高二化学选修三二节分子晶体原子晶体PPT课件
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分子内原子间作用力： 共（价除键稀有气体）
分子内的原子以 共价键 结合，相邻分子 靠 分子间作用力（包括 范德华力和 氢键）相互吸引
3.常见的分子晶体：
非金(属1)氢所化有物
：
H2O、H2S、NH3、 CH4、HX等
非金属(单2)质部分
:
卤素（X2）、O2、H2、S8、 P4、 C60 等
非金(3属)部氧化分物
形状：空间三维网状
二、原子晶体
1、定义：相邻原子间以共价键相结合而形
成的空间网状结构的晶体。
2、构成微粒：原子 3、微粒之间的作用：共价键
问题讨论：
1、原子晶体内是否只存在共价键呢 ？
2、根据金刚石结构特点分析其硬度 最大的原因？
3、原子晶体在固态和熔融状态下是 否能够导电？
4、总结影响原子晶体熔沸点的因素 ？
C-C键数之比为_1_:2___。 晶胞中占有C原子 8 个
【问题探究2】水晶的结构
Si
O
180º
109º28´
共价键
晶体Si
晶体SiO2
SiO2晶胞
学.科.网
SiO2晶胞
在SiO2晶体中每个Si原子 与 4 个O原子成键;每个 O原子与 2 个Si原子成键;
Si- O- Si键角18为00 O- Si-O键角为109028’ ; 晶体中的最小环为 12 元
4、原子晶体物理性质 熔沸点高（与键能大小有关） 硬度大 难溶于水 导电性差（一般不导电）
5、原子晶体的结构特点
【问题探究1】金刚石的结构
109º28´
共价键
金刚石的晶胞
学.科.网
金刚石的晶体结构
晶体中的最小环为 6 元环， 每个C原子被 12 个六元环 共有，每个C-C键被 6 个六 元环共有，每个环平摊的C 原子数为_1_/2_ ，平摊的C-C 键数为__1__ ，则C原子数与
干冰晶体结构示意图
每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。 分子的密堆积
分子密堆积
氧(O2)的晶体结构
碳60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
4.分子晶体的结构特征
(1)只有范德华力，无分子间氢键 —分子密堆积 每个分子周围有12个紧邻的分子
如： C60、干冰 、O2 等 (2)有分子间氢键 —分子非密堆积
环， 平均每个环平摊1/2 个Si原子，平摊 1 个O 原子, Si原子数与O原子数 之为 1:2 。 晶胞中占有
Si原子 8 个O原子 16 个
探究思考
1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、 硅和锗的熔点和硬度依次下降?
2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体” 。这种说法对吗?为什么?
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
学.科.网
石墨
1、石墨为什么很软？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力 结合，容易滑动，所以石墨很软。 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之 间存在很强的共价键（大π键），故熔沸点
很高。
3、石墨属于哪类晶体？为什么？ 石墨为混合键型晶体。
离子键
极性键
微粒间的作用力： 化学键 共价键 非极性键
金属键 配位键
范德华力 分子间作用力
氢键
【观察与思考】
下列两种晶体有什么共同点？
干冰晶体结构
碘晶体结构
一、分子晶体
1.概念： 只含分子的晶体叫分子晶体
2.粒子间相互作用： 构成分子晶体的粒子： 分子 粒子间相互作用力： 分子间作用力
（范德华力和氢键）
如：HF 、冰、NH3 水分子之间的主要作用力是 氢键 ，由于
氢键具有 饱和性和方向性
，故在冰的每个
水分子周围只有4个 紧邻的水分子
【思考与交流】
1.分子晶体有哪些物理特性，为什么？ 2.怎样判断分子间作用力的大小？分子间作用力
对分子的熔沸点有什么影响？
5.分子晶体的物理性质 (1)性质：
分子晶体熔沸点低、硬度小、易升 华，固体和熔融状态不导电，有些在 水溶液中能导电。
分子的非密堆积 氢键具有方向性
冰中１个水分子周围有几个水分子？为什么?
冰中１个水分子周围有４个水分子
熔点℃ 状态（室温）
CO2 SiO2
-56.2 1723
气体 固体
• C和Si同属于第 IVA族元素，而CO2 和SiO2的物理性质却相差很大呢？
观察晶体结构找出共同点
组成晶体的粒子：原子 粒子间的作用力：共价键
:
CO2、 SO2、 NO2、P4O6、 P4O10等
(4)几乎酸所有的 ：
H2SO4、HNO3、H3PO4等
(5)绝大多有数机物
的晶体：
乙醇、乙酸、蔗糖等
【思考与交流】
1.一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？ 2.此分子晶体中有哪些作用力？
3.与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子 共有多少个？
第三章晶体结构与性质
【复习回顾】
什么是晶胞？如何计算晶胞中的粒子个数？
雪花、食盐、冰糖、水晶和电木（酚醛树脂 ）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说 明理由。
电木不是晶体，属于高分子化合物，没有固 定的熔沸点。
分子晶体
固态
晶体构成晶体的微粒
微粒间相互作用不同
非晶体
原子晶体 离子晶体 金属晶体
微 状结构中，每一 个最小的碳环完 全拥有碳原子数 为_2__，每个C完 全拥有C－C数为
___
石墨中C－C夹 角为120☉， C－C键长为 1.42×10－10 m
层间距
3.35× 10－10 m
小结：金刚石、石墨的比较
项目
金刚石
石墨
晶体形状 正四面体空间网状 六边形平面层状
(2)本质原因： 分子间作用力很弱。
5.分子晶体的物理性质
(3)熔沸点的比较： ---分子间作用力强弱
①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高；具有氢键的分 子晶体，熔、沸点反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 ②不含氢键且组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量 越大，熔、沸点越高。如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极 性越大，其熔、沸点越高。如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3 。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
【问题探究】
1.水的相对分子质量小于硫化氢的，但为什么水 分子的熔点比H2S分子的高？
2.分子晶体是否导电？什么条件下可以导电？
3.怎样判断分子晶体的溶解性？
4.冰的密度为何比水小？
0--4℃ 水的密度增大
4℃以上 水的密度减小
为什么？
5.为何干冰的熔点比冰低，密度比冰高？
分子内的原子以 共价键 结合，相邻分子 靠 分子间作用力（包括 范德华力和 氢键）相互吸引
3.常见的分子晶体：
非金(属1)氢所化有物
：
H2O、H2S、NH3、 CH4、HX等
非金属(单2)质部分
:
卤素（X2）、O2、H2、S8、 P4、 C60 等
非金(3属)部氧化分物
形状：空间三维网状
二、原子晶体
1、定义：相邻原子间以共价键相结合而形
成的空间网状结构的晶体。
2、构成微粒：原子 3、微粒之间的作用：共价键
问题讨论：
1、原子晶体内是否只存在共价键呢 ？
2、根据金刚石结构特点分析其硬度 最大的原因？
3、原子晶体在固态和熔融状态下是 否能够导电？
4、总结影响原子晶体熔沸点的因素 ？
C-C键数之比为_1_:2___。 晶胞中占有C原子 8 个
【问题探究2】水晶的结构
Si
O
180º
109º28´
共价键
晶体Si
晶体SiO2
SiO2晶胞
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SiO2晶胞
在SiO2晶体中每个Si原子 与 4 个O原子成键;每个 O原子与 2 个Si原子成键;
Si- O- Si键角18为00 O- Si-O键角为109028’ ; 晶体中的最小环为 12 元
4、原子晶体物理性质 熔沸点高（与键能大小有关） 硬度大 难溶于水 导电性差（一般不导电）
5、原子晶体的结构特点
【问题探究1】金刚石的结构
109º28´
共价键
金刚石的晶胞
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金刚石的晶体结构
晶体中的最小环为 6 元环， 每个C原子被 12 个六元环 共有，每个C-C键被 6 个六 元环共有，每个环平摊的C 原子数为_1_/2_ ，平摊的C-C 键数为__1__ ，则C原子数与
干冰晶体结构示意图
每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。 分子的密堆积
分子密堆积
氧(O2)的晶体结构
碳60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
4.分子晶体的结构特征
(1)只有范德华力，无分子间氢键 —分子密堆积 每个分子周围有12个紧邻的分子
如： C60、干冰 、O2 等 (2)有分子间氢键 —分子非密堆积
环， 平均每个环平摊1/2 个Si原子，平摊 1 个O 原子, Si原子数与O原子数 之为 1:2 。 晶胞中占有
Si原子 8 个O原子 16 个
探究思考
1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、 硅和锗的熔点和硬度依次下降?
2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体” 。这种说法对吗?为什么?
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
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石墨
1、石墨为什么很软？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力 结合，容易滑动，所以石墨很软。 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之 间存在很强的共价键（大π键），故熔沸点
很高。
3、石墨属于哪类晶体？为什么？ 石墨为混合键型晶体。
离子键
极性键
微粒间的作用力： 化学键 共价键 非极性键
金属键 配位键
范德华力 分子间作用力
氢键
【观察与思考】
下列两种晶体有什么共同点？
干冰晶体结构
碘晶体结构
一、分子晶体
1.概念： 只含分子的晶体叫分子晶体
2.粒子间相互作用： 构成分子晶体的粒子： 分子 粒子间相互作用力： 分子间作用力
（范德华力和氢键）
如：HF 、冰、NH3 水分子之间的主要作用力是 氢键 ，由于
氢键具有 饱和性和方向性
，故在冰的每个
水分子周围只有4个 紧邻的水分子
【思考与交流】
1.分子晶体有哪些物理特性，为什么？ 2.怎样判断分子间作用力的大小？分子间作用力
对分子的熔沸点有什么影响？
5.分子晶体的物理性质 (1)性质：
分子晶体熔沸点低、硬度小、易升 华，固体和熔融状态不导电，有些在 水溶液中能导电。
分子的非密堆积 氢键具有方向性
冰中１个水分子周围有几个水分子？为什么?
冰中１个水分子周围有４个水分子
熔点℃ 状态（室温）
CO2 SiO2
-56.2 1723
气体 固体
• C和Si同属于第 IVA族元素，而CO2 和SiO2的物理性质却相差很大呢？
观察晶体结构找出共同点
组成晶体的粒子：原子 粒子间的作用力：共价键
:
CO2、 SO2、 NO2、P4O6、 P4O10等
(4)几乎酸所有的 ：
H2SO4、HNO3、H3PO4等
(5)绝大多有数机物
的晶体：
乙醇、乙酸、蔗糖等
【思考与交流】
1.一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？ 2.此分子晶体中有哪些作用力？
3.与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子 共有多少个？
第三章晶体结构与性质
【复习回顾】
什么是晶胞？如何计算晶胞中的粒子个数？
雪花、食盐、冰糖、水晶和电木（酚醛树脂 ）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说 明理由。
电木不是晶体，属于高分子化合物，没有固 定的熔沸点。
分子晶体
固态
晶体构成晶体的微粒
微粒间相互作用不同
非晶体
原子晶体 离子晶体 金属晶体
微 状结构中，每一 个最小的碳环完 全拥有碳原子数 为_2__，每个C完 全拥有C－C数为
___
石墨中C－C夹 角为120☉， C－C键长为 1.42×10－10 m
层间距
3.35× 10－10 m
小结：金刚石、石墨的比较
项目
金刚石
石墨
晶体形状 正四面体空间网状 六边形平面层状
(2)本质原因： 分子间作用力很弱。
5.分子晶体的物理性质
(3)熔沸点的比较： ---分子间作用力强弱
①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高；具有氢键的分 子晶体，熔、沸点反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 ②不含氢键且组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量 越大，熔、沸点越高。如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极 性越大，其熔、沸点越高。如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3 。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
【问题探究】
1.水的相对分子质量小于硫化氢的，但为什么水 分子的熔点比H2S分子的高？
2.分子晶体是否导电？什么条件下可以导电？
3.怎样判断分子晶体的溶解性？
4.冰的密度为何比水小？
0--4℃ 水的密度增大
4℃以上 水的密度减小
为什么？
5.为何干冰的熔点比冰低，密度比冰高？