《分子晶体与共价晶体》PPT人教版1

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分子晶体与氢键 问题探究 观察下图冰和干冰的晶体结构,回答下列问题:
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(1)为什么干冰的熔点比冰低而密度却比冰大? 提示:冰中水分子间除了范德华力外还有氢键作用,而干冰中CO2分 子间只有范德华力,所以冰的熔点比干冰高。由于水分子间形成的 氢键具有方向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体中有较 大的空隙,所以相同状况下冰的密度较小。由于干冰中CO2分子采 取密堆积方式形成晶体,所以干冰的密度较大。 (2)干冰升华过程中破坏共价键吗? 提示:干冰升华过程中只破坏范德华力,不破坏共价键。
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(1)干冰。 ①每个晶胞中均摊4个CO2分子,含有12个原子。 ②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。 (2)冰。 ①水分子之间的作用力有范德华力、氢键,但主要是氢键。 ②由于氢键具有方向性,使四面体中心的每个水分子与四面体顶点 的4个相邻的水分子相互吸引。
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第二节 分子晶体与共价晶体
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1.结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间 相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心 素养 素养。 目标 2.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,培养 证据推理与模型认知的核心素养。
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2.典型共价晶体的结构
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(1)金刚石晶体的结构特点: ①在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子 相结合,形成正四面体结构。 ②晶体中碳碳键之间的夹角为109°28',碳原子采取了sp3杂化。 ③最小环上有6个碳原子。
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结构,晶体中不存在小分子。
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1.分子晶体中一定存在共价键。 ( ) 2.干冰升华的过程中破坏了共价键。( ) 3.二氧化硅和干冰虽然是同一主族元素形成的氧化物,但属于不同 的晶体类型。( ) 4.分子晶体的熔、沸点比较低,共价晶体的熔、沸点比较高。
() 5.含有共价键的晶体都是共价晶体。( ) 6.SiO2是二氧化硅的分子式。( ) 答案:1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.×
1.干冰是一种常见的灭火剂,其成分为CO2,干冰用于灭火的原因是 其易升华,该过程中吸收大量的热,且CO2不支持燃烧。 2.水晶的主要成分是SiO2,水晶是具有空间网状结构的物质。 3.H2S的沸点比H2O低,其主要原因是水分子间存在氢键。
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一、分子晶体
1.特点
(1)构成微粒及微粒间的作用力。
着相对分子质量的增大,物质的熔点逐渐升高。例如,常温下Cl2为气 态,Br2为液态,而I2为固态;CO2为气态,CS2为液态。 4.相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体,其熔点一般
比非极性分子构成的分子晶体的熔点高,如CO的熔点比N2的熔点高。 5.相对分子质量相同的烷烃同分异构体,一般支链越多,分子间相互作
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(2)微粒堆积方式。 ①若分子间作用力只有范德华力,则分子晶体有分子密堆积特征, 即每个分子周围有12个紧邻的分子。 ②若分子间还含有其他作用力,如氢键,则每个分子周围紧邻的分 子要少于12个。如冰中每源自文库水分子周围只有4个紧邻的水分子。
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2.分子晶体与物质的类别 物质种类 所有非金属氢化物
用越弱,熔、沸点越低。如熔、沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。
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素能应用
典例1下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( ) A.干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体 B.冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 C.干冰比冰的熔点低得多,常压下易升华 D.干冰中CO2分子间只存在范德华力,不存在氢键,一个分子周围有 12个紧邻的分子 答案:A
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
实例
H2O、NH3、CH4等 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫 (S8)等 CO2、P4O10、SO2、SO3等 HNO3、H2SO4、H3PO4等 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
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3.两种典型分子晶体的组成和结构
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深化拓展
1.分子晶体是分子通过分子间作用力形成的晶体,熔化时,只破坏分子
间作用力而不破坏分子内的化学键。
2.少数以氢键作用形成的分子晶体,比一般的分子晶体的熔点高。如
含有H—F、H—O、H—N等共价键的分子间可以形成氢键,所以HF、
H2O、NH3、醇、羧酸、糖等物质的熔点相对较高。 3.结构相似且分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体,随
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(2)空间结构:整块晶体是一个三维的共价键网状结构,不存在单个 的小分子,是一个“巨分子”,又称共价晶体。 (3)常见的共价晶体: ①某些单质,如金刚石(C)、硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)和灰锡(Sn)等; ②某些非金属化合物,如碳化硅(SiC,俗称金刚砂)、氮化硅(Si3N4)、 二氧化硅(SiO2)等。
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【微思考1】水结冰时,为什么冰浮在水面上? 提示:水分子间存在氢键,当水结冰时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,形成空隙较大的空间网状结构,导致 冰的密度比水小,所以结的冰浮在水面上。
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二、共价晶体
1.结构特点
(1)构成微粒及作用力。
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(2)SiO2的结构特点:把金刚石晶体中的碳原子换为硅原子,每两个 硅原子之间增加一个氧原子,即形成SiO2的晶体结构。 【微思考2】碳和硅同一主族,它们的氧化物CO2和SiO2,为什么物 理性质差异很大?
提示:CO2的晶体是分子晶体,晶体中CO2分子之间通过范德华力相 结合,每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是 原子晶体,硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成空间网状