人教版高中化学选修三3.2 分子晶体与原子晶体 课件（43张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修三3.2 分子晶体与原子晶体 课件（43张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2018-11-17 20:43:57 | ||
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文档简介
课件43张PPT。分子晶体和原子晶体第一课时交流·讨论雪花、冰糖、食盐、水晶和塑料，这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由。
为什么不同的晶体，它们的物理性质各不相同？观察与思考： 下列两种晶体有什么共同点？碘晶体结构干冰晶体结构一.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。
构成粒子：
分子（构成分子的原子间以共价键结合）
构成粒子间的相互作用：分子间作用力。
气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力。稀有气体分子为单原子分子，无共价键。分子晶体有哪些物理特性，为什么？思考与交流 2.分子晶体的物理特性：
①较低的熔点和沸点
②较小的硬度（多数分子晶体在常温时为气态或液态）
③一般都是绝缘体，固态或熔融状态也不导电。
④溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关——相似相溶。原因：分子间作用力很弱决定晶体物理性质的因素：构成晶体微粒之间的结合力。结合力越强，晶体的熔沸点越高，晶体的硬度越大。下列属于分子晶体的性质的是（ ）
A熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电
B能溶于CS2，熔点112.8 ℃ ，沸点444.6 ℃
C熔点1400 ℃ ，可做半导体材料，难溶于水
D熔点97.81 ℃ ，质软，导电，密度0.97g/cm-3
B总结：哪些晶体属于分子晶体？ 3.典型的分子晶体：P65
所有非金属氢化物：
H2O，H2S，NH3，CH4，HX
几乎所有的酸：
H2SO4，HNO3，H3PO4
多数非金属单质:
X2，O2，H2，S8，P4 ,C60’ Ar等
多数非金属氧化物:
CO2， SO2， NO2，P4O6、P4O10
大多数有机物：
烃，乙醇，冰醋酸，蔗糖4. 分子晶体结构特征
（１）若只有范德华力，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 、O2）
（２）若有分子间氢键－不具有分子密堆积特征
（如：HF 、冰、NH3 ）（3）有单个分子存在，化学式就是分子式 分子的密堆积氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞1.大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子，如图，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。1、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？
2、与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有多少个？碘的晶体结构图由此可见，每个碘分子周围有 个碘分子12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2.分子的非密堆积 分子之间有氢键的物质如冰中1.大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。分子晶体在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却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高，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，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。学生归纳总结干冰与冰的区别？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”………教材P67 科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源②分子的非密堆积 分子之间有氢键的物质如冰中1.①大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。分子晶体2.分子晶体：组成和结构相似，相对分子质量越大、极性越大，熔沸点越高。
3、分子晶体物理性质：熔沸点低，一般低于500℃；硬度小，液态不导电，部分水溶液导电。分子晶体和原子晶体第二课时思考与交流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。
碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？二氧化硅的晶体结构二氧化碳的晶体结构分子间作用力分子晶体109o28′SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图109o28′共价键金刚石的晶体结构示意图二.原子晶体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。构成粒子：构成粒子之间的作用：熔化时需克服的作用：原子晶体中，成键元素原子半径越小，共价键键能越大，熔点越高。原子共价键共价键没有单独的小分子观察·思考对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？2.原子晶体的物理特性①熔点和沸点高（2至3千甚至更高）
②硬度大
③一般不导电
④难溶于一些常见的溶剂原因：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、解释：
一般：原子晶体 > 分子晶体
原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高
结构相似的分子晶体，分子间作用力大，晶体熔点越高交流与研讨2、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗、干冰、冰的熔点和硬度变化顺序？1、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？解释：不对，分子晶体中通常也含有共价键，如CO2、O2,某些离子晶体中也含共价键，如NaOH、NH4Cl金刚石＞硅＞锗＞冰＞干冰思考：
（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？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每个C被12个环共用；
⑥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 ?）= 1：2。即：1mol金刚石中含2NA个C—C键
⑦一个金刚石晶胞中有8个C原子金刚石的结构特征思考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？
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?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 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。可导电。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sp2杂化石墨石墨为什么很软？
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。
石墨的熔点为什么很高（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），故熔点很高。
石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为混合型晶体例、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120o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 m23/2原子晶体和分子晶体的差异讨论·总结分子晶体有什么特点？
哪些晶体是分子晶体？
原子晶体有什么特点？哪些晶体是原子晶体？
氢键对分子晶体的结构与性质有何影响？
总结对比原子晶体和分子晶体的差异。练习
1、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C 原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）
A、 ① ③ ②
B、 ② ③ ①
C、 ③ ① ②
D、 ② ① ③A练习
2、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（ ）
A、熔点2700 ℃ ，导电性好，延展性强
B、无色晶体，熔点3550 ℃ ，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C、无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃ ，熔化是能导电
D、熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电B3、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；_______________原子晶体分子晶体分子晶体练习
4、下列晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ）
A、SO2与SiO2 B、CO2与H2O
C、HCl与金刚石 D、CCl4与SiC
B
为什么不同的晶体，它们的物理性质各不相同？观察与思考： 下列两种晶体有什么共同点？碘晶体结构干冰晶体结构一.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。
构成粒子：
分子（构成分子的原子间以共价键结合）
构成粒子间的相互作用：分子间作用力。
气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力。稀有气体分子为单原子分子，无共价键。分子晶体有哪些物理特性，为什么？思考与交流 2.分子晶体的物理特性：
①较低的熔点和沸点
②较小的硬度（多数分子晶体在常温时为气态或液态）
③一般都是绝缘体，固态或熔融状态也不导电。
④溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关——相似相溶。原因：分子间作用力很弱决定晶体物理性质的因素：构成晶体微粒之间的结合力。结合力越强，晶体的熔沸点越高，晶体的硬度越大。下列属于分子晶体的性质的是（ ）
A熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电
B能溶于CS2，熔点112.8 ℃ ，沸点444.6 ℃
C熔点1400 ℃ ，可做半导体材料，难溶于水
D熔点97.81 ℃ ，质软，导电，密度0.97g/cm-3
B总结：哪些晶体属于分子晶体？ 3.典型的分子晶体：P65
所有非金属氢化物：
H2O，H2S，NH3，CH4，HX
几乎所有的酸：
H2SO4，HNO3，H3PO4
多数非金属单质:
X2，O2，H2，S8，P4 ,C60’ Ar等
多数非金属氧化物:
CO2， SO2， NO2，P4O6、P4O10
大多数有机物：
烃，乙醇，冰醋酸，蔗糖4. 分子晶体结构特征
（１）若只有范德华力，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 、O2）
（２）若有分子间氢键－不具有分子密堆积特征
（如：HF 、冰、NH3 ）（3）有单个分子存在，化学式就是分子式 分子的密堆积氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞1.大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子，如图，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。1、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？
2、与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有多少个？碘的晶体结构图由此可见，每个碘分子周围有 个碘分子12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2.分子的非密堆积 分子之间有氢键的物质如冰中1.大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。分子晶体在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却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高，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，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。学生归纳总结干冰与冰的区别？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”………教材P67 科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源②分子的非密堆积 分子之间有氢键的物质如冰中1.①大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。分子晶体2.分子晶体：组成和结构相似，相对分子质量越大、极性越大，熔沸点越高。
3、分子晶体物理性质：熔沸点低，一般低于500℃；硬度小，液态不导电，部分水溶液导电。分子晶体和原子晶体第二课时思考与交流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。
碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？二氧化硅的晶体结构二氧化碳的晶体结构分子间作用力分子晶体109o28′SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图109o28′共价键金刚石的晶体结构示意图二.原子晶体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。构成粒子：构成粒子之间的作用：熔化时需克服的作用：原子晶体中，成键元素原子半径越小，共价键键能越大，熔点越高。原子共价键共价键没有单独的小分子观察·思考对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？2.原子晶体的物理特性①熔点和沸点高（2至3千甚至更高）
②硬度大
③一般不导电
④难溶于一些常见的溶剂原因：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、解释：
一般：原子晶体 > 分子晶体
原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高
结构相似的分子晶体，分子间作用力大，晶体熔点越高交流与研讨2、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗、干冰、冰的熔点和硬度变化顺序？1、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？解释：不对，分子晶体中通常也含有共价键，如CO2、O2,某些离子晶体中也含共价键，如NaOH、NH4Cl金刚石＞硅＞锗＞冰＞干冰思考：
（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？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每个C被12个环共用；
⑥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 ?）= 1：2。即：1mol金刚石中含2NA个C—C键
⑦一个金刚石晶胞中有8个C原子金刚石的结构特征思考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？
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?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 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。可导电。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sp2杂化石墨石墨为什么很软？
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。
石墨的熔点为什么很高（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），故熔点很高。
石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为混合型晶体例、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120o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 m23/2原子晶体和分子晶体的差异讨论·总结分子晶体有什么特点？
哪些晶体是分子晶体？
原子晶体有什么特点？哪些晶体是原子晶体？
氢键对分子晶体的结构与性质有何影响？
总结对比原子晶体和分子晶体的差异。练习
1、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C 原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）
A、 ① ③ ②
B、 ② ③ ①
C、 ③ ① ②
D、 ② ① ③A练习
2、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（ ）
A、熔点2700 ℃ ，导电性好，延展性强
B、无色晶体，熔点3550 ℃ ，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C、无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃ ，熔化是能导电
D、熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电B3、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；_______________原子晶体分子晶体分子晶体练习
4、下列晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ）
A、SO2与SiO2 B、CO2与H2O
C、HCl与金刚石 D、CCl4与SiC
B