人教版高中化学选修三第三章第二节分子晶体和原子晶体2课时（共33张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修三第三章第二节分子晶体和原子晶体2课时（共33张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.6MB | ||
| 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 | 2020-02-01 12:55:58 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
离子型晶体
原子型晶体
分子型晶体
金属型晶体
依据微粒的种类和微粒间的作用力，将晶体分为：
分子晶体
原子晶体
离子晶体
金属晶体
干冰
金刚石
铜
共价键
离子键
金属键
分子间作用力
思考：常规加热冰、碘、NaCl 会有何现象？
熔 化
升 华
无明显现象
构成微粒：分子
构成微粒间作用：分子间作用力
（范德华力、氢键）
共性： 熔、沸点低
熔、沸点高
构成微粒：离子
离子键
第二节 分子晶体与原子晶体
第1课时 分子晶体
范德华力
共价键
O
C
一、分子晶体
1、定义：只含分子的晶体。
2、构成微粒：
3、晶体中的作用力
分子内：
分子间：
4、物理性质的共性：
分子
分子间作用力（范德华力、氢键）
共价键
熔点低、易升华、硬度小
作用力越强，晶体的熔沸点越高，硬度越大。
导电性: 通常，晶体本身不导电，熔融状态也不能导电,但某些分子晶体的水溶液能导电。
溶解性: 相似相溶原理
稀有气体分子为单原子分子，无共价键。
A、分子晶体有哪些物理特性，物理特性的差异是什么造成的？
B、分子晶体在气化或熔化的过程中需要破坏的作用力有哪些？
思考：以下晶体中哪些属于分子晶体？
S、 H2SO4、 C60、 尿素、 He 、
NH3、 SiO2、 SO2、 P4O6、 P、
Cl2、 C(金刚石)、 H2S、 冰醋酸
判断标准----只含分子
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
以上属于分子晶体的物质属于哪些类别？
(1)所有非金属氢化物：H2O H2S NH3 CH4 HX
(2)几乎所有的酸： H2SO4 HNO3 H3PO4
(3)部分非金属单质: X2 O2 H2 S8 P4 C60
（例外：金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨等）
(4)部分非金属氧化物: CO2 SO2 NO2 P4O6 P4O10
(5)绝大多数有机物： 乙醇 冰醋酸 蔗糖
5、典型的分子晶体
例外：二氧化硅等
1、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？
2、干冰晶体中，CO2分子的取向方向有几种？
3、与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有多少个？
(8×1/8 + 6 ×1/2 )=4
6、分子晶体的结构特征
干冰的晶胞
思考：在干冰晶体中，离该CO2分子最近的分子有几个？
干冰晶体结构分析图
CO2 分子
每个CO2分子周围有12个CO2分子
分子的密堆积
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
O2的晶体结构
C60的晶胞
分子的密堆积
冰晶体中，每个水分子周围有几个紧邻的分子？他们是什么样的空间关系？为什么会这样排列？
排列方式：冰晶体与C60、CO2相比，结构上有何特点？对性质有何影响？
液态水中有无氢键？和冰在结构上有何区别？这种区别导致冰融化成水时体积有何变化？密度呢？
为什么4oC的水密度最大？
(1)在冰晶体中，水分子之间存在氢键和范德华力，而氢键是主要作用力。
(2)氢键跟共价键一样具有方向性，使每个水分子周围只能有4个紧邻的水分子相互吸引。
(3)冰融化时，水分子间的空隙减小，密度增大。
冰中1个水分子周围有4个水分子
冰的结构
分子的非密堆积
氢键具有方向性
氢键具有饱和性
冰晶体
排列方式：冰晶体与C60、CO2相比，结构上有何特点？
对性质有何影响？
液态水中有无氢键？和冰在结构上有何区别？
这种区别导致冰融化成水时体积有何变化？密度呢？
碘的晶胞结构图
练习：每个碘分子周围有 个碘分子
12
练习：HF分子晶体、NH3分子晶体与冰的结
构极为相似，在HF分子晶体中，与F原子
距离最近的HF分子有几个（ ）
A.3 B.4 C.5 D.6
B
6、分子晶体结构特征
（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积
（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征
分子非密堆积—氢键具有方向性和饱和性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙。 如：HF 、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。
（3）有单个分子存在，分子晶体的化学式就是分子式
分子密堆积-- 每个分子周围有 个紧邻的分子。 如：C60、干冰 、O2
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？
第二节 分子晶体与原子晶体
第2课时 原子晶体
180?
109?28?
Si
O
共价键
二氧化硅晶体结构示意图
109?28?
共价键
金刚石的晶体结构示意图
整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个分子，整个晶体是一个“巨分子”
二．原子晶体（共价晶体）
构成晶体的粒子是原子，所有的相邻原子间都以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。
金刚石
1、概念：
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）硬度大；
（3）一般不导电；
（4）且难溶于一些常见的溶剂。
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，所以原子晶体有特殊的物理性质。
3、常见的原子晶体
（1）某些非金属单质：
金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等
（2）某些非金属化合物：
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
（3）某些氧化物：
二氧化硅（ SiO2）晶体、α-Al2O3
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。碳、硅、锗原子半径依次增大，键长依次增大，键的强度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。
即金刚石＞硅＞锗。
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？
分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较
构成晶体粒子
分子
原子
分子间作用力
共价键
结构、性质
较小
较大
较低
很高
固态和熔融状态都不导电
不导电
相似相溶
难溶于常见溶剂
晶体类型 分子晶体 原子晶体
结
构
粒子间的作用力
性
质 硬度
溶、沸点
导电
溶解性
知识拓展－比较石墨和金刚石晶体结构
1.55×10-10m
石墨
金刚石
（1）石墨为什么很软？
（2）石墨的熔沸点为什么很高？石墨的熔点为什么高于金刚石？
（3）石墨属于哪类晶体？
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。
它们都有很强的C-C共价键。在石墨中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）， C-C键长比金刚石的短，键的强度大，故其熔点金刚石高。
石墨为混合键型晶体。
熔点（℃） 沸点（℃）
石墨 3652 4827
金刚石 3550 4827
离子型晶体
原子型晶体
分子型晶体
金属型晶体
依据微粒的种类和微粒间的作用力，将晶体分为：
分子晶体
原子晶体
离子晶体
金属晶体
干冰
金刚石
铜
共价键
离子键
金属键
分子间作用力
思考：常规加热冰、碘、NaCl 会有何现象？
熔 化
升 华
无明显现象
构成微粒：分子
构成微粒间作用：分子间作用力
（范德华力、氢键）
共性： 熔、沸点低
熔、沸点高
构成微粒：离子
离子键
第二节 分子晶体与原子晶体
第1课时 分子晶体
范德华力
共价键
O
C
一、分子晶体
1、定义：只含分子的晶体。
2、构成微粒：
3、晶体中的作用力
分子内：
分子间：
4、物理性质的共性：
分子
分子间作用力（范德华力、氢键）
共价键
熔点低、易升华、硬度小
作用力越强，晶体的熔沸点越高，硬度越大。
导电性: 通常，晶体本身不导电，熔融状态也不能导电,但某些分子晶体的水溶液能导电。
溶解性: 相似相溶原理
稀有气体分子为单原子分子，无共价键。
A、分子晶体有哪些物理特性，物理特性的差异是什么造成的？
B、分子晶体在气化或熔化的过程中需要破坏的作用力有哪些？
思考：以下晶体中哪些属于分子晶体？
S、 H2SO4、 C60、 尿素、 He 、
NH3、 SiO2、 SO2、 P4O6、 P、
Cl2、 C(金刚石)、 H2S、 冰醋酸
判断标准----只含分子
√
√
√
√
√
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√
以上属于分子晶体的物质属于哪些类别？
(1)所有非金属氢化物：H2O H2S NH3 CH4 HX
(2)几乎所有的酸： H2SO4 HNO3 H3PO4
(3)部分非金属单质: X2 O2 H2 S8 P4 C60
（例外：金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨等）
(4)部分非金属氧化物: CO2 SO2 NO2 P4O6 P4O10
(5)绝大多数有机物： 乙醇 冰醋酸 蔗糖
5、典型的分子晶体
例外：二氧化硅等
1、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？
2、干冰晶体中，CO2分子的取向方向有几种？
3、与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有多少个？
(8×1/8 + 6 ×1/2 )=4
6、分子晶体的结构特征
干冰的晶胞
思考：在干冰晶体中，离该CO2分子最近的分子有几个？
干冰晶体结构分析图
CO2 分子
每个CO2分子周围有12个CO2分子
分子的密堆积
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
O2的晶体结构
C60的晶胞
分子的密堆积
冰晶体中，每个水分子周围有几个紧邻的分子？他们是什么样的空间关系？为什么会这样排列？
排列方式：冰晶体与C60、CO2相比，结构上有何特点？对性质有何影响？
液态水中有无氢键？和冰在结构上有何区别？这种区别导致冰融化成水时体积有何变化？密度呢？
为什么4oC的水密度最大？
(1)在冰晶体中，水分子之间存在氢键和范德华力，而氢键是主要作用力。
(2)氢键跟共价键一样具有方向性，使每个水分子周围只能有4个紧邻的水分子相互吸引。
(3)冰融化时，水分子间的空隙减小，密度增大。
冰中1个水分子周围有4个水分子
冰的结构
分子的非密堆积
氢键具有方向性
氢键具有饱和性
冰晶体
排列方式：冰晶体与C60、CO2相比，结构上有何特点？
对性质有何影响？
液态水中有无氢键？和冰在结构上有何区别？
这种区别导致冰融化成水时体积有何变化？密度呢？
碘的晶胞结构图
练习：每个碘分子周围有 个碘分子
12
练习：HF分子晶体、NH3分子晶体与冰的结
构极为相似，在HF分子晶体中，与F原子
距离最近的HF分子有几个（ ）
A.3 B.4 C.5 D.6
B
6、分子晶体结构特征
（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积
（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征
分子非密堆积—氢键具有方向性和饱和性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙。 如：HF 、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。
（3）有单个分子存在，分子晶体的化学式就是分子式
分子密堆积-- 每个分子周围有 个紧邻的分子。 如：C60、干冰 、O2
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？
第二节 分子晶体与原子晶体
第2课时 原子晶体
180?
109?28?
Si
O
共价键
二氧化硅晶体结构示意图
109?28?
共价键
金刚石的晶体结构示意图
整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个分子，整个晶体是一个“巨分子”
二．原子晶体（共价晶体）
构成晶体的粒子是原子，所有的相邻原子间都以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。
金刚石
1、概念：
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）硬度大；
（3）一般不导电；
（4）且难溶于一些常见的溶剂。
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，所以原子晶体有特殊的物理性质。
3、常见的原子晶体
（1）某些非金属单质：
金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等
（2）某些非金属化合物：
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
（3）某些氧化物：
二氧化硅（ SiO2）晶体、α-Al2O3
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。碳、硅、锗原子半径依次增大，键长依次增大，键的强度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。
即金刚石＞硅＞锗。
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？
分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较
构成晶体粒子
分子
原子
分子间作用力
共价键
结构、性质
较小
较大
较低
很高
固态和熔融状态都不导电
不导电
相似相溶
难溶于常见溶剂
晶体类型 分子晶体 原子晶体
结
构
粒子间的作用力
性
质 硬度
溶、沸点
导电
溶解性
知识拓展－比较石墨和金刚石晶体结构
1.55×10-10m
石墨
金刚石
（1）石墨为什么很软？
（2）石墨的熔沸点为什么很高？石墨的熔点为什么高于金刚石？
（3）石墨属于哪类晶体？
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。
它们都有很强的C-C共价键。在石墨中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）， C-C键长比金刚石的短，键的强度大，故其熔点金刚石高。
石墨为混合键型晶体。
熔点（℃） 沸点（℃）
石墨 3652 4827
金刚石 3550 4827