新人教版高中化学选修3分子晶体与原子晶体

分子晶体与原子晶体
复习目标：
1、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、了解晶体类型与性质的关系。

3、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、掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。

6、了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与。

复习重点、难点：
1、重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点
2、原子晶体的结构与性质的关系
课时划分：一课时
复习填空：
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
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
一般来说，对与组成和结构相似的物质，相对分子量越大分子间作用力越大，物质的熔
沸点也越高。

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：NH
3，H
2
O和HF的沸点就出
现反常。

氢键形成的过程：
①氢键形成的条件：半径小，吸引电子能力强的原子（N，O，F）与H核
②氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与H核之间的静电吸引作用。

氢键可看作是一种比较强的分子间作用力。

③氢键对物质性质的影响：氢键使物质的熔沸点升高。

④氢键的表示如：冰一个水分子能和周围4个水分子从氢键相结合组成一个正四面体
4．分子晶体的物理特性：熔沸点较低、易升华、硬度小。

固态和熔融状态下都不导电。

对于大多数分子晶体结构，如果分子间作用力只是范德华力。

以一个分子为中心，其周
围通常可以有几个紧邻的分子。

如O
2，C
60
，我们把这一特征叫做分子紧密堆积。

如果分子间
除范德华力外还有其他作用力（如氢键），如果分子间存在着氢键，分子就不会采取紧密堆积的方式
在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，形成正四面体。

氢键不是化学键，比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性，而氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子的相互吸引，这一排列使冰晶体中空间利用率不高，皆有相当大的空隙使得冰的密度减小。

干冰的晶体结构晶胞模型。

干冰晶体中CO
2分子之间只存在分子间力不存在氢键，因此干冰中CO
2
分子紧密堆积，每
个CO
2
分子周围，最近且等距离的CO2分子数目有几个？
一个CO
2
分子处于三个相互垂直的面的中心，在每个面上，处于四个对角线上各有一个
CO
2分子周围，所以每个CO
2
分子周围最近且等距离的CO
2
分子数目是12个。

二、原子晶体
归纳原子晶体：
1．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。

2．构成粒子：原子；
3．粒子间的作用：共价键；
4．原子晶体的物理性质：熔、沸点_______，硬度________；______________一般的溶剂；_____导电。

思考：（1）原子晶体的化学式是否可以代表其分子式，为什么？（2）为什么金刚石的熔沸点很高、硬度很大？
归纳：晶体熔沸点的高低比较
①对于分子晶体，一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点也越高。

②对于原子晶体，一般来说，原子间键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高，硬度越大。

思考：（1）在金刚石晶体中,每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？最小碳环由多少个石中,含CC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C—C键数之比为多少？（3）12克金刚—C键数为多少N A？
比较:CO
2与SiO
2
晶体的物理性质
回顾：SiO
2和C0
2
的晶体结构不同。

在SiO
2
晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共
价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。

实际上，
SiO
2
晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。

5．常见的原子晶体有____________________________等。

三、各类晶体主要特征
归纳：判断晶体类型的依据
（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。

对分子晶体,构成晶体的微粒是
______________，微粒间的相互作用是_____ ______；对于原子晶体，构成晶体的微粒是__ _____，微粒间的相互作用是___________键。

（2）看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度)。

一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是原子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多。

【例题1】已知BBr 3的熔点是－46℃，KBr 的熔点是734℃，试估计它们各属于哪一类晶体。

【解析】BBr 3是由非金属元素组成的，属于共价化合物，由于BBr 3的熔点为－46℃，熔点很低，所以BBr 3在固态时是以分子间作用力而形成的晶体。

KBr 是由活泼金属和活泼非金属元素组成的化合物，熔点相对较高，所以KBr 属于离子晶体。

【答案】BBr 3是分子晶体，KBr 是离子晶体。

【例题2】碳化硅的一种晶体（SiC ）具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。

下列三种晶体：① 金刚石、②晶体硅、③ 碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是
A ．① ③ ②
B ．② ③ ①
C ．③ ① ②
D ．② ① ③
【解析】在原子晶体中，原子半径越小、键长越短、键能越大，熔、沸点越高。

题目中所给的信息是有关SiC的结构知识，通过加工信息，并比较碳原子和硅原子的半径，应得出Si－Si键的键长比Si－C键的键长长，Si－C键比C－C键的键长长，所以键能由高到低的顺序应该是：C－C键>C－Si键>Si－Si键，由此可推出熔点由高到低的顺序是：①③②【答案】A。