高二化学分子晶体与原子晶体 新课标 人教版选修ppt课件
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由于CO2分子的相对分子质量>H2O， 所以干冰的密度大。
23
【课堂小结】
认识了分子晶体在构成微粒、 微粒间的相互作用和性质（熔沸 点、硬度、导电性）等方面与离 子晶体的差异。
24
小结
两种晶体的比较
晶体类型 微粒 结合力 熔沸点 典型实例 离子晶体 离子 离子键 较高 NaCl、NH4Cl 分子晶体 分子 范德华力 较低 CO2、He
28
二．原子晶体（共价晶体）
１.概念：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．
**构成原子晶体的粒子是原子，原子间 以较强的共价键相结合。
金 刚 石
29
2.原子晶体的物理特性
在原子晶体中，由于原子间以较强的共价 键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以 原子晶体的 （1）熔点和沸点高 （2）硬度大 （3）一般不导电 （4）且难溶于一些常见的溶剂
若发生化学变化时，需克服的又是哪 一种作用力？ ③干冰晶体的熔沸点高低、硬度大小 等物理性质取决于哪一种作用力？
22
〖思考5〗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，导致晶体中有相当大的空隙，所以 相同状况下体积较大
石墨为混合键型晶体。
39
40
练习
下列物质中属于原子晶体的化合物是（ A ）
A.水晶 C.金刚石
B.晶体硅 D.干冰
41
练习
下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是
( B ) （94年上海高考）
（A）O2、H2、Hg
熔点：-183℃ -252℃ -38.9℃
（B）CO2、KCl、SiO2 分子晶体、离子晶体、原子晶体
3
3.典型的分子晶体
• (1)非金属氢化物： H2O,H2S,NH3,CH4,HX
• (2)酸：
H2SO4,HNO3,H3PO4
• (3)部分非金属单质: X2,O2,H2, S8,P4, C60
• (4)部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2,
P4O6, P4O10
• (5)大多数有机物： 乙醇，冰醋酸，蔗糖
30
3.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）、晶体锗(Ge)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）晶体、Al2O3
31
109º28´
共价键
32
Si
O
180º
109º28´
共价键
1、在Si、O形成的四面体中，每个四面体拥有 几个Si、O原子 1个Si、两个O 2、SiO2晶体中，每个硅原子与它周围的4个硅原 子所形成的空间结构是什么？正四面体 SiO2晶体 中，最小的硅氧原子环上共有多少个原子？1332
一些原子晶体的物理性质
原子晶体 金刚石
熔点/℃ 3900
硬度
10
碳化硅 2700 9.5
石英 1710
7
硅 1410 6.5
原子晶体熔沸点高低的判断 原子半径越短，共价键键长越短，键能越 大，键越强，熔沸点越高。
34
交流与研讨 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅 和锗的熔点和硬度依次下降？
解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小， 键长越短，键能越大，晶体熔点越高 金刚石 ＞ 碳化硅 ＞ 晶体硅
14
归纳
氢键比化学键弱得多， 但比一般的分子间作 用力稍强； 能形成氢键的物质， 熔沸点相对升高。
15
练习:下列说法是否正确,为什么? 1.冰熔化时,O-H键发生断裂. 2.分子晶体中,分子间作用力越大, 该分子晶体越稳定. 3.分子晶体中,共价键的强度越大, 该分子晶体的熔点.沸点一定也高.
16
37
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
38
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、石子晶体
１.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是分子， 粒子间的相互作用是分子间作用力 ．
碘晶体结构
2
2.分子晶体的物理特性
由于分子间作用力很弱，所以分子晶体一 般具有：
①较低的熔点和沸点
②较小的硬度。
③一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。
NaCl
干冰
17
【问题探究3】 干冰晶体模型
18
【问题探究3】
①在干冰晶体 的一个晶胞中
有 4 个CO2
分子。
19
【问题探究3】
②在干冰晶体 中，与每个CO2 分子最近且距 离相等的CO2分
子有 12 个。
20
干冰晶体结构示意图
21
思考： ①在干冰晶体中存在哪些作用力？
②干冰晶体发生汽化或熔化时，需克 服的是哪一种作用力？
4
温度/℃
250 200 150 100 50
0
-50 -100 -150 -200
-250
沸点
100 150 Br2
I2
熔点
I2
50
Br2 200 250
Cl2 相对分子质量
Cl2
F2 F2
卤素单质的熔、沸点与 相对分子质量的关系
返5 回
温度/℃
250 200 150 100 50
0
-50 -100 -150 -200
7
沸点/℃ 100
75
H2O
50
25 HF
0
-25 NH3
-50
-75 -100 -125
CH -150
×4
2
H2S HCl SPiHH43×
H2Se AsH3
HBr
×
GeH4
3
4
一些氢化物的沸点
H2Te SbH3
HI
×
SnH4
5 周期
8
阅读课本有关内容，思考下列有关问题 1、氢键的形成原因 2、氢键的形成条件 3、氢键的表示 4、氢键的存在对物质熔沸点的影响
9
氢键
10
氢键
1）形成条件：原子半径较小，非金属性 很强的原子X（N、O、F）与H原子 之间形成氢键。
如： X—H…Y—H
2）表示方法：X—H…Y—H（X、Y可相同 或不同，一般为N、O、F）。
11
水
O
O
中 HH
HH
的
O
氢
键
HH
O
O
HH HH
一个水分子形成
个氢键，属于
一个水分子的氢键是
个。 12
S等
晶体硅等
36
知识拓展－石墨
一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑 色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成 灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、 鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性 质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强 热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂， 并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。
43
44
25
【小试牛刀】
2.下列物质在变化过程中，只需克服分子
间作用力的是 ( C )
A.食盐溶解 B.铁的熔化 C.干冰升华 D.氯化铵的“升华”
26
【小试牛刀】
3.下列化学式能真实表示物质分子组成B的是
A.NaOH C.CsCl
B.S03 D.NaCl
27
思 考与交流 CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示， 通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶 体。
（C）Na、K、Rb
降低
（D）SiC 、NaCl、SO2 原子晶体、离子晶体、分子 晶体
熔沸点比较：原子晶体 >离子晶体 > 分子晶体
42
练习 化工行业已合成一种硬度比金刚石还大的晶体 氮化碳，若已知氮在此化合物中显-3价，推断： （1）它的化学式 。 C3N4 （2）其晶体类型是。原子晶体 （3）分析其硬度比金刚石大的原因。
2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这 种说法对吗？为什么？
35
离子晶体、分子晶体和原子晶体的比较
晶体类型 离子晶体 分子晶体
原子晶体
微粒
阴、阳离子
分子
原子
作用力
离子键
范德华力
共价键
硬度 熔沸点
较大 较高
较小 低
很大 很高
导电性
溶于水或熔融 态下均导电
熔融态不导电
不导电
典型实例 NaOH、
HCl、CO2、H金e、刚石、碳化硅
-250
沸点
CBr4 ×
熔点
× CI4
CCl4 ×
× CBr4
100× 200 300 400 500
CCl4
相对分子质量
× CF4 × CF4
四卤化碳的熔沸点与
相对原子质量的关系
6
4.分子晶体熔沸点规律: 分子间作用力越大,熔沸点越高. 对于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。有 氢键的物质熔沸点较高。
13
• 〖思考2〗是不是在分子晶体中分子间只存在 范德华力？
• 不对，分子间氢键也是一种分子间作用力，如 冰中就同时存在着范德华力和氢键。
• 〖思考4〗为什么冰融化为水时,密度增大？
• 在冰晶体中,每个分子周围只有4个紧邻的水分 子,由于水分子之间的主要作用力是氢键,氢键 跟共价键一样具有方向性,即氢键的存在迫使在 四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中 的水分子的空间利用率不变,留有相当大的空隙. 当冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部 分解体,水分子间的空隙减小,密度反而增大。
23
【课堂小结】
认识了分子晶体在构成微粒、 微粒间的相互作用和性质（熔沸 点、硬度、导电性）等方面与离 子晶体的差异。
24
小结
两种晶体的比较
晶体类型 微粒 结合力 熔沸点 典型实例 离子晶体 离子 离子键 较高 NaCl、NH4Cl 分子晶体 分子 范德华力 较低 CO2、He
28
二．原子晶体（共价晶体）
１.概念：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．
**构成原子晶体的粒子是原子，原子间 以较强的共价键相结合。
金 刚 石
29
2.原子晶体的物理特性
在原子晶体中，由于原子间以较强的共价 键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以 原子晶体的 （1）熔点和沸点高 （2）硬度大 （3）一般不导电 （4）且难溶于一些常见的溶剂
若发生化学变化时，需克服的又是哪 一种作用力？ ③干冰晶体的熔沸点高低、硬度大小 等物理性质取决于哪一种作用力？
22
〖思考5〗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，导致晶体中有相当大的空隙，所以 相同状况下体积较大
石墨为混合键型晶体。
39
40
练习
下列物质中属于原子晶体的化合物是（ A ）
A.水晶 C.金刚石
B.晶体硅 D.干冰
41
练习
下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是
( B ) （94年上海高考）
（A）O2、H2、Hg
熔点：-183℃ -252℃ -38.9℃
（B）CO2、KCl、SiO2 分子晶体、离子晶体、原子晶体
3
3.典型的分子晶体
• (1)非金属氢化物： H2O,H2S,NH3,CH4,HX
• (2)酸：
H2SO4,HNO3,H3PO4
• (3)部分非金属单质: X2,O2,H2, S8,P4, C60
• (4)部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2,
P4O6, P4O10
• (5)大多数有机物： 乙醇，冰醋酸，蔗糖
30
3.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）、晶体锗(Ge)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）晶体、Al2O3
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109º28´
共价键
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Si
O
180º
109º28´
共价键
1、在Si、O形成的四面体中，每个四面体拥有 几个Si、O原子 1个Si、两个O 2、SiO2晶体中，每个硅原子与它周围的4个硅原 子所形成的空间结构是什么？正四面体 SiO2晶体 中，最小的硅氧原子环上共有多少个原子？1332
一些原子晶体的物理性质
原子晶体 金刚石
熔点/℃ 3900
硬度
10
碳化硅 2700 9.5
石英 1710
7
硅 1410 6.5
原子晶体熔沸点高低的判断 原子半径越短，共价键键长越短，键能越 大，键越强，熔沸点越高。
34
交流与研讨 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅 和锗的熔点和硬度依次下降？
解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小， 键长越短，键能越大，晶体熔点越高 金刚石 ＞ 碳化硅 ＞ 晶体硅
14
归纳
氢键比化学键弱得多， 但比一般的分子间作 用力稍强； 能形成氢键的物质， 熔沸点相对升高。
15
练习:下列说法是否正确,为什么? 1.冰熔化时,O-H键发生断裂. 2.分子晶体中,分子间作用力越大, 该分子晶体越稳定. 3.分子晶体中,共价键的强度越大, 该分子晶体的熔点.沸点一定也高.
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37
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
38
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、石子晶体
１.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是分子， 粒子间的相互作用是分子间作用力 ．
碘晶体结构
2
2.分子晶体的物理特性
由于分子间作用力很弱，所以分子晶体一 般具有：
①较低的熔点和沸点
②较小的硬度。
③一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。
NaCl
干冰
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【问题探究3】 干冰晶体模型
18
【问题探究3】
①在干冰晶体 的一个晶胞中
有 4 个CO2
分子。
19
【问题探究3】
②在干冰晶体 中，与每个CO2 分子最近且距 离相等的CO2分
子有 12 个。
20
干冰晶体结构示意图
21
思考： ①在干冰晶体中存在哪些作用力？
②干冰晶体发生汽化或熔化时，需克 服的是哪一种作用力？
4
温度/℃
250 200 150 100 50
0
-50 -100 -150 -200
-250
沸点
100 150 Br2
I2
熔点
I2
50
Br2 200 250
Cl2 相对分子质量
Cl2
F2 F2
卤素单质的熔、沸点与 相对分子质量的关系
返5 回
温度/℃
250 200 150 100 50
0
-50 -100 -150 -200
7
沸点/℃ 100
75
H2O
50
25 HF
0
-25 NH3
-50
-75 -100 -125
CH -150
×4
2
H2S HCl SPiHH43×
H2Se AsH3
HBr
×
GeH4
3
4
一些氢化物的沸点
H2Te SbH3
HI
×
SnH4
5 周期
8
阅读课本有关内容，思考下列有关问题 1、氢键的形成原因 2、氢键的形成条件 3、氢键的表示 4、氢键的存在对物质熔沸点的影响
9
氢键
10
氢键
1）形成条件：原子半径较小，非金属性 很强的原子X（N、O、F）与H原子 之间形成氢键。
如： X—H…Y—H
2）表示方法：X—H…Y—H（X、Y可相同 或不同，一般为N、O、F）。
11
水
O
O
中 HH
HH
的
O
氢
键
HH
O
O
HH HH
一个水分子形成
个氢键，属于
一个水分子的氢键是
个。 12
S等
晶体硅等
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知识拓展－石墨
一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑 色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成 灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、 鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性 质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强 热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂， 并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。
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【小试牛刀】
2.下列物质在变化过程中，只需克服分子
间作用力的是 ( C )
A.食盐溶解 B.铁的熔化 C.干冰升华 D.氯化铵的“升华”
26
【小试牛刀】
3.下列化学式能真实表示物质分子组成B的是
A.NaOH C.CsCl
B.S03 D.NaCl
27
思 考与交流 CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示， 通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶 体。
（C）Na、K、Rb
降低
（D）SiC 、NaCl、SO2 原子晶体、离子晶体、分子 晶体
熔沸点比较：原子晶体 >离子晶体 > 分子晶体
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练习 化工行业已合成一种硬度比金刚石还大的晶体 氮化碳，若已知氮在此化合物中显-3价，推断： （1）它的化学式 。 C3N4 （2）其晶体类型是。原子晶体 （3）分析其硬度比金刚石大的原因。
2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这 种说法对吗？为什么？
35
离子晶体、分子晶体和原子晶体的比较
晶体类型 离子晶体 分子晶体
原子晶体
微粒
阴、阳离子
分子
原子
作用力
离子键
范德华力
共价键
硬度 熔沸点
较大 较高
较小 低
很大 很高
导电性
溶于水或熔融 态下均导电
熔融态不导电
不导电
典型实例 NaOH、
HCl、CO2、H金e、刚石、碳化硅
-250
沸点
CBr4 ×
熔点
× CI4
CCl4 ×
× CBr4
100× 200 300 400 500
CCl4
相对分子质量
× CF4 × CF4
四卤化碳的熔沸点与
相对原子质量的关系
6
4.分子晶体熔沸点规律: 分子间作用力越大,熔沸点越高. 对于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。有 氢键的物质熔沸点较高。
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• 〖思考2〗是不是在分子晶体中分子间只存在 范德华力？
• 不对，分子间氢键也是一种分子间作用力，如 冰中就同时存在着范德华力和氢键。
• 〖思考4〗为什么冰融化为水时,密度增大？
• 在冰晶体中,每个分子周围只有4个紧邻的水分 子,由于水分子之间的主要作用力是氢键,氢键 跟共价键一样具有方向性,即氢键的存在迫使在 四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中 的水分子的空间利用率不变,留有相当大的空隙. 当冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部 分解体,水分子间的空隙减小,密度反而增大。