分子晶体和原子晶体
(立体图,好理解)分子晶体与原子晶体
例、如右图所示， 在石墨晶体的层 状结构中，每一 个最小的碳环完 全拥有碳原子数 2 为___，每个C 完全拥有C－C 数为___ 3
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 晶体形状 晶体中的键或作用力 由最少碳原子形成环的形状 与个数 碳原子成键数 键的平均数 金刚石 石墨
小结:
1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力 相互吸引。 2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。 3、常见分子晶体分类：(1)所有非金属氢化物 (2)部分非 金属单质， (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱 和盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。 晶体分子结构特征
物质 熔点 沸点
干冰 很低 很低
金刚石 3550℃ 4827℃
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。
2、构成微粒： 原子
3、微粒之间的作用：共价键 4、气化或熔化时破坏的作用力：共价键 5、物理性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。 （共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）
（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 、I2、O2 （２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征 （如：HF 、冰、NH3 ）
1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的 三位科学家。C60分子是形如球状的多面体，分子 中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键； C60分子只含有五边形和六边形；碳与碳之间既有 单键又有双键，每个碳原子仍然满足四个价键饱 和；多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵 循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。 请回答： (1)一个C60分子中有几个五边形和几个六边形？ (2)一个C60分子中有多少个C=C？ (3)已知C70分子的结构模型也遵循C60的那些规律， 请确定C70分子结构中上述几项参数。
分子晶体与原子晶体
晶胞类型 观察同一种点，如观察空心圆点 Cl－，正
六面体的 8 个顶点和各面的中心，均有一个。所以为面心
立方晶胞。
整理课件
23
小结、晶体结构的基本单元 －－晶胞
1、 晶胞是晶体的最小结构重复单元。
晶胞是从晶体结构中截取出来的大小、形状完 全 相同的平行六面体。
晶体是晶胞“无隙并置”而成 2、 晶胞必须符合两个条件： 一是代表晶体的化学组成；二是代表晶体的对称性， 即与晶体具有相同的对称元素 —— 对称轴，对称面 和对称中心 ) 。
3
Ti
8＝1 Ca：1
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O
40
现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图2-8所
示 比）为_，_1可_:_1推_；知乙：晶甲体晶的体化中学A与式B为的_C_离_2子_D_个；数丙 晶体的化学式为_E__F___；丁晶体的化学式 为_X__Y__2_Z。
整理课件
41
巩固练习：
某晶胞结 构如图所示， 晶胞中各微粒 个数分别为：
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14
干冰晶体结构
整理课件
碘晶体结构 15
二﹑晶胞 组成晶体的细胞 1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜铜晶晶胞胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比 喻
整理课件16Fra bibliotek 晶体与晶胞整理课件
17
NaCl晶体结构和晶胞
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18
干冰的晶体结构图 将图中的CO2分子换成I2分子 即为碘晶体的结构图
二 氧 化 碳 分 子
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19
CsCl晶体
整理课件
20
1、体心——全部 2、面心——1/2 3、棱上的点——1/4 4、顶点（具体问题具体分析）
四种晶体类型
晶体，一般包括离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体四种类型。
一、依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断（1）离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。
（2）原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。
（3）分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。
（4）金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
二、依据物质的分类判断（1）金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
（2）大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
（3）常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。
（4）金属单质是金属晶体。
三、依据晶体的熔点判断。
（1）离子晶体的熔点较高。
（2）原子晶体的熔点很高。
（3）分子晶体的熔点低。
（4）金属晶体多数熔点较高,但有少数熔点相当低。
四、依据导电性判断。
（1）离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。
（2）原子晶体一般为非导体。
（3）分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。
（4）金属晶体是电的良导体。
五、依据硬度和机械性能判断。
（1）离子晶体硬度较大、硬而脆。
（2）原子晶体硬度大。
（3）分子晶体硬度小且较脆。
（4）金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。
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。
分子晶体和原子晶体
分子晶体和原子晶体
1、分子晶体和原子晶体区别：
（1）单体结构不同。
分子晶体一般是有物质分子构成，而原子晶体一般有单个原子构成;
（2）晶体内作用力不同。
分子晶体一般是通过分子间范德华力作用形成，而原子晶体一般通过原子共价键作用形成;
（3）物理性质不同。
分子晶体一般硬度、熔点较低，而原子晶体一般硬度、熔点很高。
比如白糖属于分子晶体，而钻石属于原子晶体，二者硬度、熔点差别很大;
（4）存在形式有差异。
分子晶体一般有固、液、气三种存在形式，而原子晶体一般只有固体存在形式。
分子晶体典型代表:
1、所有非金属氢化物;
2、大部分非金属单质（稀有气体形成的晶体也属于分子晶体），如：卤素(X2)、氧气、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等(金刚石，和单晶硅等是原子晶体）;
3、部分非金属氧化物，如：CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等（如SiO2是原子晶体） ;
4、几乎所有的酸;
5、绝大多数有机化合物，如：苯、乙酸、乙醇、葡萄糖等 ;
6、所有常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、
易挥发的固态物质。
原子晶体类型:
1、某些金属单质：晶体锗（Ge）等;
2、某些非金属化合物：氮化硼（BN）晶体、碳化硅、二氧化硅等;
3、非金属单质：金刚石、晶体硅、晶体硼等。
第二节 分子晶体与原子晶体
第三章第二节分子晶体与原子晶体第一课时分子晶体教学目标1、使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。
2、使学生了解晶体类型与性质的关系。
3、使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。
4、知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。
5、使学生主动参与科学探究，体验研究过程，激发他们的学习兴趣。
教学重点、难点重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响从三维空间结构认识晶胞的组成、结构教学方法建议：运用模型和类比方法诱导、分析、归纳教学过程：[引入]我们已经知道，固体有晶体和非晶体之分，绝大多数常见的固体是晶体。
现在给出下列晶体的熔点：甲烷（-182.5℃）氮（-210.1℃）金刚石（3900℃）氧化铝（2030℃），氯化钠（801℃）同为晶体，为什么它们的熔点及其性质有如此大的差异呢？物质结构决定物质性质，我们需要探讨晶体的内部结构来回答这个问题。
分类研究是科学研究的基本方法之一，根据晶体结构的不同，我们把年个吨毫2分为若干类型，其中，只含分子的晶体称为分子晶体。
一、分子晶体1、定义：含分子的晶体称为分子晶体也就是说：分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体分子，就属于分子晶体问：还有哪些属于分子晶看图，如：碘晶体中只含有I2体？2、较典型的分子晶体有非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物，几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体。
3、分子间作用力和氢键过度：首先让我们回忆一下分子间作用力的有关知识阅读必修2 科学视野教师诱导：分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，也叫范徳华力。
分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响？学生回答：一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子量量越大分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。
教师诱导：但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合，如：NH3、H2 O和HF的沸点就出现反常。
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
离子晶体、分子晶体、金属晶体、原子晶体
即Si原子与O原子的个数比为1∶2。
二、物质熔沸点高低判断的方法
1.原子晶体中原子间键长越短，共价键越稳定，物质熔沸点越高，反熔沸点越高，反之越低。
3.分子晶体中分子间作用力越大，物质熔沸点越高，反之越低。其中组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大。（但这不包括具有氢键的分子晶体其熔沸点出现反常得高的现象，
5.原子晶体的熔点高低与其内部的结构密切相关：对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就高。
二、分子晶体
1.分子晶体定义：分子间通过分子间作用力构成的的晶体称为分子晶体。
（1）构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力
（2）原子首先通过共价键结合成分子，分子作为基本构成微粒，通过分子间作用力结合成分子晶体。
2. 分子晶体的类别：多数非金属单质（除了金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨等），多数非金属氧化物（如干冰、CO、冰等）、非金属气态氢化物（如NH3，CH4等）、稀有气体、许多有机物等。
3.常见的分子晶体的晶体结构
（1）碘晶体的晶胞是长方体，碘分子除了占据长方体的每个顶点外，在每个面上还有一个碘分子。
⑵CsCl型
CsCl型离子晶体中，每个离子被8个带相反电荷的离子包围，阴离子和阳离子的配位数都为8。常见的CsCl型离子晶体有铯的卤化物（氟化物除外）、TlCl的晶体等。
⑶ZnS型
ZnS型离子晶体中，阴离子和阳离子的排列类似NaCl型，但相互穿插的位置不同，使阴、阳离子的配位数不是6，而是4。常见的ZnS型离子晶体有硫化锌、碘化银、氧化铍的晶体等。
（3）大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水）中，难溶于非极性溶剂（如汽油、煤油）中。当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。
分子晶体与原子晶体
1.晶体类型：原子晶体＞分子晶体
2.常温下状态：固态＞液态＞气态 3.同一类型晶体：
同为原子晶体：原子半径↓，键长↓，键能↑， （共价键强弱） 共价键越稳定，熔沸点↑
a.组成、结构相似：相对分子质量↑，熔沸点↑
同为分子晶体：
（分子间作用力强弱）
b.不相似：分子极性↑，熔沸点↑ c.有氢键：熔沸点↑ d.同分异构体：支链↑，熔沸点↓
1：在SiO2晶体中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？ 4mol 2：1mol二氧化硅的晶体含几摩尔的Si-O键？ 3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个 原子构成? 12
2018年12月15日星期六8时3分4秒
分子的密堆积：
若分子间只存在范德华力，则每个分子周围 通常有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特 征称为分子密堆积。
2018年12月15日星期六8时3分4秒
分子的非密堆积：
氢键具有方向性
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
2018年12月15日星期六8时3分4秒
分子晶体结构特征
（1）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一般有12个 紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2。
B）
B．无色晶体，熔点3 550℃，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
1、依据结构—组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断： 原子晶体：微粒是原子，作用力是共价键； 分子晶体：微粒是分子，作用力是分子间作用力。 2、依据物质种类判断 3、依据性质： 熔点：原子晶体的熔点很高，一般在1部分分子溶于水能导电；
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。
离子晶体、分子晶体、原子晶体
ClNa+
二、分子晶体
分子间作用力和氢键：(氢键的形成过程）
分子间作用力和氢键对一些物质的熔、沸点的关系
分子晶体：
分子间通过分子间作用力相 结合的晶体，叫做分子晶体。 实例：如干冰 定义：
分子晶体的物理性质：
熔、沸点低，硬度小，在水 形成分子晶体的物质：
中的溶解度存在很大的差异。 H2、Cl2、He 、HCl 、H2O、CO2等
原子晶体的物理性质：
熔沸点很高，硬度很大，难溶于水，一般不导电。
常见的原子晶体：
金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）
Si
o
180º
109º 28´
共价键
109º 28´
共价键
小结
1、离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较： 晶体类型 结 构成晶体粒子 构 性
熔、沸点 导电性 粒子间的相互 作用力
离子晶体
分子晶体
原子晶体
硬 度
质
溶解性
2、化学键和分子间作用力的比较：
化学键 概念 能量 性质影响 分子间作用力
3、影响晶体物理性质的因素：
影
离子晶体 分子晶体 原子晶体
响
因 素
共价键
氢键
氢键的形成过程
返回
温度/℃ H2O 温度/100 ℃ 沸点/℃ 250 75 沸点 250 熔点 CBr 200 沸点 4 × × 50 200 150 I2 CI4 150 25 HF 100 CCl 熔点 × 100 4 × CBr4 I 0 H2Te 50 2 100 150Br 50 SbH3 2 -25 0 2Se 200 300 400 H 500 × NH3 100 H S HI 0 Br 2 2 200 -50 50 250 -50 CCl4 -50 × AsH Cl 3 相对分子质量 SnH4 2 -100 HCl 相对分子质量 -100 -75 HBr CF × Cl 4 2 -150 × PH3 GeH4 -150 × -100 -200 F2 CF 4 SiH 4× -200 -125 F2 -250 -250
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。
3.1四种晶体
2、常见离子晶体
强碱、金属氧化物、部分盐类 ①NaCl 晶体
阴离子配位数 6
阳离子配位数 6
NaCl 晶体
每个晶胞中 Cl—有 4 个 Na +有 4 个 每个Cl— 周围最近且等距离的Cl—有 12 个 每个Na+周围最近且等距离的Na+有 12 个
__2_:_3___.
小结1：分子晶体与原子晶体的比较
相邻原子间以共价键相结 分子间以分子间 合而形成空间网状结构 作用力结合
原子 共价键 很大 很大 不溶于任何溶剂
不导电，个别为半导体
分子 分子间作用力
较小
较小 部分溶于水 固体和熔化状态 都不导电，部分 溶于水导电
第三章 晶体的结构与性质
第三节 金属晶体
简单立方堆积的空间占有率 =52%
球半径为r 正方体边长为a =2r
②体心立方堆积（钾型）K、Na、Fe
体心立方堆积的配位数 =8
体心立方堆积的空间占有率 =68%
体对角线长为c 面对角线长为b 棱线长为a 球半径为r
c2=b2+a2 b2=a2+a2 c=4r (4r)2=3a2
③六方最密堆积（镁型）Mg、Zn、Ti
12
6
3
A
54
B
A
B A
六方最密堆积的配位数 =12
六方最密堆积的晶胞
六方最密 堆积的晶胞
六方最密堆积的空间占有率 =74% 上下面为菱形 边长为半径的2倍 2r
高为2倍 正四面体的高
2 6 2r 3
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分子晶体与原子晶体
5、分子晶体结构特征
（1）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一般有 个 紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2。子的密堆积
（与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 ）
干冰的晶体结构图
12 每个碘分子周围有 个碘分子
题目：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的 气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛 原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子 式是 ( C ) A．TiC B．Ti4C4， C．Ti14C13 D．Ti13C14
分子的非密堆积
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
5、分子晶体结构特征
（2）非密堆积
有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中 的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不 具有分子密堆积特征。如：HF 、NH3、冰（每 个水分子周围只有 4 个紧邻的水分子）。
科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源
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
分子间以分子间作用力结合形成的晶体
1）构成粒子:分子，
2）粒子间的相互作用:分子间作用力（范德 华力，氢键） 。
分子晶体有哪些物理特性,为什么？
2、分子晶体的一般宏观性质 ①较低的熔沸点（有的有升华的特性 如碘、干冰见书上67页资料卡片 要求记住现象、结论、方程式） ②较小的硬度 ③固态或熔融状态下都不导电，有些 在水溶液中可以导电 ④分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的 分子的极性相关 —— 相似相溶
规律： 结构相似的原子晶体，成键的
原子半径越小，键长越短，键能越大， 晶体熔点越高,硬度越大。
高中化学必修三 分子晶体和原子晶体
思考：你怎么理解 “巨分子” “共价晶体
”？ 2、结构特点：
(1)构成粒子：原子。
三态变化、 化学反应 都破坏它
(2)粒子间的作用：共价键。
3、原子晶体的物理特性及影响因素：
–熔点和沸点很高 –硬度大(金刚石在自然界中硬度最大) –一般不导电 –难溶于一些常见的溶剂
分子的非密堆积 氢键具有方向性
氢键具有饱和性 冰的结构 冰中1个水分子周围有4个水分子
排列方式：冰晶体与C60、CO2相比，结构上有何特点？ 对性质有何影响？
冰晶体
✓液态水中有无氢键？和冰在结构上有何区别？ 这种区别导致冰融化成水时体积有何变化？密度呢？
6、分子晶体结构特征
（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积
分子的密堆积
每个CO2分子周围有12个CO2分子
分子的密堆积
O2的晶体结构
C60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
6、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
分子密堆积-- 每个分子周围有 ：C60、干冰 、O2
个紧邻的分子。 如
• 冰晶体中，每个水分子周围有几个紧邻的分子？ 他们是什么样的空间关系？为什么会这样排列？
分子间： 分子间作用力（范德华力、氢键）
4、分子晶体物理性质的共性： 熔点低、易升华、硬度小
导电性: 通常，晶体本身不导电，熔融状态也 不能导电,但某些分子晶体的水溶液能导电。
溶解性: 相似相溶原理
思考：以下晶体中哪些属于分子晶体？
S、 H2SO4、 C60、 尿素、 He 、 NH3、 SiO2、 SO2、 P4O6、 P、 Cl2、 C(金刚石)、 H2S、 冰醋酸
原子晶体和分子晶体
学习目标：
• 1、能说出常见的原子晶体，会分析金刚石 和二氧化硅的晶胞结构。知道原子晶体的 性质。 • 2、能说出分子晶体的范围，知道干冰的晶 胞结构以及分子晶体的性质。 • 3、会进行同类晶体和异类晶体熔沸点的比 较。
一．原子晶体
１.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成
【迁移应用】碳化硅的晶体有类似金刚石的 结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。 它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是（ ）。 A．熔点从高到低的顺序是： 金刚石＞碳化硅＞晶体硅 B．熔点从高到低的顺序是： 金刚石＞晶体硅＞碳化硅 C．三种晶体中的结构单元都是正四面体结构 D．三种晶体都是原子晶体且均为电的良导体
金刚石
晶体硅
晶体硼
•
熔点
沸点
3823
5100
1683
2628பைடு நூலகம்
2573
2823
硬度
10
7
9.5
•
晶体类型
离子晶体
离子间通过 离子键相结 合而成的晶体
分子晶体
分子间以分子间 作用力相结合的 晶体
原子晶体
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
金属晶体
金属阳离子和 自由电子之间的 较强作用形成的 单质晶体
4、依据导电性判断：固态和熔融状态能够导电的晶体为金 属晶体；固态不导电但熔融状态能导电的是离子晶体；固态 和熔融状态都不导电的是分子晶体和原子晶体。 5、依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体
比较物质熔点高低和硬度大小的方法
• 1、根据晶体类型初步比较。一般情况：原 子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的 熔点和硬度变化范围较大，需要具体分析。 • 2、对于同一晶体类型的物质，比较微粒间 作用力的强弱 • A、原子晶体比较共价键的强弱。 • B离子晶体比较离子键的强弱 • C分子晶体比较分子间作用力的强弱 • D金属晶体比较金属键强弱。
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
原子晶体分子晶体
摘要：
一、原子晶体和分子晶体的概念
二、原子晶体和分子晶体的区别
三、原子晶体和分子晶体的性质和应用
正文：
原子晶体和分子晶体是两种常见的晶体类型，它们在结构、性质和应用上都有所不同。
原子晶体是由原子通过共价键以空间网状结构形成的晶体。
例如，金刚石、晶体硅和二氧化硅等物质都是原子晶体。
在原子晶体中，原子之间通过共价键结合在一起，形成一个三维的、有序的结构。
这种结构具有较高的熔点、沸点和硬度，因此在工业上具有广泛的应用。
分子晶体是由分子通过分子间作用力结合而成的晶体。
例如，冰、干冰和氧气等物质都是分子晶体。
在分子晶体中，分子之间通过范德华力或氢键结合在一起，形成一个二维的、无序的结构。
这种结构具有较低的熔点、沸点和硬度，因此在制冷、保鲜和运输等领域具有广泛的应用。
原子晶体和分子晶体的区别在于它们的结构和结合方式。
原子晶体是由原子通过共价键结合而成的，具有较高的熔点、沸点和硬度；分子晶体是由分子通过分子间作用力结合而成的，具有较低的熔点、沸点和硬度。
原子晶体和分子晶体的性质和应用也不同。
原子晶体具有较高的熔点、沸点和硬度，因此在工业上广泛应用于制造高强度、高硬度的材料，如切削刀
具、钻头和模具等。
分子晶体具有较低的熔点、沸点和硬度，因此在制冷、保鲜和运输等领域具有广泛的应用。
综上所述，原子晶体和分子晶体在结构、性质和应用上都有所不同。
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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
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。
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？
精品课件
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
烷，等等； (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) （5）绝大多数有机物的晶体。
[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.CO2、H2O、 D.白磷、金刚石 2.试解释甲烷晶体在常温常压不能存在的原 因是什么？
精品课件
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
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？
金刚石的晶体结构示意图
109º28´Leabharlann 精品课件共价键一、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 微粒间的相互作用： 共价键 熔化时需克服的作用： 共价键
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。
精品课件
[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
精品课件
硅晶体结构
作为晶精品体课件管材料
二氧化硅晶体结构示意图
Si
O
180º
109º28´
共价键
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
？ 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？
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：
。
精品课件
精品课件
二、分子晶体
1. 分子晶体的构成
精品课件
[分子晶体] 分子间通过分子间作用力结合形成的晶
精品课件
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
精品课件
冰的结构
[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？
精品课件
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
精品课件
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
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
原子 共价键
很高 很大
晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔
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
精品课件
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
精品课件
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
第三节 原子晶体和分子晶体
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？
二氧化硅的晶体结构
二氧化碳的晶体结构
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
差 不导电
金刚石、 水晶等
精品课件
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
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：
⑴ 属于原子晶体的化合物是： 水晶 碳化硅；
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
常见的原子晶体
某些非金属单质：
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）
精品课件
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？
精品课件
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？
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石墨晶体——过渡精品型课件 晶体或混合型晶体
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