课件18张PPT。第二节 分子晶体与原子晶体
第一课时回顾:
1、什么叫晶体？什么叫非晶体？
2、晶体与非晶体在结构和性质上有什么差异？
3、利用分摊法计算晶胞中粒子数目交流·讨论 雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由。碘晶体结构干冰晶体结构观察与思考： 下列两种晶体有什么共同点？NaCl晶体结构一、分子晶体2、组成微粒：分子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?思考与交流注: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原因：分子间作用力较弱4、物理特性：(1)较低的熔点和沸点，易升华；(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.(2)较小的硬度；5、典型的分子晶体：（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 蔗糖分子的密堆积氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞分子的密堆积（与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ）干冰的晶体结构图冰中１个水分子周围有４个水分子冰的结构氢键具有方向性分子的非密堆积6、分子晶体结构特征（1）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）。（2）非密堆积 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。 许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H20的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”……… 科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源小结: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。
晶体分子结构特征
（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 ）
1、下列物质属于分子晶体的化合物是（ ）
A、石英 B、硫磺
C、干冰 D、食盐C练习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 B、分子间作用力
C、分子键距离 D、分子间的氢键BC3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（ ）
A、离子键 B、极性键
C、非极性键 D、范德华力A练习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：练习 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①1mol 冰中有 mol氢键？
②H2O的熔沸点比H2S高还是低？为什么？
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？2氢键 课件26张PPT。第二节 分子晶体与原子晶体
第二课时复习提问：
1、什么是分子晶体？试举例说明。
2、分子晶体通常具有什么样的物理性质？
3、典型的分子晶体有哪些？思考与交流 比较CO2和SiO2的一些物理性质和结构，试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。????????????????????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：
3、微粒之间的作用：
4、气化或熔化时破坏的作用力：
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）原子共价键共价键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′金刚石的晶体结构示意图共价键思考：
（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？
（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 ?）= 1：2180o109o28′Sio二氧化硅的晶体结构示意图共价键思考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？思考题思考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？
思考3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?思考题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?
探究思考莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，1824年由德国矿物学家莫斯（Frederich Mohs）首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。资料 莫氏硬度小结1：分子晶体与原子晶体的比较相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构分子间以分子间作用力结合原子分子共价键分子间作用力很大较小很大较小不溶于任何溶剂部分溶于水不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电小结2：判断晶体类型的方法1、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：构成原子晶体的微粒是原子，原子间的作用力是共价键，构成分子晶体的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力。
2、依据物质的分类判断
3、依据晶体的熔点判断：原子晶体的熔点高，一般在1000℃以上，分子晶体的熔点低，常在几百度以下甚至更低
4、依据导电性判断：分子晶体为非导体，部分分子溶于水能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗
5、依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体硬度小 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。 知识拓展－石墨石墨晶体结构知识拓展－石墨石墨1、石墨为什么很软？
2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3、石墨属于哪类晶体？为什么？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。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。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`。（2）晶体中最小环由____个C组成且不共面。6（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___，每个C完全拥有C－C数为___石墨中C－C夹角为120☉， C－C键长为 1.42×10－10 m层间距
3.35× 10－10 m23小结：金刚石、石墨的比较每个环中正四面体空间网状六边形平面层状共价键共价键与范德华力６个原子不同面６个原子同面４３6*1/2=36*1/2=36*1/4=3/26*1/3=2白球表示 硅原子SiO2平面结构利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构SiO2最小的环有几个原子组成？金刚石的结构12个（6个硅 6个氧）题目1：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是 ( )
A．TiC B．Ti4C4
C．Ti14C13 D．Ti13C14
防止类推中的失误C2、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；_______________
D、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_____________课件52张PPT。第一节 晶体的常识观察图片,下列固体在外形上有什么区别?明
矾
玛瑙雪花晶体食糖晶体明矾晶体单质硫美丽的晶体食盐晶体祖 母 绿绿宝石猫眼石 BeAl2O4 紫水晶 黄水晶 NaCl晶体结构示意图：金刚石晶体
结构示意图干冰晶体结构1、定义：晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体
又称玻璃体一、晶体和非晶体思考
为什么晶体呈现规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形呢？你认为可能和什么因素有关？2、分类Cu晶体结构示意图 观察图片:构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?NaCl晶体结构示意图3、特点和性质：
（1）自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质——是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表现。（2）物理性质表现各向异性（强度、导热性、
光学性质）——同样反映了晶体内部粒子排列
的有序性。（3）晶体具有固定的熔点。4、晶体自范性的条件之一是生长的速率适当天然水晶球里的玛瑙和水晶思考：得到晶体的途径，除了冷却的方法，还有没有其它途径？你能列举哪些？玛瑙水晶水晶石5、晶体形成的途径(1)熔融态物质凝固
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）
(3)溶质从溶液中析出 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形,但在光学显微镜下可观察到规则的晶体外形。学与问玻璃的结构示意图2、根据晶体的物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？1、某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图，如右图，这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？非晶体观察对称性、刻划玻璃、加热、X—射线衍射（1）物理性质差异
如：外形、硬度、熔点、折光率等。
（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验。6、鉴别晶体和非晶体小结：晶体和非晶体的差异具有规则的几何外形有粒子在三维空间周期性有序排列各向异性固定不具有规则的几何外形没有粒子排列相对无序各向同性不固定微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列二﹑晶胞1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元蜂巢与蜂室铜晶体铜晶胞 晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。铜晶体铜晶胞晶体结构晶胞示意图NaCl晶体结构和晶胞思考与交流:
1.上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl晶体的晶胞的空间构形呈什么形状？
2.在上述晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否存在空隙？CO2晶胞平行六面体无隙并置3、三种典型立方晶体结构体心立方体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边：1/4均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x4.晶胞中原子个数的计算1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为 ；乙晶体的化学式为 ；丙晶体的化学式为______；丁晶体的化学式为______。1∶1C2DEFXY3Z课堂反馈2、下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含有几个原子?NaZnI2金刚石Na Z = 2 Zn Z = 2金刚石 C Z= 8 I2 Z = 43、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？CaTiO3常见晶胞中微粒数的计算:(1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。
微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 （2）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。
微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：
顶 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1(3)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2常见晶胞中微粒数的计算:4、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体——石墨，如图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角为120?。分析图中每个六边形含有 个碳原子， 2占有的碳碳键数为____个，碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。32∶35、下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和Clˉ的个数比是多少？Na4Cl41∶1(8× + 6 × )×3 =126、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？7.2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( ) A、MgB B、 MgB2
C、Mg2B D、Mg3B2Mg原子的数目：12×1/6+2×1/2=3
B原子的数目：6
故化学式可表示为：MgB28.晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体,其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个原子，试观察图形回答。这个基本结构单元由 __ _个硼原子组成，共含有__ __ 个B-B键。
123020×3＝6060÷5＝1260÷2＝307、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是 。解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。Ti14C13非晶态和晶态石英的X-射线粉末衍射图谱晶态石英的谱图非晶态石英的谱图小结：晶体的特性1.晶体与非晶体 (1)晶体：
内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。 (2)非晶体：
内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态。(3) 常见的晶体和非晶体:
①晶体：食盐(离子化合物的固态一般为晶体)、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石。②非晶体：玻璃及玻璃态物质、橡胶。2.晶体的特性 （1）具有规则的几何外形。（2）自范性：在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。（3）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
（4）对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。（5）有固定的熔点而非晶态没有。3.晶体的种类 根据内部微粒的种类和微粒间的相互作用不同，将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。晶体和非晶体的差异具有规则的几何外形有粒子在三维空间周期性有序排列各向异性固定不具有规则的几何外形没有粒子排列相对无序各向同性不固定微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列最科学的方法是用X—射线衍射实验立方晶胞体心：1面心：1/2棱边：1/4顶点：1/8二﹑晶胞1、概念：描述晶体结构的基本单元2、晶胞中原子个数的计算——均摊法课件19张PPT。第四节离子晶体 回顾：三种晶体类型与性质的比较材料：思考： 为什么氯化钠的性质与干冰、金刚石的不同？2Na + Cl2 == 2NaCl 强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。1、定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。2、成键粒子：阴、阳离子3、相互作用力：离子键4、常见的离子晶体：一、离子晶体5、晶胞类型：（1）氯化钠型晶胞1.钠离子和氯离子的位置：①钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。
②钠离子：体心和棱中点；
氯离子：面心和顶点，或反之。2.每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：3.与Na+等距离且最近的Na+ 有：12个NaCl的晶体结构模型4.与Na+等距离且最近的Clˉ有：6个
（配位数）NaCl晶体中阴、阳离子配位数（2）氯化铯型晶胞1.铯离子和氯离子的位置：铯离子：体心
氯离子：顶点；或者反之。2.每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：3.与铯离子等距离且最近的铯离子、氯离子各有几个？铯离子：6个；氯离子：8个
(配位数)1个CsCl晶体及晶胞结构示意图(3)CaF2型晶胞2.Ca2+的配位数：F-的配位数：1.一个CaF2晶胞中含：4个Ca2+和8个Fˉ84(4)ZnS型晶胞2.阳离子的配位数： 阴离子的配位数：1.一个ZnS晶胞中含：4个阳离子和4个阴离子44科学探究：找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？6688科学探究：你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？根据表3—5、表3—6分析影响离子晶体中离子配位数的因素。6、决定离子晶体结构的因素（1）几何因素
晶体中正负离子的半径比
（2）电荷因素
晶体中正负离子的电荷比
（3）键性因素
离子键的纯粹因素 7、离子晶体的特点：
无单个分子存在；NaCl不表示分子式。
熔沸点较高，硬度较大，难挥发难压缩。
且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，熔点升高。
一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。
固态不导电，水溶液或者熔融状态下能导电。二、晶格能1、定义：气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量。
2、晶格能的大小的影响因素
仔细阅读课本P80表3—8及下表，分析晶格能的大小与离子晶体的熔点有什么关系？离子晶体的晶格能与哪些因素有关？晶格能的大小: 离子电荷越大 ，阴、阳离子半径越小 ，即阴、阳离子间的距离越小 ，则晶格能越大 。简言之,晶格能的大小与离子带电量成正比,与离子半径成反比.3、晶格能对离子晶体性质的影响:
晶格能越大
（1）形成的离子晶体越稳定；（离子键越强）
（2）熔点越高；
（3）硬度越大。
