选修三第三章分子晶体与原子晶体
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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？
石墨为混合键型晶体。
练习 1、金刚石（晶体硅结构与此类似）
（1）由图中观察可知：每个碳原子被 相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4 个碳原子接个，形成四面体。这些四 面体向空间发展，构成一个坚实的、 彼此联结的空间网状晶体。每个 C-C 键长相等，键角均为109。28`。
什么？ 氢键
③已知氢键也有方向性，试分析为什 么冬季河水总是从水面上开始结冰？
由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体 顶点的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度 比水小，所以结的冰会浮在水面上
2019年6月6日星期四
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）
6、常见原子晶体
（1）某些非金属单质：硼（B）、硅 （Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等
（2）某些非金属化合物：SiC、BN等
（3）某些氧化物：SiO2、Al2O3等
109º28´Leabharlann Baidu共价键
思考：
（1）在金刚石晶体中,C采取什 么杂化方式？每个C与多少个C成 键？形成怎样的空间结构？每个 碳原子周围紧邻的碳原子有多少 个？最小碳环由多少个碳原子组 成？它们是否在同一平面内？
分子的密堆积
氧（O2）的晶体结构
碳60的晶胞
干冰的晶体结构图
分子的密堆积
（与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 ）
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
6、分子晶体结构特征
了解
（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。
D、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能 导电_____________
练习
1、下列物质属于分子晶体的化合物是（ C ）
A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐
2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是
A、分子内共价键 C、分子间距离
B、分子间作用力 BC
D、分子间的氢键
3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（ A ）
SiO2的结构特征：在SiO2晶体中
①1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，SiO2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。②最小的碳环是由6个Si原子和6 个O原子组成的12元环。
③1mol SiO2中含4mol Si—O键
（2）晶体中最小环由__6__个C组成且不共面。
（3）晶体中C原子数与C-C 键数之比为： ６*１/４：６*１/２＝１：２
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 为___，2每个C 完全拥有C－C 数为___ 3∕2
石墨中C－C夹 角为120☉， C－C键长为 1.42×10－10 m
4、物理特性：
掌握特性及 原因
(1)较低的熔点和沸点，易升华；
注:①分子间作用力越大,熔沸点越高(相对 分子质量,分子极性,氢键)
② 分子晶体熔化时一般只破坏分子间 作用力,不破坏化学键,也有例外,如S8
(2)较小的硬硬度；
(3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。 有些在水溶液中可以导电.
原因：分子间作用力较弱
（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）。
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。
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
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
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）？
结构特征
（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 ）
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
（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克金刚石中C—C键数 为多少NA？
7、典型的原子晶体
金刚石的结构特征：在金刚石晶体里
①每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的4个碳原子包 围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包 围的碳原子处于正四面体的中心。②这些正四面体向 空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶 体。③金刚石晶体中所有的C—C键长相等，键角相等 （109°28’）；④晶体中最小的碳环由6个碳组成，且 不在同一平面内；⑤晶体中每个C参与了4条C—C键 的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与 C—C键数之比为：1 ：（4 x ½）= 1：2
第二节 分子晶体
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
NaCl晶体结构
一、分子晶体
1、概念：只含分子的晶体叫分子晶体
2、组成微粒：分子
记住
3、粒子间作用力：分子内原子间以共
价键结合，相邻分 子间靠分子间作用 力或氢键相互吸引
结合表格和已有知识,分析:分子晶 体有哪些物理特性？为什么?
5、典型的分子晶体： 基本知道
（1）所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX
（2）部分非金属单质:X2，O2，H2， S8， P4， C60 （3）部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 （4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 （5）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸， 蔗糖
探究思考
1、怎样从原子结构的角度理解金 刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下 降?
2．“具有共价键的晶体叫做原子 晶体”。这种说法对吗?为什么?
小结1：分子晶体与原子晶体的比较
晶体类型
原子晶体
分子晶体
概念 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
组成微粒 作用力 熔沸点 硬度 溶解性 导电性
Si
o
180º
109º28´
共价键
思考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？ 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？ 3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由 几个原子构成?
层间距
3.35× 10－10 m
3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
A、碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态 不导电；________________
B、溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不 导电；________________
C、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶 于乙醇、氯仿、丙酮中；_______________
A、离子键
B、极性键
C、非极性键 D、范德华力
4、水分子间存在着氢键的作用，使 水分子彼此结合而成（H2O）n。在 冰中每个水分子被4个水分子包围形 成变形的正四面体，通过“氢键”相 互连接成庞大的分子晶体，其结构如 图：试分析：
①1mol 冰中有 2 mol氢键？
②H2O的熔沸点比H2S高还是低？为
3、石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为混合键型晶体。
练习 1、金刚石（晶体硅结构与此类似）
（1）由图中观察可知：每个碳原子被 相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4 个碳原子接个，形成四面体。这些四 面体向空间发展，构成一个坚实的、 彼此联结的空间网状晶体。每个 C-C 键长相等，键角均为109。28`。
什么？ 氢键
③已知氢键也有方向性，试分析为什 么冬季河水总是从水面上开始结冰？
由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体 顶点的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度 比水小，所以结的冰会浮在水面上
2019年6月6日星期四
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）
6、常见原子晶体
（1）某些非金属单质：硼（B）、硅 （Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等
（2）某些非金属化合物：SiC、BN等
（3）某些氧化物：SiO2、Al2O3等
109º28´Leabharlann Baidu共价键
思考：
（1）在金刚石晶体中,C采取什 么杂化方式？每个C与多少个C成 键？形成怎样的空间结构？每个 碳原子周围紧邻的碳原子有多少 个？最小碳环由多少个碳原子组 成？它们是否在同一平面内？
分子的密堆积
氧（O2）的晶体结构
碳60的晶胞
干冰的晶体结构图
分子的密堆积
（与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 ）
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
6、分子晶体结构特征
了解
（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。
D、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能 导电_____________
练习
1、下列物质属于分子晶体的化合物是（ C ）
A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐
2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是
A、分子内共价键 C、分子间距离
B、分子间作用力 BC
D、分子间的氢键
3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（ A ）
SiO2的结构特征：在SiO2晶体中
①1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，SiO2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。②最小的碳环是由6个Si原子和6 个O原子组成的12元环。
③1mol SiO2中含4mol Si—O键
（2）晶体中最小环由__6__个C组成且不共面。
（3）晶体中C原子数与C-C 键数之比为： ６*１/４：６*１/２＝１：２
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 为___，2每个C 完全拥有C－C 数为___ 3∕2
石墨中C－C夹 角为120☉， C－C键长为 1.42×10－10 m
4、物理特性：
掌握特性及 原因
(1)较低的熔点和沸点，易升华；
注:①分子间作用力越大,熔沸点越高(相对 分子质量,分子极性,氢键)
② 分子晶体熔化时一般只破坏分子间 作用力,不破坏化学键,也有例外,如S8
(2)较小的硬硬度；
(3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。 有些在水溶液中可以导电.
原因：分子间作用力较弱
（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）。
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。
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
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
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）？
结构特征
（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 ）
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
（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克金刚石中C—C键数 为多少NA？
7、典型的原子晶体
金刚石的结构特征：在金刚石晶体里
①每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的4个碳原子包 围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包 围的碳原子处于正四面体的中心。②这些正四面体向 空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶 体。③金刚石晶体中所有的C—C键长相等，键角相等 （109°28’）；④晶体中最小的碳环由6个碳组成，且 不在同一平面内；⑤晶体中每个C参与了4条C—C键 的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与 C—C键数之比为：1 ：（4 x ½）= 1：2
第二节 分子晶体
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
NaCl晶体结构
一、分子晶体
1、概念：只含分子的晶体叫分子晶体
2、组成微粒：分子
记住
3、粒子间作用力：分子内原子间以共
价键结合，相邻分 子间靠分子间作用 力或氢键相互吸引
结合表格和已有知识,分析:分子晶 体有哪些物理特性？为什么?
5、典型的分子晶体： 基本知道
（1）所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX
（2）部分非金属单质:X2，O2，H2， S8， P4， C60 （3）部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 （4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 （5）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸， 蔗糖
探究思考
1、怎样从原子结构的角度理解金 刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下 降?
2．“具有共价键的晶体叫做原子 晶体”。这种说法对吗?为什么?
小结1：分子晶体与原子晶体的比较
晶体类型
原子晶体
分子晶体
概念 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
组成微粒 作用力 熔沸点 硬度 溶解性 导电性
Si
o
180º
109º28´
共价键
思考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？ 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？ 3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由 几个原子构成?
层间距
3.35× 10－10 m
3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
A、碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态 不导电；________________
B、溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不 导电；________________
C、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶 于乙醇、氯仿、丙酮中；_______________
A、离子键
B、极性键
C、非极性键 D、范德华力
4、水分子间存在着氢键的作用，使 水分子彼此结合而成（H2O）n。在 冰中每个水分子被4个水分子包围形 成变形的正四面体，通过“氢键”相 互连接成庞大的分子晶体，其结构如 图：试分析：
①1mol 冰中有 2 mol氢键？
②H2O的熔沸点比H2S高还是低？为