高中化學物質的結構與性質原子結構原子的性質共價鍵分子的立體結構人教版 選修三$3.2 分子與原子晶體

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1、第二節(jié)第二節(jié) 分子晶體與原子晶體分子晶體與原子晶體復習總結：復習總結：微粒間作用微粒間作用微粒為分子：微粒為分子：分子間作用力（或范德華力）或氫鍵；分子間作用力（或范德華力）或氫鍵；微粒為原子：極性共價鍵或非極性共價鍵微粒為原子：極性共價鍵或非極性共價鍵；微粒為離子：離子鍵。微粒為離子：離子鍵。一、一、分子晶體分子晶體 1 1、 只含分子的晶體稱為分子晶體。如碘只含分子的晶體稱為分子晶體。如碘晶體只含晶體只含I I2 2分子，屬于分子晶體。在分子晶分子，屬于分子晶體。在分子晶體中，分子內的原子間以共價鍵結合，而相體中，分子內的原子間以共價鍵結合，而相鄰分子靠分子間作用力或氫鍵相互吸引鄰分子靠分

2、子間作用力或氫鍵相互吸引。 碘晶體結構碘晶體結構* * *構成分子晶體的構成分子晶體的粒子是分子，粒子粒子是分子，粒子間的相互作用是分間的相互作用是分子間作用力子間作用力或氫鍵或氫鍵2 2、分子晶體的一般宏觀性質、分子晶體的一般宏觀性質 較低的熔沸點較低的熔沸點 較小的硬度較小的硬度 固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導電固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導電 分子晶體的溶解性與溶質與溶劑的分子晶體的溶解性與溶質與溶劑的 分子的極性相關分子的極性相關 相似相溶相似相溶構成分子晶體的粒子是分子，粒子間的相構成分子晶體的粒子是分子，粒子間的相互作用是分子間作用力互作用是分子間作用力或氫鍵或氫鍵3、屬于分子晶體的化合物類別舉例

3、、屬于分子晶體的化合物類別舉例（1）、所有非金屬氫化物）、所有非金屬氫化物 H2O,H2S,NH3,CH4,HX（2）、部分非金屬單質）、部分非金屬單質 X2,O2,H2, S8,P4, C60 （3）、部分非金屬氧化物）、部分非金屬氧化物 CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10（4）、幾乎所有的酸）、幾乎所有的酸 H2SO4,HNO3,H3PO4（5）、絕大多數(shù)有機物晶體）、絕大多數(shù)有機物晶體 乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖碘的晶體結構圖碘的晶體結構圖12氫鍵具有方向性氫鍵具有方向性許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這類水合

4、物晶體的是類水合物晶體的是1919世紀初的英國化學家戴維，世紀初的英國化學家戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學式為他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學式為ClCl2 28H8H2 20 0的水合物晶體。的水合物晶體。2020世紀末，科學家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合世紀末，科學家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要氣體成分是甲烷，物晶體。這種晶體的主要氣體成分是甲烷， 因因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰可燃冰” 科學視野：天然氣水合物科學視野：天然氣水合物一種潛在的能

5、源一種潛在的能源小節(jié)小節(jié):1 1、分子晶體：由分子構成。相鄰分子靠分子間作用力、分子晶體：由分子構成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。相互吸引。2 2、分子晶體特點：低熔點、升華、硬度很小等。、分子晶體特點：低熔點、升華、硬度很小等。3 3、常見分子晶體分類：、常見分子晶體分類：(1)(1)所有非金屬氫化物所有非金屬氫化物 (2)(2)部分非部分非金屬單質，金屬單質， (3)(3)部分非金屬氧化物部分非金屬氧化物(4)(4)幾乎所有的酸幾乎所有的酸( (而堿而堿和鹽則是離子晶體和鹽則是離子晶體 (5)(5)絕大多數(shù)有機物的晶體。絕大多數(shù)有機物的晶體。CO2和SiO2的一些物理性質如下表所示，通

6、過比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶 體。 二、原子晶體二、原子晶體 1、定義：、定義：原子間以共價鍵相結合而形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體。原子間以共價鍵相結合而形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體。 2、構成微粒：原子、構成微粒：原子 3、微粒之間的作用：共價鍵、微粒之間的作用：共價鍵 4、氣化或熔化時破壞的作用：共價鍵、氣化或熔化時破壞的作用：共價鍵 5、一般宏觀性質：、一般宏觀性質： 熔沸點高熔沸點高，硬度大硬度大，難溶于一般溶劑。，難溶于一般溶劑。6、常見原子晶體例舉：、常見原子晶體例舉：（1）某些非金屬單質）某些非金屬單質 硼、硅、鍺、金剛石等硼、硅、鍺、金剛石等（2）某些非金屬化合物）某些非金屬

7、化合物 SiC、BN等等（3）某些氧化物）某些氧化物 SiO2、Al2O3等等10928 共價鍵18010928Sio共價鍵1 1、怎樣從原子結構的角度理解金剛石、怎樣從原子結構的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降硅和鍺的熔點和硬度依次下降? ? 2 2“具有共價鍵的晶體叫做原子晶體具有共價鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對嗎。這種說法對嗎? ?為什么為什么? ?探究思考探究思考 莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標準，莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標準，18241824年由德國礦物學家莫斯（年由德國礦物學家莫斯（Frederich MohsFrederich Mohs）首先提出。確定這一標準

8、的方法是，用棱錐形金首先提出。確定這一標準的方法是，用棱錐形金剛石鉆針刻劃所試礦物的表面而產生劃痕，用測剛石鉆針刻劃所試礦物的表面而產生劃痕，用測得的劃痕的深度來表示硬度。得的劃痕的深度來表示硬度。資料資料 莫氏硬度莫氏硬度 一種結晶形碳，有天然出產的礦物。鐵一種結晶形碳，有天然出產的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質軟具滑膩感，可沾污手指黑色至深鋼灰色。質軟具滑膩感，可沾污手指成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm32.25g/cm3，化學性質，化學性質不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強熱不

9、活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。 知識拓展石墨知識拓展石墨石石墨墨晶晶體體結結構構知識拓展石墨知識拓展石墨石墨 1 1、石墨為什么很軟？、石墨為什么很軟？ 2 2、石墨的熔沸點為什么很高（高于金剛石）？石墨的熔沸點為什么很高（高于金剛石）？3 3、石墨屬于哪類晶體？為什么？、石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結構，各層之間是范德華力結合，石墨為層狀結構，各層之間是范德華力結合，容易滑動，所以石墨很軟。容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀

10、結構，碳原子之間石墨各層均為平面網(wǎng)狀結構，碳原子之間存在很強的共價鍵（大存在很強的共價鍵（大鍵）鍵），故熔沸點，故熔沸點很高。很高。石墨為混合鍵型晶體石墨為混合鍵型晶體。 某些原子的熔點和硬度某些原子的熔點和硬度“硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有不同的硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有不同的標度，最普通的硬度標度是劃痕硬度，即摩氏硬標度，最普通的硬度標度是劃痕硬度，即摩氏硬度，以固體互相刻劃時出現(xiàn)刻痕的固體的硬度較度，以固體互相刻劃時出現(xiàn)刻痕的固體的硬度較低。全剛石不能被任何天然礦物刻劃出封痕，因低。全剛石不能被任何天然礦物刻劃出封痕，因而是最硬的。以金剛石的硬度為而是最硬的。以金剛石的

11、硬度為1010，以另，以另9 9種天然種天然礦物為代表，可將摩氏硬度分為十度，礦物為代表，可將摩氏硬度分為十度， 原子原子晶體晶體金剛石金剛石氮化硼氮化硼 碳化硅碳化硅氧化鋁氧化鋁 石英石英 硅硅 鍺鍺 熔點熔點 3900 3900 3000 3000 2 700 2 700 2030 2030 1710 1710 14101410 12111211 硬度硬度 10 10 9 95 5 9 95 5 9 9 7 7 6 65 5 6 60 0練習練習1、金剛石（晶體硅結構與此類似）、金剛石（晶體硅結構與此類似）（1）由圖中觀察可知：每個碳原子被）由圖中觀察可知：每個碳原子被相鄰的相鄰的4個碳原

12、子包圍，以共價鍵跟個碳原子包圍，以共價鍵跟4個碳原子接個，形成四面體。這些四個碳原子接個，形成四面體。這些四面體向空間發(fā)展，構成一個堅實的、面體向空間發(fā)展，構成一個堅實的、彼此聯(lián)結的空間網(wǎng)狀晶體。每個彼此聯(lián)結的空間網(wǎng)狀晶體。每個 C-C鍵長相等，鍵角均為鍵長相等，鍵角均為109。28。（2）晶體中最小環(huán)由）晶體中最小環(huán)由_個個C組成且不共面。組成且不共面。6（3）晶體中）晶體中C原子數(shù)與原子數(shù)與C-C 鍵數(shù)之比為：鍵數(shù)之比為：*/：*/：例、如右圖所示，例、如右圖所示，在石墨晶體的層在石墨晶體的層狀結構中，每一狀結構中，每一個最小的碳環(huán)完個最小的碳環(huán)完全擁有碳原子數(shù)全擁有碳原子數(shù)為為_，每個，

13、每個C完全擁有完全擁有CC數(shù)為數(shù)為_石墨中石墨中CC夾夾角為角為120， CC鍵長為鍵長為 1.421010 m層間距 3.35 1010 m23小結：金剛石、石墨的比較小結：金剛石、石墨的比較項目項目金剛石金剛石石墨石墨晶體形狀晶體形狀晶體中的鍵或作用晶體中的鍵或作用力力由最少碳原子形成由最少碳原子形成環(huán)的形狀與個數(shù)環(huán)的形狀與個數(shù)碳原子成鍵數(shù)碳原子成鍵數(shù)鍵的平均數(shù)鍵的平均數(shù) 原子的平均數(shù)原子的平均數(shù)每個環(huán)中每個環(huán)中正四面體空間網(wǎng)狀正四面體空間網(wǎng)狀六邊形平面層狀六邊形平面層狀共價鍵共價鍵共價鍵與范德華力共價鍵與范德華力個原子不同面?zhèn)€原子不同面?zhèn)€原子同面?zhèn)€原子同面6*1/6=16*1/2=36*

14、1/12=1/26*1/3=2白球表示 硅原子SiO2平面結構利用金剛石的結構來推斷利用金剛石的結構來推斷SIO2的空間結構的空間結構SiO2最小的環(huán)有幾個原子組成？最小的環(huán)有幾個原子組成？金剛石的結構12個（個（6個硅個硅 6個氧）個氧）題目：最近科學家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構成的題目：最近科學家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子，如右圖所示。頂角和面心的原子是鈦氣態(tài)團簇分子，如右圖所示。頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的分子原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的分子式是式是 ( ) ATiC BTi4C4， CTi14C13 DTi13C14防止類

15、推中的失誤防止類推中的失誤C小結：小結：晶體類型晶體類型 原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體概念概念組成微粒組成微粒 作用力作用力熔沸點熔沸點硬度硬度溶解性溶解性導電性導電性相鄰原子間以共價鍵相相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間網(wǎng)狀結結合而形成空間網(wǎng)狀結構構分子間以分子間分子間以分子間作用力結合作用力結合原子原子分子分子共價鍵共價鍵分子間作用力分子間作用力很大很大較小較小很大很大較小較小不溶于任何溶劑不溶于任何溶劑部分溶于水部分溶于水不導電，個別為半導體不導電，個別為半導體固體和熔化狀態(tài)固體和熔化狀態(tài)都不導電，部分都不導電，部分溶于水導電溶于水導電祝同學學習進步，祝同學學習進步，天天有個好心情天天有個好心情