關(guān)系：

laa勾股定理：l2=a2+a2=2a2

d2=a2+l

2=3a2

設(shè)晶胞參數(shù)為