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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第1页,第二节 分子晶体,第2页,回顾:,1、什么叫晶体？什么叫非晶体？,2、晶体与非晶体在结构和性质上有什么差异？,3、利用分摊法计算晶胞中粒子数目,第3页,观察思索,请同学们判断以下物质是晶体还是非晶体：,水晶,第4页,第5页,第6页,碘晶体结构,干冰晶体结构,观察与思索：以下两种晶体有什么共同点？,NaCl晶体结构,第7页,一、分子晶体,一,概念,分子间以分子间作用力（范德华力，氢键）相结合晶体叫分子晶体。,组成份子晶体粒子是分子，,粒子间相互作用是分子间作用力,。,第8页,结合表格和已经有知识,分析:分子晶体有哪些物理特征？为何?,思考与交流,第9页,原因：分子间作用力较弱,2、物理特征：,(1)较低熔点和沸点，易升华；,(3)普通都是绝缘体，熔融状态也不导电。有些在水溶液中能够导电.,(2)较小硬度；,注:分子间作用力越大,熔沸点越高(相对分子质量,分子极性,氢键),分子晶体熔化时普通只破坏分子间作用力,不破坏化学键,也有例外,如S,8,第10页,5、经典分子晶体：,（1）全部非金属氢化物：,H,2,O，H,2,S，NH,3,，CH,4,，HX,（2）部分非金属单质:,X,2,，O,2,，H,2,，S,8,，P,4,，C,60,（3）部分非金属氧化物:,CO,2,，SO,2,，NO,2,，,P,4,O,6,，P,4,O,10,（4）几乎全部酸：,H,2,SO,4,，HNO,3,，H,3,PO,4,（5）绝大多数有机物晶体：,乙醇，冰醋酸，蔗糖,（6）稀有气体,第11页,分子密堆积,氧（O,2,）晶体结构,碳60晶胞,第12页,分子密堆积,（与CO,2,分子距离最近CO,2,分子共有12个）,干冰晶体结构图,第13页,冰中个水分子周围有个水分子,冰结构,氢键含有方向性,分子非密堆积,第14页,6、分子晶体结构特征,（1）密堆积,有分子间氢键氢键含有方向性,使晶体中空间利率不高,留有相当大空隙.这种晶体不含有分子密堆积特征。如,：HF、,NH,3,、冰（每个水分子周围只有,4,个紧邻水分子）。,（2）非密堆积,只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积。这类晶体每个分子周围普通有,12,个紧邻分子，如：C,60,、干冰、I,2,、O,2,。,第15页,许多气体能够与水形成水合物晶体。最早发觉这类水合物晶体是19世纪初英国化学家戴维，他发觉氯可形成化学式为Cl,2,8H,2,0水合物晶体。20世纪末，科学家发觉海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体主要气体成份是甲烷，因而又称甲烷水合物。它外形像冰，而且在常温常压下会快速分解释放出可燃甲烷，因而又称“可燃冰”,科学视野：天然气水合物一个潜在能源,第16页,4、水分子间存在着氢键作用，使水分子彼此结合而成（H,2,O）n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形正四面体，经过“氢键”相互连接成庞大分子晶体，其结构如图：试分析：,1mol 冰中有,mol氢键？,H,2,O熔沸点比H,2,S高还是低？为何？,2,氢键,第17页,讨论,CO,2,和SiO,2,一些物理性质以下所表示，经过比较，判断SiO,2,晶体是否属于分子晶体,。,熔点/,o,C,状态（室温）,CO,2,-56.2,气态,SiO,2,1723,固态,结论：SiO,2,不是分子晶体。,那么SiO,2,是什么晶体呢？,第18页,在冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻水分子。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却跟共价键一样含有方向性，即氢键存在迫使在四面体中心每个水分子与四面体顶角方向4个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中水分子空间利用率不高，留有相当大空隙。当冰刚才融化为液态水时，热运动使冰结构部分解体，水分子间空隙减小，密度反而增大，超出4时，才因为热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。,第19页,可燃冰,第20页,二、原子晶体,1、定义：原子间以共价键相结合而形成空间网状结构晶体。,2、组成微粒：原子,3、微粒之间作用：,4、气化或熔化时破坏作用力：,5、物理性质：,熔沸点高，硬度大，难溶于普通溶剂。,（共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）,共价键,共价键,第21页,6、常见原子晶体,（1）一些非金属单质：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等,（2）一些非金属化合物：SiC、BN等,（3）一些氧化物：SiO,2,、,等,第22页,109,28,金刚石的晶体结构示意图,共价键,第23页,思索：,（1）在金刚石晶体中,C采取什么杂化方式？每个C与多少个C成键？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？,（2）在金刚石晶体中，C原子个数与CC键数之比为多少？,（3）12克金刚石中CC键数为多少N,A,？,第24页,7、经典原子晶体,金刚石结构特征,：在金刚石晶体里,每个碳原子都采取SP,3,杂化，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，。,这些正四面体向空间发展，组成一个坚实，彼此联结空间网状晶体。,金刚石晶体中全部CC键长相等，键角相等（10928）；,晶体中最小碳环由6个碳组成，且不在同一平面内；,晶体中C原子与CC键数之比为：1：2,第25页,180,109,28,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,第26页,180,109,28,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,下一页,共价键,第27页,109,28,金刚石的晶体结构示意图,返回,共价键,第28页,思索1：在SiO,2,晶体中每个硅原子周围紧邻氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻硅原子有多少个？在SiO,2,晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？,思索2,：,1mol,二氧化硅晶体含几摩,Si-O 键,3:在二氧化硅晶体结构中,最小环由几个原子组成?,第29页,SiO,2,结构特征,：在SiO,2,晶体中,每个Si原子周围结合4个O原子；每个O原子跟2个Si原子相结合。SiO,2,晶体是由Si原子和O原子按1：2百分比所组成立体网状晶体。,最小环是由6个Si原子和6个O原子组成12元环。,1mol SiO,2,中含4mol SiO键,第30页,解释：结构相同原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高,金刚石硅锗,学与问,1、怎样从原子结构角度了解金刚石、硅和锗熔点和硬度依次下降？,2、“含有共价键晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为何,？,第31页,小结1：分子晶体与原子晶体比较,晶体类型,原子晶体,分子晶体,概念,组成微粒,作用力,熔沸点,硬度,溶解性,导电性,相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构,分子间以分子间作用力结合,原子,分子,共价键,分子间作用力,很大,较小,很大,较小,不溶于任何溶剂,部分溶于水,不导电，个别为半导体,固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电,第32页,石墨晶体结构,知识拓展石墨,第33页,石墨,1、石墨为何很软？,2、石墨熔沸点为何很高（熔点高于金刚石）？,3、石墨属于哪类晶体？为何？,石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，轻易滑动，所以石墨很软。,石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强共价键，故熔沸点很高。,石墨为混合键型晶体,。,第34页,7、最近发觉一个由钛原子和碳原子组成气态团簇分子，以下列图所表示，顶角和面心原子是钛原子，棱中心和体心原子是碳原子，它化学式是,。,解析：因为本题团簇分子指是一个分子详细结构，并不是晶体中最小一个重复单位，不能采取均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子数目就能够了。答案为：,Ti,14,C,13,第35页,小结2：判断晶体类型方法,1、依据组成晶体微粒和微粒间作用力判断：组成原子晶体微粒是原子，原子间作用力是共价键，组成份子晶体微粒是分子，分子之间作用力是分子间作用力。,2、依据物质分类判断,3、依据晶体熔点判断：原子晶体熔点高，普通在1000以上，分子晶体熔点低，常在几baidu以下甚至更低,4、依据导电性判断：分子晶体为非导体，部分分子溶于水能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗,5、依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体硬度小,第36页,例4：,石墨晶体层状结构，层内为平面正六边形结构，试回答以下问题：,（1）图中平均每个正六边形占有C原子数为_个、占有碳碳键数为_个。,（2）层内7个六元环完全占有C原子数为_个，碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_.,14,2:3,2,3,第37页,
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