分子晶体和原子晶体课件 ppt课件
合集下载
《分子晶体》课件
此外，分子晶体还可以用于制造药物和药物载体。通过设计和合成具有特定结构 和性质的分子晶体，可以开发出具有疗效的药物和药物载体，用于治疗疾病和改 善人类健康。
在生物学中的应用
分子晶体在生物学中也有着广泛的应用，如用于研究生物大分子的结构和功能。生物大分子如蛋白质 、核酸和多糖等具有复杂的结构和功能，通过研究和了解它们的结构和功能，可以更好地理解生命过 程和疾病机制。
对称面
某些分子晶体中存在对称 面，使得晶体具有对称性 。
对称中心
某些分子晶体中存在对称 中心，使得晶体具有对称 性。
03
分子晶体的分类
有机分子晶体
总结词
有机分子晶体是指由有机分子构成的晶体，其结构单元是碳原子和氢原子等有 机元素。
详细描述
有机分子晶体在自然界中广泛存在，如蛋白质、核酸等生物大分子都是有机分 子晶体。此外，许多塑料、合成纤维等高分子材料也是有机分子晶体。这些晶 体的结构和性质与构成它们的有机分子密切相关。
《分子晶体》ppt课 件
目 录
• 分子晶体简介 • 分子晶体的结构 • 分子晶体的分类 • 分子晶体的应用 • 分子晶体的未来发展
01
分子晶体简介
分子晶体的定义
01
分子晶体是由分子通过分子间作 用力（范德华力）相互结合形成 的晶体。
02
分子晶体中不存在离子或共价键 的结合，而是分子与分子之间的 相互作用。
详细描述
科研人员正在探索新型的分子晶体材 料，这些材料具有更高的稳定性、更 优秀的物理和化学性能，能够满足各 种高科技领域的需求。
分子晶体在新能源领域的应用
总结词
分子晶体在新能源领域的应用前景广 阔，如太阳能电池、燃料电池等。
详细描述
在生物学中的应用
分子晶体在生物学中也有着广泛的应用，如用于研究生物大分子的结构和功能。生物大分子如蛋白质 、核酸和多糖等具有复杂的结构和功能，通过研究和了解它们的结构和功能，可以更好地理解生命过 程和疾病机制。
对称面
某些分子晶体中存在对称 面，使得晶体具有对称性 。
对称中心
某些分子晶体中存在对称 中心，使得晶体具有对称 性。
03
分子晶体的分类
有机分子晶体
总结词
有机分子晶体是指由有机分子构成的晶体，其结构单元是碳原子和氢原子等有 机元素。
详细描述
有机分子晶体在自然界中广泛存在，如蛋白质、核酸等生物大分子都是有机分 子晶体。此外，许多塑料、合成纤维等高分子材料也是有机分子晶体。这些晶 体的结构和性质与构成它们的有机分子密切相关。
《分子晶体》ppt课 件
目 录
• 分子晶体简介 • 分子晶体的结构 • 分子晶体的分类 • 分子晶体的应用 • 分子晶体的未来发展
01
分子晶体简介
分子晶体的定义
01
分子晶体是由分子通过分子间作 用力（范德华力）相互结合形成 的晶体。
02
分子晶体中不存在离子或共价键 的结合，而是分子与分子之间的 相互作用。
详细描述
科研人员正在探索新型的分子晶体材 料，这些材料具有更高的稳定性、更 优秀的物理和化学性能，能够满足各 种高科技领域的需求。
分子晶体在新能源领域的应用
总结词
分子晶体在新能源领域的应用前景广 阔，如太阳能电池、燃料电池等。
详细描述
分子晶体与原子晶体PPT课件
注:①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)
② 分子晶体熔化时一般只破坏分子间作 用力,不破坏化学键,也有例外,如S8
(2)较小的硬度；
(3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。 有些在水溶液中可以导电.
➢原因：分子间作用力较弱
.
14
5、典型的分子晶体：
（1）所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX
（1）范德华力
（2）分子间氢键
.
26
讨论
CO2和SiO2的一些物理性质如下所示，通过 比较，判断SiO2晶体是否属于分子晶体。
CO2 SiO2
熔点/oC -56.2 1723
状态（室温） 气态 固态
结论：SiO2不是分子晶体。 那么SiO2是什么晶体呢？
.
27
二、原子晶体
1、定义：原子间以共价键相结合而形成 的空间网状结构的晶体。
.
24
〖思考2〗为何干冰的熔沸点比冰低，密度却 比冰大？
由于冰中除了范德华力外还有氢键作用， 破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰 高。
由于分子间作用力特别是氢键的方向性， 导致晶体冰中有相当大的空隙，所以相同状 况下体积较大
由于CO2分子的相对分子质量>H2O，所 以干冰的密度大。
.
25
〖归纳要点〗分子的密度取决于晶体 的体积，取决于紧密堆积程度，分子 晶体的紧密堆积由以下两个因素决定：
7
一、分子晶体
一、概念
分子间以分子间作用力（范德华力，氢 键）相结合的晶体叫分子晶体。
构成分子晶体的粒子:分子，
粒子间的相互作用:分子间作用力。
分子晶体熔化时：
一般只破坏分子间作用力,
② 分子晶体熔化时一般只破坏分子间作 用力,不破坏化学键,也有例外,如S8
(2)较小的硬度；
(3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。 有些在水溶液中可以导电.
➢原因：分子间作用力较弱
.
14
5、典型的分子晶体：
（1）所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX
（1）范德华力
（2）分子间氢键
.
26
讨论
CO2和SiO2的一些物理性质如下所示，通过 比较，判断SiO2晶体是否属于分子晶体。
CO2 SiO2
熔点/oC -56.2 1723
状态（室温） 气态 固态
结论：SiO2不是分子晶体。 那么SiO2是什么晶体呢？
.
27
二、原子晶体
1、定义：原子间以共价键相结合而形成 的空间网状结构的晶体。
.
24
〖思考2〗为何干冰的熔沸点比冰低，密度却 比冰大？
由于冰中除了范德华力外还有氢键作用， 破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰 高。
由于分子间作用力特别是氢键的方向性， 导致晶体冰中有相当大的空隙，所以相同状 况下体积较大
由于CO2分子的相对分子质量>H2O，所 以干冰的密度大。
.
25
〖归纳要点〗分子的密度取决于晶体 的体积，取决于紧密堆积程度，分子 晶体的紧密堆积由以下两个因素决定：
7
一、分子晶体
一、概念
分子间以分子间作用力（范德华力，氢 键）相结合的晶体叫分子晶体。
构成分子晶体的粒子:分子，
粒子间的相互作用:分子间作用力。
分子晶体熔化时：
一般只破坏分子间作用力,
无机化学——原子晶体与分子晶体
B
B
C A
A
面心立方 紧密堆积
六方紧密堆积
Body-centered cubic cell (BCC)
体心立方紧密堆积 CN=12，利用率 =68% K、Rb、Cs、Li、 Na A B
A
体心立方 紧密堆积
7.4.2 金属键 金属键：金属原子的价电子可以完全失去成为自由电子，并在 晶格中运动，自由电子把金属阳离子胶合成金属晶体，这种胶 合作用就叫金属键。金属键无饱和性和方向性。
氯化氢、氨、三氯化磷、冰等由极性键构成的极性分子，晶体 中分子间存在色散力、取向力、诱导力，有的还有氢键，所以 它们的结点上的粒子间作用力大于分子量相近的非极性分子之 间的引力。
分子晶体的特性 分子晶体是以独立的分子出现的 ，化学式就是分子式。
分子晶体可以是非金属单质，如卤素、H2、N2、O2； 非金属化合物，如CO2、H2S、HCl、HN3等 绝大多数有机化合物，稀有气体的晶体
7.6.3 离子极化对物质性质的影响 一、离子的电子构型
外层电子结构 电子构型 阳离子实例
ns2np6
8
Na+, Mg2+,Al3+,Ti4+
ns2np6 nd1-9
9-17
Cr3+,Mn2+,Fe3+,Cu2+
ns2np6 nd10
18
Ag+,Zn2+,Cd2+,Hg2+
s2p6d10ns2
18+2
7.3 原子晶体与分子晶体 Atomic Crystals
在原子晶体的晶格结点上排列着中性原子，原子间以极强的 共价键相结合，如单质硅（Si）、二氧化硅（SiO2）、碳化 硅（SiC）金刚砂、金刚石（C）和氮化硼BN（立方）等。
晶体结构(共78张PPT)
多为无色透明，折 射率较高
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
•
•
•
•
萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
山东大学材料科学基础
钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
•
•
•
•
萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
山东大学材料科学基础
钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
分子晶体与原子晶体
一、分子晶体
回顾：分子间作用力（分子与分子之间的相互作用），存在于分子之间。
分子间作用力
范德华力 氢键
分子间作用力大小的影响因素：
①相对分子质量：同类型分子，相对分子质量越大， 分子间作用力越大。
②分子的极性：分子的极性影响分子间作用力，极性>非极性。
分子通常指的是小分子，不是指高分子。
• 典型的分子晶体：
对于组成和结构相似、晶体中又不含氢键的物质来说，相对分子质量增大， 分子间作用力增强，熔沸点升高。
对于分子间不含氢键的物质来说，由于分子间的作用力无方向性也使得分子 在堆积时会尽可能利用空间并采取紧密堆积方式，这一点与金属晶体和离子晶体 相似，分子的形状、极性以及氢键的存在都会影响分子的堆积方式。
思考与交流
小结：怎么比较晶体的熔点呢？
三、晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较： ①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：
原__子__晶__体_____>_离__子__晶__体____>_分__子__晶__体____。 ②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点
很高，汞、铯等熔、沸点很低。
晶胞
金刚石中 每个C原子都以SP3杂化轨道与周围4个碳原子以共价键结合，构成正四面体。 C—C键间的夹角为109.5°。因为中心原子周围排列的原子的数目是有限的，所以这 种比较松散的排列与金属晶体和离子晶体中的紧密堆积排列有很大的不同。
(1)每个碳与①________以共价键结合，形成正四面体结构 (2)键角均为②________ (3)最小碳环由③____个C组成且六原子不在同一平面内 (4)每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键之比为④______
阴离子，如金属晶体。 (4)易误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点高，其实不一定，如Na
高中化学3.2分子晶体与原子晶体K1 K2优秀课件
干冰晶体中，每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相 等的CO2分子有12个CO2分子？
65
87
31
42
〔2〕冰 晶体的结构如以下图所示
构成冰晶体的结构微粒是H2O 分子，微粒间的相互作用力主要 是氢键〔也存在范德华力〕 在冰的晶体中，每个水分子与 四面体顶角方向的4个相邻水分 子相互吸引，这样的排列使冰晶 体中的水分子的空间利用率不高， 留有相当大的空隙。
〔2〕 SiO2
观察SiO2晶体结构
SiO2中每个Si与4个O结合构成 正四面体，同时每个O与2个Si结合。
SiO2晶体中， Si原子与O原子个数比为： 1﹕(4×1／2)=1﹕2 Si原子个数与Si—O键数之比为： 1﹕4 注意：原子晶体中不存在单个分子，它的化学式代表 晶体中各构成粒子的个数比，而不代表真实的分子组成。
二、原子晶体
1．结构特点： (1)构成晶体粒子：原子
晶体熔化 破坏它
(2)晶体里粒子间的作用：共价键。
2．定义：在晶体里，所有相邻原子都以共价键相结合而形成三 维网状结构的晶体。
3．原子晶体性质的共性： 熔点高，硬度大，难溶于一些常见的溶剂
4 ．常见原子晶体 〔1〕金刚石 在金刚石晶体中,
每个C与多少个C成键？ 4 C采取何种杂化方式？ SP3杂化 形成怎样的空间结构？ 正四面体的立体网状结构 键角？ 109°28′
C. 金刚石和HCl
D. CCl4和KCl
例题2.C60、金刚石和石墨的结构模型如以下图所示〔石墨仅表 示出其中的一层〕
〔1〕C60、金刚石和石墨三者互为 A、同分异构体 C、同系物
B
；
B、同素异形体
D、同位素
〔2〕固态时，C60属于 分子 〔填“离子〞、“原子〞或 “分子〞〕晶体；
分子晶体和原子晶体
分子晶体和原子晶体
图2-15 金刚石原子晶体示意图
分子晶体和原子晶体
二氧化碳和方石英都是第Ⅳ A元素化合物， 由于前者是分子晶体，后者是原子晶体，导致 物理性质差别较大。CO2在-78.5 ℃时即升华， 而SiO2的熔点却高达1610 ℃，说明晶体结构 不同，微粒间的作用不同，物质的物理性质也 不同。
分子晶体和原子晶体
在原子晶体中，不存在独立的小分子，而只能把整个晶体看成是 一个大分子，没有确定的相对分子质量。由于共价键具有饱和性和方 向性，所以原子晶体的配位数一般不高。以典型的金刚石原子晶体为 例，每一个碳原子在成键时以sp3等性杂化形成4个sp3共价键，构成 正四面体，所以碳原子的配位数为4。无数的碳原子相互连接构成， 如图2-15所示晶体结构。原子晶体中，原子间以共价键相连，所以 表现出有较高的硬度和较高的熔点(金刚石硬度最大，熔点为3849 K)。 通常这类晶体不导电、不导热，熔化时也不导电，但硅、碳化硅等具 有半导体性质，可以有条件地导电。
分子晶体和原子晶体
图2-14 CO2分子晶体示意图
分子晶体和原子晶体
二、 原子晶体
在晶格结点上排列的微粒为原子，原子之间以 共价键结合构成的晶体称为原子晶体，如碳(金刚 石)、硅(单晶硅)、锗(半导体单晶)及第Ⅳ A族元素 的单质都属于原子晶体，化合物中的碳化硅(SiC)、 砷化镓(GaAs)、方石英(SiO2)等也属于原子晶体。
无机化学
分子晶体和原子晶体
一、 分子晶体
在晶格结点上排列着分子，通过分子间力而形成的晶体， 称为分子晶体，如非金属单质和非金属元素之间的固体化合物 CO2是分子晶体，其晶体结构如图2-14所示。分子晶体中存在 着独立的分子，分子晶体内是共价键，分子晶体间的作用力是 分子间力，由于分子间力很弱，因此分子晶体的熔点低，具有 较大的挥发性，硬度较小，易溶于非极性溶剂，通常是电的不 良导体。若干极性分子晶体在水中解离生成离子，则其水溶液 导电，如HCl溶液。
分子晶体和原子晶体
HXC60P106, P1010都形成分子晶体，只有很少的一部分和______SiO2,碳化硅,第二节分子晶体和原子晶体一、分子晶体（一）、概念：分子间以______________________ （_____________ , ________________ ）相结合的晶体叫分子晶体。
注意：（1）构成分子晶体的粒子是 ______________________ 。
（2 ）在分子晶体中，分子内的原子间以结合，而相邻分子靠或相互吸引。
（3 ）范德华力化学键的作用：（4 ）分子晶体熔化破坏的是O（二）•分子晶体的物理特性：（1）___ 的熔点和沸点，（2） ______________ 的硬度，________ 挥发， _________ 升华（3）—般都是________ 体，固体和熔融状态都__________________ 导电。
（4）分子晶体的溶解性与溶质和溶剂的分子的___________________ 相关一一____________________思考：1、为什么分子晶体熔沸点低、易挥发、易升华、硬度小？原因：分子晶体发生这些变化时_只破坏 __________________________ , ________________ 很弱，克服它时需要的能量小。
所以分子晶体熔沸点低、易挥发、易升华、硬度小。
2、为什么分子晶体在晶体和熔融状态均不导电？它们在晶体和熔融状态均不存在_______________________ 。
部分分子晶体溶于水在水分子作用下发生_____________ 导电，如HCI, H2S04 ;有些溶于水与水反应生成_______________________________ 而导电,晶体硼等。
）（四）分子晶体结构特征1. ______________________________ __ 分子密堆积每个分子周围有______________ 个紧邻的分子，如：C60、干冰、12、02——不具有分子密堆积特征P1,CH4,2,冰中1个水分lmol冰周I韦］有mol氢键。
分子晶体与原子晶体第一课时精品课件
3.干冰的外观和冰相像，可由二氧化碳气体压缩成液 态后再急剧膨胀而制得。右图为干冰晶体结构示意 图。通过观察分析，可知每个CO2分子周围与之相邻 等距的CO2分子有_______个。在一定温度下，已测 得干冰晶胞（即图示）的边长a＝5.72×10－8cm，则 该温度下干冰的密度为____________g/cm3。
第二节 分子晶体与原子晶体
第一课时 分子晶体
观察下列两种晶体的晶胞找出两种晶体的共同点？
碘晶胞
二氧化碳晶胞
结论：构成微粒都是分子。 都是面心立方晶胞。
分子晶体的定义、组成微粒和作用力 定义：分子间以分子间作用力相结合形成
的晶体。
分子晶体中存在的微粒： 分子
粒子间的作用力：分子间作用力
分子晶体的两种堆积方式：
①密堆积：如果分子间作用力只有范德华力，无分子间 氢键－分子采用密堆积，如：C60、干冰 、I2、O2。
思考：与CO2分子距离最近的CO2分子共有多少个？
重要结论：与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个
②非密堆积：如果分子间作用力还有氢键，则采用非 密堆积（如：HF 、冰、NH3 ）
冰的结构
2、为何分子晶体的硬度小，熔沸点低？
①构成晶体的微粒是分子 ②分子之间以分子间作用力（主要是范德华力）相结 合，范德华力远小于化学键的作用
3、为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？ 由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子 间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。 在冰中由于氢键的方向性，导致晶体中有相当大的 空隙，所以相同状况下冰的体积较大，密度比干冰小。
5、如何比较分子晶体熔沸点的高低？ ①一般来说，分子晶体中范德华力越大，物质的熔、 沸点越高。 ②分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高；分子内 氢键的形成使物质的熔、沸点降低。
分子晶体与原子晶体ppt课件演示文稿
1 1∶(4× )＝1∶2。 2
典 型 例
(2)二氧化硅
①在晶体中每个硅原子 ②由于氢键的 和4个氧原子形成4个 存在迫使在 共价键；每个氧原子 典 四面体中心 与2个硅原子相结合。 型 的每个水分 故SiO2晶体中硅原子 例 子与四面体 与氧原子按1∶2的比 子 顶点的4个相 例组成。 邻的水分子 ②最小环上有12个原子 相互吸引。 。
较小 很大 固态和熔化时都 不导电，但某些 固态和熔化时 分子晶体溶于水 都不导电
晶体类 型
分子晶体 (1)干冰
原子晶体 (1)金刚石
典型例 子
①在晶体中每个碳原 ①每个晶胞中有4 子以4个共价键对 个CO 分子，12 称地与相邻的4个
晶 体 类 型
分子晶体
原子晶体 ③最小环上有6个碳原 子。 ④晶体中C原子个数 与C—C键数之比为
晶体类 •
分子晶体 原子晶体 型 分子晶体与原子晶体的比较 相邻原子间以共 分子间通过分子 价键结合而形 成的具有空间 立体网状结构 的晶体
定义
间作用力时需 克服的作 用力 熔、沸 点 硬度 物 理 性 导电性
分子晶体 原子晶体 分子间作用力(氢 共价键(极性键、 键、范德华力) 非极性键) 较弱的分子间作 用力 较低 很强的共价键 很高
• 2. 美国《科学》杂志曾报道：在40 GPa的高 压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得 了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不 正确的是( ) • A．该原子晶体中含有极性键 • B．该原子晶体易汽化，可用作制冷材料 • C．该原子晶体有很高的熔点、沸点 • D．该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料
• 2．属于分子晶体的物质 • (1)所有 非金属氢化物，如 H2O 、 NH3 、 CH4 等。 • (2)部分 非金属单质 ，如卤素(X2)、O2、N2、 白磷(P4)、硫(S8)、稀有气体等。 • (3)部分 非金属氧化物 ， 如 CO2 、 P4O6 、 P4O10 、 SO2等。 • (4) 几乎所有的 酸，如 HNO3 、 H2SO4 、 H3PO4 、 有机物的晶体 H2SiO3等。 • (5)绝大多数 ，如苯、乙醇。
典 型 例
(2)二氧化硅
①在晶体中每个硅原子 ②由于氢键的 和4个氧原子形成4个 存在迫使在 共价键；每个氧原子 典 四面体中心 与2个硅原子相结合。 型 的每个水分 故SiO2晶体中硅原子 例 子与四面体 与氧原子按1∶2的比 子 顶点的4个相 例组成。 邻的水分子 ②最小环上有12个原子 相互吸引。 。
较小 很大 固态和熔化时都 不导电，但某些 固态和熔化时 分子晶体溶于水 都不导电
晶体类 型
分子晶体 (1)干冰
原子晶体 (1)金刚石
典型例 子
①在晶体中每个碳原 ①每个晶胞中有4 子以4个共价键对 个CO 分子，12 称地与相邻的4个
晶 体 类 型
分子晶体
原子晶体 ③最小环上有6个碳原 子。 ④晶体中C原子个数 与C—C键数之比为
晶体类 •
分子晶体 原子晶体 型 分子晶体与原子晶体的比较 相邻原子间以共 分子间通过分子 价键结合而形 成的具有空间 立体网状结构 的晶体
定义
间作用力时需 克服的作 用力 熔、沸 点 硬度 物 理 性 导电性
分子晶体 原子晶体 分子间作用力(氢 共价键(极性键、 键、范德华力) 非极性键) 较弱的分子间作 用力 较低 很强的共价键 很高
• 2. 美国《科学》杂志曾报道：在40 GPa的高 压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得 了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不 正确的是( ) • A．该原子晶体中含有极性键 • B．该原子晶体易汽化，可用作制冷材料 • C．该原子晶体有很高的熔点、沸点 • D．该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料
• 2．属于分子晶体的物质 • (1)所有 非金属氢化物，如 H2O 、 NH3 、 CH4 等。 • (2)部分 非金属单质 ，如卤素(X2)、O2、N2、 白磷(P4)、硫(S8)、稀有气体等。 • (3)部分 非金属氧化物 ， 如 CO2 、 P4O6 、 P4O10 、 SO2等。 • (4) 几乎所有的 酸，如 HNO3 、 H2SO4 、 H3PO4 、 有机物的晶体 H2SiO3等。 • (5)绝大多数 ，如苯、乙醇。
原子晶体与分子晶体
2NA 。 （4）12克金刚石中C—C键数为_______
（2）二氧化硅 若在硅晶体结构中的每个Si-Si键中“插入”一个 氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的SiO2晶体的 结构
Si O
109º 28´
共价键
Байду номын сангаас
Si O
注意：
原子晶体的化学式并不表示其实际的组成，只 基本结构单元： 正四面体 表示原子的个数比。 1 个Si连接____ 4 个 ，___ 2 个Si， （1）___ 1 个 连接____ 1：2 的比例组成的立体空间网状结构。 SiO 是由Si和O按_____
练习：
1.下列晶体中不属于原子晶体的是 (A ) A.干冰 B.金刚砂 C.金刚石 D.水晶
2、下列叙述正确的是 （AD ） A.离子晶体都是化合物 B.原子晶体都是单质 C.分子晶体内部都存在共价键 D.金属单质形成的晶体都是金属晶体
3.在金刚石的网状结构中，含有共价键形 成的碳原子 环，其中最小的环上，碳原子 数是 ( D ) A.2个 B.3个 C.4个 D.6个 4，下列各物质中，按熔点由低到高排列 正确的是( B ) A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2 C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SiO2
12
。
氢键具有方向性 和饱和性
（3）冰
冰晶体主要是水分子依靠氢 键形成的（亦有范德华力）。 由于氢键的方向性和饱和性， 分子间距比较大，有很多空 隙，结构比较松散。每个水 分子周周有4个水分子，故 配位数为4。
（4）其他分子晶体
①硫黄：硫的同素异形体最稳定的是S8，不溶于水， 微溶于酒精和乙醚，易溶于CS2。 试管壁上的硫如何洗涤？
③ 一般都是绝缘体，熔融状态不导电。
原子晶体、分子晶体、离子晶体的比较 PPT
3.物理性质：①熔沸点低[破坏分子间的作用力]，硬度小。
②一般不导电，在固态和熔融状态下也不导电
③溶解性一般符合“相似相溶规律”
二、常见的晶体结构分析：
（一）干冰： 1.分子堆积方式： 分子密堆积（只含范德华力） 2.均摊法计算CO2分子数：
顶角—— 8个 面心—— 6个 1个晶胞中CO2分子数= 8×18+6×12= 4 3.每个CO2分子周围离该分子距离最近且相等的 CO2分子有：12个 [同层+上层+下层]×4=12 （二）冰：
配位数： 8 配位空间构型：正六面体
离其最近的Cs+的个数为： 6
[上、下、左、右、前、后]
2.Cl-为中心：离其最近的Cs+的个数为： 8
配位数：8 配位空间构型：正六面体
离其最近的Cl-的个数为：6
3.均摊法计算1个晶胞中：
Cs+个数：8×18= 1
Cl-个数：1
二、三种常见的离子晶体的结构：
2.晶胞的结构：——均摊法 结合《课本》P64/图3-8
体心粒子—— 完全属于该晶胞
面心粒子—— 有12属于该晶胞
棱心粒子—— 有14该晶胞
顶角粒子—— 有18属于该晶胞
二、晶胞：
3.晶胞中微粒个数的计算：
1个金属铜晶胞
的原子数
=8×18+6×12= 4
X2Y
ACB3
DE
4.晶胞的基本类型：
简单立方
③熔点： ④能使X-
有固定的熔 射线产生衍
沸点
射
最科学的
鉴别依据
⑤均一性：组成和密度一致 ⑥对称性： ⑦稳定性： 晶格能
一、晶体：
5.形成途径： ①熔融状态物质凝固（注意凝固的速率适当）
第三章晶体结构
设按六方密堆的O2-分别为OA层与OB层，则-Al2O3中氧与铝 的排列可写成：OAAlDOBAlEOAAlFOBAlDOAAlEOBAlF∥OAAlD…， 从第十三层开始才出现重复。
三．其它晶体结构 1.金刚石结构
金刚石结构为面心立方格 子，碳原子位于面心立方的所 有结点位置和交替分布在立方 体内的四个小立方体的中心， 每个碳原子周围都有四个碳， 碳原子之间形成共价键。
一．面心立方紧密堆积结构
4. CaTiO3(钙钛矿)型结构 钙钛矿结构的通式为ABO3，其中，A2+ 、B4+或A1+ 、B5+金
属离子。CaTiO3在高温时为立方晶系，O2-和较大的Ca2+作面心 立方密堆，Ti4+填充于1/4的八面体空隙。Ca2+占据面心立方的 角顶位置。O2-居立方体六个面中心，Ti4+位于立方体中心。Z=1， CNCa2+=12 CNTi4+=6 ,O2-的配位数为6 （2个Ti4+和 4个Ca2+）。
一．面心立方紧密堆积结构 1. NaCl型结构
Cl-呈面心立方最紧密堆积，Na+则填充于全部的八面体空隙
中，（即阴离子位于立方体顶点和六个面的中心，阳离位于立
方 体 的 中 心 和 各 棱 的 中 央 ） 。 两 者 CN 均 为 6 ， 单 位 晶 胞 中 含 NaCl的个数Z=4 ，四面体空隙未填充。
一．面心立方紧密堆积结构 2. β-ZnS（闪锌矿）型结构
S2-位于面心立方的结点位置，Zn2+交错地分布于立方体内 的1/8小立方体的中心，即S2-作面心立方密堆，Zn2+填充于1/2的 四面体空隙之中，CN均为4，Z=4。β -ZnS是由[ZnS4]四面体以 共顶的方式相连而成。
三．其它晶体结构 1.金刚石结构
金刚石结构为面心立方格 子，碳原子位于面心立方的所 有结点位置和交替分布在立方 体内的四个小立方体的中心， 每个碳原子周围都有四个碳， 碳原子之间形成共价键。
一．面心立方紧密堆积结构
4. CaTiO3(钙钛矿)型结构 钙钛矿结构的通式为ABO3，其中，A2+ 、B4+或A1+ 、B5+金
属离子。CaTiO3在高温时为立方晶系，O2-和较大的Ca2+作面心 立方密堆，Ti4+填充于1/4的八面体空隙。Ca2+占据面心立方的 角顶位置。O2-居立方体六个面中心，Ti4+位于立方体中心。Z=1， CNCa2+=12 CNTi4+=6 ,O2-的配位数为6 （2个Ti4+和 4个Ca2+）。
一．面心立方紧密堆积结构 1. NaCl型结构
Cl-呈面心立方最紧密堆积，Na+则填充于全部的八面体空隙
中，（即阴离子位于立方体顶点和六个面的中心，阳离位于立
方 体 的 中 心 和 各 棱 的 中 央 ） 。 两 者 CN 均 为 6 ， 单 位 晶 胞 中 含 NaCl的个数Z=4 ，四面体空隙未填充。
一．面心立方紧密堆积结构 2. β-ZnS（闪锌矿）型结构
S2-位于面心立方的结点位置，Zn2+交错地分布于立方体内 的1/8小立方体的中心，即S2-作面心立方密堆，Zn2+填充于1/2的 四面体空隙之中，CN均为4，Z=4。β -ZnS是由[ZnS4]四面体以 共顶的方式相连而成。
分子晶体和原子晶体ppt
4．下列物质的熔点高低顺序正确的是（ ） A．HF < HCl < HBr B．金刚石 < 碳化硅 < 晶体硅 C．I2 > SiO2 D．H2O > H2S SO2 < SeO2
D
二、原子晶体
Si
O
Si
O
O
O
O
共价键
2． 二氧化硅晶体
分子晶体、原子晶体熔沸点的比较：
不同类型的晶体 原子晶体 > 分子晶体 相同类型的晶体 （1）分子晶体 分子间作用力越大，熔沸点越高 （2）原子晶体 原子间的共价键越强，熔沸点越高
思考 交流： 决定分子晶体及原子晶体熔沸点高低的因素各是什么？如何比较分子晶体与原子晶体的熔沸点高低？
类型 比较
分子晶体
原子晶体
构成晶体的微粒
微粒间的作用力
物理性质
熔沸点
硬度
导电性
溶解性
典型实例
分子晶体和原子晶体对比
归纳总结
B
课堂训练
1．下列各组物质属于分子晶体的是（ ） A．SO2 SiO2 P2O5 B．PCl3 CO2 H2SO4 C．SiC H2O NH3 D．HF CO2 Si
A
2．下列说法正确的是 （ ） A．由原子构成的晶体不一定是原子晶体 B．分子晶体中的分子间可能含有共价键 C．分子晶体中一定有共价键 D．分子晶体中分子一定紧密堆积
D
下列晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ） SO2与SiO2 CO2与H2O HCl与金刚石 CCl4与SiC
冰晶体的结构特点
分子非密堆积
冰的结构
想一想
碳元素和硅元素处于同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，SiO2晶体的熔、沸点很高？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PPT课件
4
⑤、最小碳环由多少个碳原子组成？它们 是否在同一平面内？
⑥、C原子个数与C—C键数之比为多少？ ⑦、12克金刚石中C—C键数为多少NA？
PPT课件
5
金刚石的晶体结构示意图
109º28´
PPT课件
共价键
6
一、原子晶体 1、定义：相邻原子间以共价键相结合而
形成空间立体网状结构的晶体。 构成微粒： 原子
(2) 部 分 非 金 属 单 质 ， 如 卤 素 (X2)( 如 图 3-9 的 碘 ) 、 氧 (O2)( 如 图 3-10) 、 硫 (S8) 、 氮 (N2) 、 白 磷 (P4) 、 碳 60(C60)(如图3-10)，等等；
(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2，等等 (4)几乎所有的酸(而碱和盐则是离子晶体，详见第4节)
⑴ 属于原子晶体的化合物是：
；
⑵ 直接由原子构成的晶体是： 水晶 碳化硅；、金刚石
⑶ 只含有离子键的离子晶体是： 氯化；钠
⑷含有非极性键的离子晶体是：
过氧化；钠
⑸ 受热熔化后化学键不发生变化的是： 冰 ；
⑹ 受热熔化需破坏化学键的是：
。
PPT课件
19
PPT课件
20
二、分子晶体
1. 分子晶体的构成
PPT课件
26
[迁移·应用]
1.下列各组物质按熔点由低到高的顺序排 列的是
A.F2、Cl2、Br2、I2 B.H2O、H2S、H2Se C原因是什么？
PPT课件
27
4. 哪些晶体属于分子晶体
较典型的分子晶体有：
(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲 烷，等等；
金刚石（C）、晶体硅(Si)、 晶体硼（B）等
某些非金属化合物：
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
某些氧化物： 二氧化硅（ SiO２）
PPT课件
11
观察·思考
• 观察表格中原子晶体的数据，分析原子 晶体有何物理特性？
PPT课件
12
原子晶体的物理特性
熔点和沸点高 硬度大 一般不导电 难溶于一些常见的溶剂（包括无机、有机） 熔化时需克服的作用： 共价键
（5）绝大多数有机物的晶体。
PPT课件
28
开拓思考 仔细观察下边的示意图后，回答下列问题：
金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是 否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？
PPT课件
29
石墨晶体——过渡PPT型课件晶体或混合型晶体 30
PPT课件
31
原子 共价键
很高 很大
差 不导电
金刚石、 水晶等
金属晶体 离子晶体
金属离子和自由电子阴、阳离子
金属键 离子键
变化大 变化大
良好
良好的导电性
钋、钾、 镁、铜
高 较大 差
不导电
NaCl、CsCl、 CaF2
PPT课件
18
练习：有下列八种物质：水晶、氯化钠、碳化硅、冰、 金刚石和过氧化钠晶体。
填空：
水晶 碳化硅
第三节 原子晶体和分子晶体
PPT课件
1
思考1
• CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示， 通过比较试判断SiO2、CO2晶体是否属于 同种类型？
PPT课件
2
二氧化硅的晶体结构
二氧化碳的晶体结构
PPT课件
3
思考2：
金刚石的结构特征 ①、C采取什么杂化方式？ ②、每个碳原子周围紧邻的碳原子有
多少个？每个C成几个键？ ③、形成怎样的空间结构？ ④、键角度数
PPT课件
23
2.冰晶体的结构与性质 氢键具有方向性
冰中１个水分子周围有４个水分子
PPT课件
冰的结构
24
[思考]
为何冰的密度小于水的密度？为何水在4℃以 下，热缩冷胀，在4℃以上热胀冷缩？
PPT课件
25
3. 分子晶体的特性
• 分子晶体有低熔点 • 升华的特性 • 硬度很小。 • 表3-2某些分子晶体的熔点
微粒间的相互作用： 共价键 熔化时需克服的作用： 共价键
PPT课件
7
硅晶体结构
作为晶PP体T课件管材料
8
二氧化硅晶体结构示意图
Si
O
180º
109º28´
共价键
PPT课件
9
SiO2的结构特征
思考1： 每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？ 每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？ 在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？
原子晶体中，成键元素原 子半径越小，共价键键能 越大，熔点越高。
PPT课件
13
交流与研讨
1、怎样从原子结构角度理解金刚石、碳 化硅和硅的熔点和硬度依次下降？
PPT课件
14
课堂检测
1、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构， 其1 中C 原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种 晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔
B、无色晶体，熔点3550 ℃ ，不导电，质硬，难溶于 水和有机溶剂
C、无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃ ， 熔化时能导电
D、熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时 不导电
PPT课件
17
晶体类型 构成粒子
粒子间作用力
熔、沸点 硬度
延展性 导电性 典型实例
三种晶体比较
原子晶体
思考2： 在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？ 每个氧原子连接有几个共价键？
硅原子个数与Si－O共价键个数之比是多少？ 氧原子个数与Si－O共价键个数之比是多少？
思考3:
在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?
1mol SiO2中含几mol Si—O键PPT课件
10
常见的原子晶体
某些非金属单质：
PPT课件
21
[分子晶体]
分子间通过分子间作用力结合形成的晶 体，成为分子晶体。或者说，只含分子的 晶体叫做分子晶体。
[构成]
在分子晶体中，分子内的原子间以共价 键结合，而相邻分子靠分子间作用力相互 吸引。
PPT课件
22
[迁移·应用]
下列物质形成的晶体中属于分子晶体的化 合物是（ ）。 A.NH3、H2、C10H8 B.H2S、CO2、H2SO4 C.SO2、SiO2、P2O5 D.CH4、Na2S、H2O
点从高到低的顺序是（ A ）
A、 ① ③ ② B、 ② ③ ① C、 ③ ① ② D、 ② ① ③
PPT课件
15
2．下列化学式能真实表示物质分子组成的
是
（D ）
A．NaOH B．SiO2 C．CsCl D．SO3
PPT课件
16
3、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（ B ）
A、熔点2700 ℃ ，导电性好，延展性强