3.2分子晶体与原子晶体
3.2 分子晶体与原子晶体
3.2 分子晶体与原子晶体
分子晶体熔、沸点高低的比较规律
分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力。
分子间作用力越大，物质熔化和汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越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
6、分子晶体结构特征：分子的密堆积
（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
在SiO2晶体中①1个Si
每个Si原子周围结合4
个Si原子相结合。
实际上，
6、科学视野
天然金刚石的形成:高温、高压、长时间在地幔中形成的。
金刚石的人工合成:①高压合成②低压合成。
第三章 第二节 原子晶体与分子晶体 第2课时 Word版含答案
第2课时原子晶体[学习目标定位] 1.知道原子晶体的概念，能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性。
2.学会晶体熔、沸点比较的方法。
一、原子晶体的概念、结构及其性质1.概念及组成(1)概念：相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体，称为原子晶体。
(2)构成微粒：原子晶体中的微粒是原子，原子与原子之间的作用力是共价键。
2.两种典型原子晶体的结构(1)金刚石的晶体结构模型如图所示。
回答下列问题：①在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。
②晶体中相邻碳碳键的夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。
③最小环上有6个碳原子，晶体中C原子与C—C键个数之比为1∶2。
④晶体中C—C键键长很短，键能很大，故金刚石的硬度很大，熔点很高。
(2)二氧化硅晶体结构模型如图所示。
回答下列问题：①每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构。
②晶体中最小的环为6个硅原子、6个氧原子组成的12元环，硅、氧原子个数比为1∶2。
3.特性由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合，故原子晶体：①熔、沸点很高，②硬度大，③一般不导电，④难溶于溶剂。
4.常见的原子晶体：常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等；某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。
原子晶体的结构特点(1)构成原子晶体的微粒是原子，其相互作用力是共价键。
(2)原子晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式。
例1下列物质的晶体直接由原子构成的一组是()①CO2②SiO2③晶体Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固态HeA.①②③④⑤⑥B.②③④⑥C.②③⑥D.①②⑤⑥【考点】原子晶体【题点】原子晶体的一般性质及判断答案C解析CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体，其晶体由分子构成，稀有气体He由单原子分子构成；SiO2、晶体Si属于原子晶体，其晶体直接由原子构成。
新课标高中化学选修3第二节分子晶体与原子晶体共价晶体
第2课时 共价晶体学业要求素养对接1.借助共价晶体模型认识共价晶体的结构特点。
2.能够从化学键的特征，分析理解共价晶体的物理特性。
微观探析：共价晶体的结构特点。
模型认知：建立共价晶体模型，并利用共价晶体模型进行相关计算。
[知 识 梳 理]一、共价晶体的结构和性质 1.共价晶体的结构特点 (1)构成微粒及作用力共价晶体⎩⎨⎧构成微粒：原子微粒间作用力：共价键(2)空间构型：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。
2.共价晶体与物质的类别物质种类 实例某些非金属单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si 3N 4)、氮化硼(BN)等 某些氧化物二氧化硅(SiO 2)等3.共价晶体的熔、沸点(1)共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必需破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔点。
(2)结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。
【自主思考】1.含有共价键的晶体都是共价晶体吗？提示 共价晶体中都有共价键，但含有共价键的不一定是共价晶体。
如CO 2、H 2O等分子晶体中也含有共价键。
二、典型的共价晶体1.金刚石(1)碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角为109°28′。
(2)每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构。
(3)最小碳环由6个碳原子组成，且最小环上有4个碳原子在同一平面内；每个碳原子被12个六元环共用。
2.晶体硅把金刚石中的C原子换成Si原子，得到晶体硅的结构，不同的是Si—Si键长＞C—C 键长。
3.二氧化硅晶体(1)Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′。
(2)每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用；每个O原子和2个Si原子形成2个共价键，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2。
3.2分子晶体与共价晶体 教学设计- 2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修2
3.2分子晶体与共价晶体班级：姓名：小组：小组评价：教师评价：一、教材内容分析本节内容主要包括分子晶体和共价晶体两部分。
第一部分内容介绍分子晶体，主要介绍了两个问题：一是分子晶体的特性；二是分子晶体的结构特征。
第二部分内容介绍共价晶体，也主要介绍两个问题：一是共价晶体的结构特征；二是共价晶体的特性。
二、教学目标1、知识和能力：借助分子晶体、共价晶体模型认识晶体的结构特点，说明晶体中的微粒及微粒间的相互作用。
认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。
2、过程和方法：能说明分子晶体、共价晶体的区别，能结合实例说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。
3、情感态度价值观目标：结合干冰、冰、金刚石、石英的结构模型，通过分析、推理、计算等方法认识研究典型分子晶体和共价晶体的组成和结构，建立模型，能运用模型揭示不同晶体的结构特点。
三、学习者特征分析高二学生出现两极分化。
对优生来说，学习自觉，对于老师教授的内容可以当堂理解。
中等水平学生，学习目的模糊，学习动机不强，处于被动状态，需要老师带动学习，往往不能在第一时间学会需反复强调。
学习困难生则对于知识难以把握，难以理解,需要老师格外关注，为其制定相应的策略。
四、教学重点、难点重点：分子晶体、共价晶体的结构特点与性质之间的关系，氢键对分子晶体结构与性质的影响。
难点：分子晶体、共价晶体的结构特点，氢键对冰的结构和性质的影响。
五、教学方法小组合作、探究法六、教学过程新课导入[模型展示]碘晶胞示意图[学生回答]观察分析碘晶胞的结构特点及粒子间的作用力：晶胞中只有分子。
晶体中相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子以共价键相结合。
[过渡]像碘晶体，只含有分子的晶体称为分子晶体。
除了分子晶体外还有共价晶体，这就是我们这节课要学习的内容。
新课讲授1.分子晶体[获取概念]概念：只含分子的晶体称为分子晶体。
粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。
原子晶体分子晶体和离子晶体的判断
原子晶体分子晶体和离子晶体的判断原子晶体分子晶体和离子晶体
原子晶体是由原子组成的晶体。
它由沿有序排列且彼此间有固定距离的原子或分子组成，其中可以包括气体，液体或固体的微粒。
由于原子的吸引力，它们形成了一个非常稳定的晶格，具有独特的结构特征。
原子晶体常常表现为固体，例如石墨、金刚石和金红石，都是一种原子晶体。
分子晶体是由更大的分子组成的晶体。
它们由具有高度有序并彼此间有固定距离的原子或分子组成，是一种有形态的物质。
与原子晶体不同，它们以不同形体组合而成，例如，聚苯乙烯就是一种很常见的分子晶体，是由苯乙烯分子以奇数多功能组成而构成的晶体体系。
离子晶体是由带有负号或正号电荷的离子组成的晶体。
它在电场下会受到强烈的离子互斥力的作用，形成一定的有规律的晶体结构，结构较易被打乱，比较容易改变，在物理和化学上常有很大的许多区别。
例如，KCl、NaCl等常见的盐类离子晶体，以及数种酸类复合物的离子晶体。
总而言之，原子晶体由单个原子组成，分子晶体由更大的分子组成，离子晶体由带有负号或正号电荷的离子组成，但均具有有序的晶体结构，是一种稳定、有形态的物质。
【红对勾】14-15人教化学选修三课件：3-2分子晶体与原子晶体
分子
2．(1)①很高
越小
越短 越大
越高
②难
③大
(2)①非金属单质 (3)4 正四面体
②非金属化合物 正四面体 109° 28′ sp3
课堂互动探究02
课堂互动·提能力
原子晶体与分子晶体的结构与性质
1．分子晶体与原子晶体的比较 晶体类型 分子晶体 分子间通过分 定义 子间作用力结 合形成的晶体 原子晶体 相邻原子间以共价键 结合而形成空间立体 网状结构的晶体
2．属于分子晶体的物质种类 (1)所有________，如H2O、NH3、CH4等。 (2)部分非金属单质，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8) 等。 (3)部分________，如CO2、P4O10、SO2等。 (4)几乎所有的________，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3 等。 (5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯 等。
(2)常见原子晶体： ①某些________；如：晶体硼、晶体Si和晶体Ge、金刚石 等。 ②某些________；如：金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化 硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等。 (3)金刚石晶体的结构 在金刚石晶体中，每个碳原子被相邻的________个碳原子包 围，形成________，被包围的碳原子处于________的中心，碳碳 键的夹角________，碳原子以________杂化方式成键。
易错点排行榜 · 晶体类型的判断★★★ · 原子晶体、分子晶体的性质★★ · 金刚石、晶体硅、SiO2晶体的结构特点★★
课前自主学习01
课前预习·打基础
一、分子晶体 1．结构特点 (1)构成微粒及微粒间的作用力
(2)微粒堆积方式 ①若分子间作用力只是范德华力，则分子晶体有________特 征，即每个分子周围有________个紧邻的分子。 ②分子间含有其他作用力，如氢键，由于氢键具有______， 使分子不能采取密堆积的方式，则每个分子周围紧邻的分子要少 于12个。如冰中每个水分子周围只有________个紧邻的水分子。
分子晶体和原子晶体
分子晶体和原子晶体
1、分子晶体和原子晶体区别：
（1）单体结构不同。
分子晶体一般是有物质分子构成，而原子晶体一般有单个原子构成;
（2）晶体内作用力不同。
分子晶体一般是通过分子间范德华力作用形成，而原子晶体一般通过原子共价键作用形成;
（3）物理性质不同。
分子晶体一般硬度、熔点较低，而原子晶体一般硬度、熔点很高。
比如白糖属于分子晶体，而钻石属于原子晶体，二者硬度、熔点差别很大;
（4）存在形式有差异。
分子晶体一般有固、液、气三种存在形式，而原子晶体一般只有固体存在形式。
分子晶体典型代表:
1、所有非金属氢化物;
2、大部分非金属单质（稀有气体形成的晶体也属于分子晶体），如：卤素(X2)、氧气、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等(金刚石，和单晶硅等是原子晶体）;
3、部分非金属氧化物，如：CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等（如SiO2是原子晶体） ;
4、几乎所有的酸;
5、绝大多数有机化合物，如：苯、乙酸、乙醇、葡萄糖等 ;
6、所有常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、
易挥发的固态物质。
原子晶体类型:
1、某些金属单质：晶体锗（Ge）等;
2、某些非金属化合物：氮化硼（BN）晶体、碳化硅、二氧化硅等;
3、非金属单质：金刚石、晶体硅、晶体硼等。
高中化学3.2分子晶体与原子晶体K1 K2优秀课件
干冰晶体中，每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相 等的CO2分子有12个CO2分子？
65
87
31
42
〔2〕冰 晶体的结构如以下图所示
构成冰晶体的结构微粒是H2O 分子，微粒间的相互作用力主要 是氢键〔也存在范德华力〕 在冰的晶体中，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，这样的排列使冰晶 体中的水分子的空间利用率不高， 留有相当大的空隙。
〔2〕 SiO2
观察SiO2晶体结构
SiO2中每个Si与4个O结合构成 正四面体，同时每个O与2个Si结合。
SiO2晶体中， Si原子与O原子个数比为： 1﹕(4×1／2)=1﹕2 Si原子个数与Si—O键数之比为： 1﹕4 注意：原子晶体中不存在单个分子，它的化学式代表 晶体中各构成粒子的个数比，而不代表真实的分子组成。
二、原子晶体
1．结构特点： (1)构成晶体粒子：原子
晶体熔化 破坏它
(2)晶体里粒子间的作用：共价键。
2．定义：在晶体里，所有相邻原子都以共价键相结合而形成三 维网状结构的晶体。
3．原子晶体性质的共性： 熔点高，硬度大，难溶于一些常见的溶剂
4 ．常见原子晶体 〔1〕金刚石 在金刚石晶体中,
每个C与多少个C成键？ 4 C采取何种杂化方式？ SP3杂化 形成怎样的空间结构？ 正四面体的立体网状结构 键角？ 109°28′
C. 金刚石和HCl
D. CCl4和KCl
例题2.C60、金刚石和石墨的结构模型如以下图所示〔石墨仅表 示出其中的一层〕
〔1〕C60、金刚石和石墨三者互为 A、同分异构体 C、同系物
B
；
B、同素异形体
D、同位素
〔2〕固态时，C60属于 分子 〔填“离子〞、“原子〞或 “分子〞〕晶体；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氢键
还有一种晶体叫做干冰，它是固体的CO2 的晶体。干冰外观像冰，干冰不是冰。其熔 点比冰低的多，易升华。 干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间力 不存在氢键，因此干冰中CO2分子紧密堆积， 每个CO2分子周围最近且等距离的CO2分子数 目有12个 。
与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个
分子晶体的结构性质
晶体类型
结 构 构成晶体的粒子 粒子间的相互作 用力 硬度 熔沸点 导电性 溶解性
分子晶体
分子 分子间作用力 小 较低 固态熔融状态不导电 相似相溶
性 质
2 原子晶体
原子晶体：相邻原子间以共价键相
结合而形成的空间网状结构的晶体。
1.构成微粒：原子 2.微粒之间的作用：共价键 3.气化或熔化时破坏的作用：共价键 4.一般宏观性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于 一般溶剂。
O
Cu
答案： (1) YBa2Cu3O7 (2) 2:1
课后答案
1.分子晶体 原子晶体
2.分子晶体 原子晶体
3. 晶体类型 分子晶体 原子晶体 组成粒子 分子 原子 粒子间的作用 分子间作用力 共价键
4.认识到冰中含有共价键，而忽略了冰晶 体中水分子与其他水分子之间的作用力是分子 间作用力，不是化学键，所以是错误的。 5.原子晶体：金刚石；石英；金刚砂。 分子晶体：其余几种。 6.参考教科书制作。
重点与难点
重点
掌握分子晶体的结构特点和性质特点。
难点
1.氢键的方向性和氢键对物体物理性质 的影响。 2.从三维空间结构认识晶胞的组成结构。
1. 分子晶体
晶体分子 ：只含分子的晶体称为分 子晶体。 在分子晶体中，分子内的原子间以 共价键结合，而相邻分子靠分子间作用 力或氢键相互吸引。
碘 晶 体 结 构
5. C70分子是形如椭球状的多面体，该结构的 建立基于以下考虑： （1）C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳 原子形成化学键； （2）C70分子中只含有五边形和六边形； （3）多面体的顶点数、面数和棱边数的关系 遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。 根据以上所述确定：（1）C70分子中所含的单键数 和双键数；（2）C70分子中的五边形和六边形各有 多少？
性 质
高考链接
1(99年广东）科学家最近又发现了一种新能 源——“可燃冰”它的主要成分是甲烷与水分子 的结晶水合物(CH4· 20)。其形成：埋于海底地 nH 层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌 把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)， 其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温 与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就是“可 燃冰”。又知甲烷同CO2一样也是温室气体。这 种可燃冰的晶体类型是 ( B ) A. 离子晶体 B. 分子晶体 C. 原子晶体 D. 金属晶体
3.在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的 CO2分子有___________个 在晶体中截取一个 12 最小的正方形；使正方形的四个顶点部落到 CO2分子的中心，则在这个正方形的平面上有 ___________个CO2分子。 4
4.现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图2-8所 示），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 1:1 C2D 为______；丁晶体的化学式为______。 XY3Z EF
分子晶体的结构特征
（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 ）
分子密堆积
氢键形成的条件：半径小，吸引电子能 力强的原子（N，O，F）与H核。 氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的 原子与H核之间的静电吸引作用。氢键可看作 是一种比较强的分子间作用力。 氢键对物质性质的影响：氢键使物质的熔 沸点升高。
（4）几乎所有的酸：H2SO4,HNO3,H3PO4 （5）绝大多数有机物晶体：乙醇，冰醋酸，蔗糖
让我们回忆一下分子间作用力 的有关知识 。
分子间存在着一种把分子聚集在一起的 作用力叫做分子间作用力，也叫范徳华力。 一般来说，对与组成和结构相似的物质，相 对分子量越大分子间作用力越大，物质的熔 沸点也越高。但是有些氢化物的熔点和沸点 的递变却与此不完全符合，如：NH3，H2O和 HF的沸点就出现反常。
答案： （1）单键数：70；双键数：35。 （2）设C70分子中五边形数为x个，六边 形数为y个。 依题意可得方程组： 1/2（5x+6y）=1/2（3×70）（键数，即 棱边数） 70+（x+y）-1/2（3×70）=2（欧拉定理） 解得五边形数x=12，六边形数y=25。
6.1986年，瑞士两位科学家发现一种性能良好 的金属氧化物超导体，使超导工作取得突破性进 展，为此两位科学家获得了1987年的Nobel物理学 奖。其晶胞结构如图。 （1）根据图示晶胞结构，推算晶体中Y，Cu， Ba和O原子个数比，确定其化学式 。 (2)根据(1)所推出的化合物的组成，计算其中 Cu原子的平均化合价(该化合物中各元素的化合价 为Y+3，Ba+2，Cu+2和Cu+3)试计算化合物中这两种 价态Cu原子个数比。
过程与方法
1.充分利用教材提供的图、表等资料，借 助模型，多媒体等教学手段，化抽象为直观， 初步学会运用类比、想象、归纳、概括等方法 获取的信息进行加工。 2.通过讨论与交流，启发学生的思维，逐 步养成良好的学习习惯和学习方法。
情感与态度
1.激发学生对微观世界的探究欲和学 习化学的兴趣。 2.对学生进行世界的物质性、物质 的可分性的辨证唯物主义观点的教育。
解析： 由题目易得可燃冰的熔点很低， 与二氧化碳近似，所有最可能是分 子晶体。答案选B。
2（01年湖南）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它 的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍 采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。 (1)氮化硅晶体属于__________晶体。 原子 (2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间以单键相 连，且N原子和N原子，Si原子和Si原子不直接相连， 同时每个原子都满足8电子稳定结构。请写出氮化硅 Si3N4 的化学式__________。 (3)现用SiCl4和凡在H2气氛保护下，加强热发生 反应，可得较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式 3SiCl4+2N2+6H2 = Si3N4+12HCl 为_______________________________________。
7. 12个。
导入新课
二氧化碳和二氧化硅都是碳族的氧化物， 但是一个是气体另个是固体。他们的微观结 构是不是一样呢？
干冰和冰都是固体，但是冰浮在水面而干 冰则沉入水中。
第二节 分子晶体与原子晶体
1. 分子晶体 2. 原子晶体
教学目标
知识与能力
1.使学生了解分子晶体的组成粒子、结构 模型和结构特点及其性质的一般特点。 2.使学生了解晶体类型与性质的关系。 3.使学生理解分子间作用力和氢键对物质 物理性质的影响。 4.知道一些常见的属于分子晶体的物质 类别。
较典型的分子晶体有非金属氢化物， 部分非金属单质，部分非金属氧化物， 几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体。 你能列举出几种么？
（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, P4O4, P4O10
你能列举出几种原子晶体么？
硼、硅、锗、金刚石等
SiC、BN等
SiO2、Al2O3等
金刚石
109º 28´
共价键
二氧化硅的结构模型
Si
o
180º
109º 28´
共价键
原子晶体的用途
钻头
木工刀具
晶体类型
结 构 构成晶体的粒子
原子晶体
原子
粒子间的相互作用力 硬度 熔沸点
导电性 溶解性
共价键 大 较高 不导电，个别为半 导体 不溶于任何溶剂
课堂练习
1.下列晶体中不属于原子晶体的是 （ A ） A.干冰 B.金刚砂 C.金刚石 D.水晶 2.下列各项所述的数字不是6的是（ C ） A.在NaCl晶体中，与一个Na+最近的且距离相 等的Cl- 的个数 B.在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数 C.在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数 D.在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳 原子个数