高中化学必修三分子晶体和原子晶体.pdf
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选修3第三章第二节分子晶体与原子晶体
4、气化或熔化时破坏的作用力： 共价键
5、物理性质：
(1)熔沸点很高 (2)硬度很大 (3)不导电,有的为半导体 (4)难溶于一般溶剂
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、AlN、Si3N4等 （3）某些氧化物： SiO2、Al2O3等
Si o
109º28´
共价键
探究思考 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?
资料莫氏硬度
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。
第二节 分子的晶体叫分子晶体 2、组成微粒： 分子 3、粒子间作用力：分子间作用力或范德华力 氢键
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?
4、物理特性： (1) 熔点、沸点较低，有的易升华； (2) 硬度较小； (3)不导电，熔融状态也不导电。有些 在水溶液中可以导电. (4)溶解性符合相似相溶原理
7、典型的原子晶体
109º28´
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？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？
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_____________
高中化学选修三第三章 第二节 分子晶体和原子晶体
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，每个碳 原子被12个环共用。
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 ½）= 1：2 1mol金刚石中含有的C-C共价键数 2mol。
分子间作用力
较低 固态或熔融 时都不能 相似相溶
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？
二氧化硅晶体结构示意图
Si O
109º 28´
A、 ① ③ ②
B、 ② ③ ①
C、 ③ ① ②
D、 ② ① ③
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？
A．NH3、HD、C10 H8
C．SO2、SO3、C60
B．PCl3、CO2、H2SO4
D．CCl4、Na2S、H2O2
练习：下列分子晶体，关于溶、沸点高低叙述中，正确 的是 ( B ) A．Cl2 >I2 B．SiCl4>CCl4
C．NH3< PH3
D. C(CH3)4 >CH3(CH2)3CH3
109º 28´
键能： 347.7kj/mol 熔点： 大于35500C
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。
人教版高中化学选修三第三章第2节 分子晶体和原子晶体 课件(共14张PPT)
美丽的晶体
硝酸钾晶体
单晶硅
萘晶体显微结构
明矾晶体
重铬酸钾晶体
一、分子晶体
• 我们学过的一些物质，如H2O、CO2、 NH3、CH4 等，在固态时也以晶体 的形式存在，它们是由分子通过分 子间作用力结合而成的。在这些晶 体中，构成晶体的粒子是分子，像 这样分子间以分子间作用力相结合 的晶体叫做分子晶体。
• (2)部分非金属单质，如 _卤__素__(X_2_)、__氧__(O_2_)_、_硫_ (_S_8)_、__氮_(_N2_)、白磷(P4)、C_60。
• (3)部分非金属氧化物，如_C_O_2、_P_2O6、__P_4O_1_0、__SO__2 等 。
• (4)几乎所有的酸。
• (5)绝大多数有机物。
• 4．构成分子晶体的作用力 • 包括__范_德__华__力____和__氢__键____。
• 5．分子晶体结构特点
（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有范德华力，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 密堆积如O2和C60。
（2）少部分的分子晶体，分子间的主要 作用力是氢键（当然也有范德华力），其 堆积方式不采用密堆积。如HF、H2O、NH3
分子的非密堆积
氢键具有方向性
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
6．分子晶体与化学键
(1)分子晶体中_一__定__存在范德华力， _不__一__定__存在化学键。 (2)除稀有气体分子构成的晶体以外，一 般分子晶体中分子之间存在的作用力是 _范__德__华__力_，分子内部原子之间存在的作 用力是__共__价__键__，范德华力能量_较__小__， 共价键能量__较__大__。
硝酸钾晶体
单晶硅
萘晶体显微结构
明矾晶体
重铬酸钾晶体
一、分子晶体
• 我们学过的一些物质，如H2O、CO2、 NH3、CH4 等，在固态时也以晶体 的形式存在，它们是由分子通过分 子间作用力结合而成的。在这些晶 体中，构成晶体的粒子是分子，像 这样分子间以分子间作用力相结合 的晶体叫做分子晶体。
• (2)部分非金属单质，如 _卤__素__(X_2_)、__氧__(O_2_)_、_硫_ (_S_8)_、__氮_(_N2_)、白磷(P4)、C_60。
• (3)部分非金属氧化物，如_C_O_2、_P_2O6、__P_4O_1_0、__SO__2 等 。
• (4)几乎所有的酸。
• (5)绝大多数有机物。
• 4．构成分子晶体的作用力 • 包括__范_德__华__力____和__氢__键____。
• 5．分子晶体结构特点
（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有范德华力，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 密堆积如O2和C60。
（2）少部分的分子晶体，分子间的主要 作用力是氢键（当然也有范德华力），其 堆积方式不采用密堆积。如HF、H2O、NH3
分子的非密堆积
氢键具有方向性
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
6．分子晶体与化学键
(1)分子晶体中_一__定__存在范德华力， _不__一__定__存在化学键。 (2)除稀有气体分子构成的晶体以外，一 般分子晶体中分子之间存在的作用力是 _范__德__华__力_，分子内部原子之间存在的作 用力是__共__价__键__，范德华力能量_较__小__， 共价键能量__较__大__。
选修三 3.3 分子晶体与原子晶体
4: 在金刚石晶体中，最小碳环由几个碳原子来
组成? 6个
5.在金刚石晶胞中含有的碳原子数？
金刚石晶胞
在金刚石晶胞中含有 的碳原子数:
8×1/8+6×1/2+4=8
原子晶体的结构
1．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最
小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个 C—C 键间
的夹角是( )
6.如图所示是某种原子晶体 A 的空间结构片断，A 与某物质 B 反应生成 C，其实质是在每个 A—A 键中插入一个 B 原子，则 C 物质的化学式可能为( )
A．AB C．AB2
B．A5B4 D．A2B5
3．下列有关叙述不正确的是( ) A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体 B．1 mol 金刚石中的 C—C 键数目是 2NA，1 mol SiO2 晶体中 的 Si—O 键数目是 4NA C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂 D．SiO2 晶体是原子晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2 不是 它的分子式
晶体中的键或作用力
共价键
由最少碳原子形成 ６个原子不同面 环的形状与个数
碳原子成键数
４
碳原子数与碳碳键 1:2
的比值
共价键与范德华力
６个原子同面 ３
2:3
3．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的
碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每
个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是
A．6个120°
( B．5个108°
原子晶体物理特性：
在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键（一般是
共价单键）相结合，所以原子晶体有以下物理性质：
–熔点和沸点很高
–硬度很大(但硬而脆)
组成? 6个
5.在金刚石晶胞中含有的碳原子数？
金刚石晶胞
在金刚石晶胞中含有 的碳原子数:
8×1/8+6×1/2+4=8
原子晶体的结构
1．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最
小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个 C—C 键间
的夹角是( )
6.如图所示是某种原子晶体 A 的空间结构片断，A 与某物质 B 反应生成 C，其实质是在每个 A—A 键中插入一个 B 原子，则 C 物质的化学式可能为( )
A．AB C．AB2
B．A5B4 D．A2B5
3．下列有关叙述不正确的是( ) A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体 B．1 mol 金刚石中的 C—C 键数目是 2NA，1 mol SiO2 晶体中 的 Si—O 键数目是 4NA C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂 D．SiO2 晶体是原子晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2 不是 它的分子式
晶体中的键或作用力
共价键
由最少碳原子形成 ６个原子不同面 环的形状与个数
碳原子成键数
４
碳原子数与碳碳键 1:2
的比值
共价键与范德华力
６个原子同面 ３
2:3
3．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的
碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每
个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是
A．6个120°
( B．5个108°
原子晶体物理特性：
在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键（一般是
共价单键）相结合，所以原子晶体有以下物理性质：
–熔点和沸点很高
–硬度很大(但硬而脆)
高中化学必修三 分子晶体和原子晶体
1、概念： 相邻原子间均以共价键相结合而形成三维的 共价键网状结构的晶体。
思考：你怎么理解 “巨分子” “共价晶体
”？ 2、结构特点：
(1)构成粒子：原子。
三态变化、 化学反应 都破坏它
(2)粒子间的作用：共价键。
3、原子晶体的物理特性及影响因素：
–熔点和沸点很高 –硬度大(金刚石在自然界中硬度最大) –一般不导电 –难溶于一些常见的溶剂
分子的非密堆积 氢键具有方向性
氢键具有饱和性 冰的结构 冰中1个水分子周围有4个水分子
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？
冰晶体
✓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？
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
分子的密堆积
每个CO2分子周围有12个CO2分子
分子的密堆积
O2的晶体结构
C60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
6、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
分子密堆积-- 每个分子周围有 ：C60、干冰 、O2
个紧邻的分子。 如
• 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？
分子间： 分子间作用力（范德华力、氢键）
4、分子晶体物理性质的共性： 熔点低、易升华、硬度小
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
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
思考：你怎么理解 “巨分子” “共价晶体
”？ 2、结构特点：
(1)构成粒子：原子。
三态变化、 化学反应 都破坏它
(2)粒子间的作用：共价键。
3、原子晶体的物理特性及影响因素：
–熔点和沸点很高 –硬度大(金刚石在自然界中硬度最大) –一般不导电 –难溶于一些常见的溶剂
分子的非密堆积 氢键具有方向性
氢键具有饱和性 冰的结构 冰中1个水分子周围有4个水分子
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？
冰晶体
✓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？
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
分子的密堆积
每个CO2分子周围有12个CO2分子
分子的密堆积
O2的晶体结构
C60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
6、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
分子密堆积-- 每个分子周围有 ：C60、干冰 、O2
个紧邻的分子。 如
• 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？
分子间： 分子间作用力（范德华力、氢键）
4、分子晶体物理性质的共性： 熔点低、易升华、硬度小
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
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
分子晶体和原子晶体分子晶体ppt推荐人教版高中化学选修三
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分子非密堆积 (2)冰
（1）水分子之间的作用力是__氢__键___、__范__德__华__力__。 （2）冰中１个水分子周围有__4___个水分子形成四面体。 （3）1mol冰中有__2___mol“氢键”。
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笼装化合物
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第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体和原子晶体
第一课时
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
金属晶体 离子晶体
观察下列两种晶体有什么共同特点？
干冰晶体结构
碘晶体结构
一、分子晶体 1. 概念： 只含有分子的晶体称为分子晶体。
①构成晶体的微粒： 分子 ②微粒间作用力： 分子间作用力
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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
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高中化学3.3分子晶体与原子晶体 名师优质课件3(鲁科版选修3)
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，晶体熔点越高
金刚石 ＞ 碳化硅 ＞ 晶体硅
3、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。 这种说法对吗？为什么？
7.原子晶体的熔点高低与其内部结构密切 相关： 对结构相似的原子晶体来说，原子半径 越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点 越高，硬度越大。 阅读：碳化硅的结构与用途。
第3节 原子晶体与分子晶体
第一课时
原子晶体
109º 28´
共价键
一．原子晶体（共价晶体）
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．
2、构成微粒： 原子 3、微粒之间的作用：共价键
共价键 4、气化或熔化时破坏的作用力：
5.常见的原子晶体
• 某些非金属单质：
金刚石（C）、晶体硅(Si)、
资料 莫氏硬度
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。
3MgO· 4SiO2· H2O CaSO4 CaCO3 CaF2
KAlSi3O8 SiO2 羟基矽 酸氟铝 Al2O3 C
钙的磷酸盐
石墨的结构与性质
一种结晶形碳，是天然出产 的矿物。铁黑色至深钢灰色， 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。熔点高达3850℃。质软且 能导电，是非常好的润滑剂。 可用于制造坩锅、电极、铅笔 芯、原子反应堆中的中子减速 剂等。
石墨晶体结构
晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等
• 某些非金属化合物：