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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• 〖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。
（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？
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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
NaCl
干冰
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【问题探究3】 干冰晶体模型
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【问题探究3】
①在干冰晶体 的一个晶胞中
有 4 个CO2
分子。
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【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。
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干冰晶体结构示意图
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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？
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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？
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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
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”
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【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
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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。
-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
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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。
石墨为混合键型晶体。
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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
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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
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氢键
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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）。
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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
2 分子晶体和原子晶体
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一．分子晶体
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
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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。
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？
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〖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
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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
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44
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
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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
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
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。
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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
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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。
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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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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
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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
由于CO2分子的相对分子质量>H2O， 所以干冰的密度大。
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【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。
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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