第三章第二节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。
新人教版化学选3 第三章 第二节分子晶体与原子晶体

分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较
晶体类型
结构、性质
分子晶体
原子晶体
结 构
构成晶体粒子
粒子间的作用力 硬度 溶、沸点
分子 分子间作用力 较小
Байду номын сангаас
原子 共价键 较大
较低
固态和熔融状 态都不导电 相似相溶
很高
不导电
性 质
导电
溶解性
难溶于常见溶剂
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
思考:
(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?
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。 沸点 (℃) 4827 4827
熔点 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), 3652 C-C键长比金刚石的短,键的强度大, 石墨 故其熔点金刚石高。 金刚石 3550
第三章 晶体结构与性质
第二节
《分子晶体与原子 晶体》第二课时
二.原子晶体(共价晶体)
1、概念:
金 刚 石
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。
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)石墨属于哪类晶体?为什么?
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。
高二化学选修3第三章第二节分子晶体与原子晶体

A. 酸性氧化物B. 碱性氧化C .含氧酸 课时跟踪检测(十)分子晶体与原子晶体1下列物质固态时一定是分子晶体的是() D .非金属单质解析:选C 利用举特例法解题。
A 项,SiO 2为酸性氧化物,属于原子晶体;B 项, Na 2O 、CaO 等碱性氧化物属于离子晶体;D 项,金刚石、晶体硅等非金属单质属于原子晶 体。
2. 下列说法中错误的是()A. 干冰与二氧化硅晶体熔化时,所克服的微粒间相互作用不相同B. C 2H 5OH 与C 2H 5Br 相比,前者的相对分子质量远小于后者,而沸点却远高于后者,其原因是前者的分子间存在氢键C. 非金属单质只能形成分子晶体D. 金刚石熔化时断裂共价键解析:选C 干冰熔化时破坏范德华力,二氧化硅、金刚石等原子晶体熔化时破坏共价 键,A 、D 项正确;乙醇的分子间易形成氢键,故其沸点高于C 2H 5Br ,B 项正确;C 、Si 、 O 是非金属元素,但金刚石、晶体硅、二氧化硅都是原子晶体,C 项不正确。
3. 据报道,用激光可将置于铁室中的石墨靶上的碳原子“炸松”,再用一个射频电火花喷射出氮气,可使碳、氮原子结合成碳氮化合物的薄膜,该碳氮化合物的硬度比金刚石更坚硬,则下列分析正确的是()A. 该碳氮化合物呈片层状结构B •该碳氮化合物呈立体网状结构C •该碳氮化合物中C —N 键长比金刚石的C —C 键长长D .相邻主族非金属元素形成的化合物的硬度比单质小解析:选B 由题意知,碳氮化合物的硬度比金刚石还大,说明该碳氮化合物为原子晶 体,因此是立体网状结构,与金刚石相比,C 原子半径大于N 原子半径,所以C —N 键长 小于C —C 键长。
4. 如图为冰的一种骨架形式,依此为单位向空间延伸,请问该冰中的每个水分子有几个氢键()A .2B . 4C.8D.12解析:选A每个水分子与四个方向的其他4个水分子形成氢键,因此每个水分子具有的氢键个数为4送二2。
5.下列说法正确的是()A.冰熔化时,分子中H—O键发生断裂B.原子晶体中,共价键越强,熔点越高C.分子晶体中,共价键键能越大,分子晶体的熔、沸点越高D.分子晶体中,分子间作用力越大,该物质越稳定解析:选BA项,冰熔化时,破坏分子间作用力(主要是氢键),分子内的H—O键不发生断裂;C项,分子晶体中,分子间作用力越强,分子晶体的熔、沸点越高,与分子内共价键的键能大小无关;D项,分子晶体中,分子内共价键的键能越大,该分子越稳定。
分子晶体原子晶体

)
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/cm3
2、下列属于分子晶体的一组物质是(B )
A、CaO、NO、CO B、CCl4、H2 O2、He C、CO2、SO2、NaCl
《拓展》干冰兴趣实验
第二块“冰”,既熟悉又神秘的冰 思考与交流:
同一物质,一般 固态时比液态时 密度大。
那冰的密度为何 比水小呢?
阅读教材66页第一段的文字和观 pm
冰晶体中 位于中心 的一个水 分子周围 有4个水 分子。
思考与交流:
冰的密度为什么比水小?
冰晶体中水分子间存在大量氢键,氢键具有 方向性,使位于中心的一个水分子与周围4个位 于四面体顶角方向的水分子形成氢键,使得冰晶 体的结构中留有相当大的空隙,而水中尽管也有 氢键,但氢键数目比冰少得多,所以反而堆积紧 密些,密度比冰大。冰这种堆积不属于分子密堆 积。
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
• 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?
分子晶体和原子晶体

HXC60P106, P1010都形成分子晶体,只有很少的一部分和______SiO2,碳化硅,第二节分子晶体和原子晶体一、分子晶体(一)、概念:分子间以______________________ (_____________ , ________________ )相结合的晶体叫分子晶体。
注意:(1)构成分子晶体的粒子是 ______________________ 。
(2 )在分子晶体中,分子内的原子间以结合,而相邻分子靠或相互吸引。
(3 )范德华力化学键的作用:(4 )分子晶体熔化破坏的是O(二)•分子晶体的物理特性:(1)___ 的熔点和沸点,(2) ______________ 的硬度,________ 挥发, _________ 升华(3)—般都是________ 体,固体和熔融状态都__________________ 导电。
(4)分子晶体的溶解性与溶质和溶剂的分子的___________________ 相关一一____________________思考:1、为什么分子晶体熔沸点低、易挥发、易升华、硬度小?原因:分子晶体发生这些变化时_只破坏 __________________________ , ________________ 很弱,克服它时需要的能量小。
所以分子晶体熔沸点低、易挥发、易升华、硬度小。
2、为什么分子晶体在晶体和熔融状态均不导电?它们在晶体和熔融状态均不存在_______________________ 。
部分分子晶体溶于水在水分子作用下发生_____________ 导电,如HCI, H2S04 ;有些溶于水与水反应生成_______________________________ 而导电,晶体硼等。
)(四)分子晶体结构特征1. ______________________________ __ 分子密堆积每个分子周围有______________ 个紧邻的分子,如:C60、干冰、12、02——不具有分子密堆积特征P1,CH4,2,冰中1个水分lmol冰周I韦]有mol氢键。
3.2分子晶体和原子晶体

氢键具有方向性
冰中1个水分子周围有几个水分子?为什么?
冰中1个水分子周围有4个水分子
【思考与交流】
1.分子晶体有哪些物理特性,为什么? 2.怎样判断分子间作用力的大小?分子间作用力 对分子的熔沸点有什么影响?
5.分子晶体的物理性质
(1)性质:
分子晶体熔沸点低、硬度小、易升华,固体 和熔融状态不导电,有些在水溶液中能导电。
12g金刚石C-C键数为多少NA?
①金刚石中每个C原子以sp3杂化,分别与4个 相邻的C 原子形成4个σ 键,故键角为 109°28′,每个C原子的配位数为4; ②每个C原子均可与相邻的4个C构成实心的正 四面体,向空间无限延伸得到立体网状的金刚 石晶体,在一个小正四面体中平均含有 1+4×1/4 =2个碳原子; ③在金刚石中最小的环是六元环,1个环中平 均含有6×1/12=1/2个C原子,含C-C键数为 6×1/6=1; ④金刚石的晶胞中含有C原子为8个,内含4个 小正四面体,含有C-C键数为16。
4.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 、O2 等
(2)有分子间氢键 —分子非密堆积 如:HF 、冰、NH3 水分子之间的主要作用力是 氢键
氢键具有 方向性 有 紧邻的 4 个 水分子
,由于
,故在冰的每个水分子周围只
分子的非密堆积
(2)本质原因:
分子间作用力很弱。 ---分子间作用力强弱 (3)熔沸点的比较: A.组成和结构相似的物质,相对分子质量越大, 熔沸点越高。 B.组成和结构不相似的物质,分子极性越大, 熔沸点越高。 C.分子间有氢键的物质熔沸点反常。
【问题探究】
分子晶体和原子晶体ppt

4.下列物质的熔点高低顺序正确的是( ) A.HF < HCl < HBr B.金刚石 < 碳化硅 < 晶体硅 C.I2 > SiO2 D.H2O > H2S SO2 < SeO2
D
二、原子晶体
Si
O
Si
O
O
O
O
共价键
2. 二氧化硅晶体
分子晶体、原子晶体熔沸点的比较:
不同类型的晶体 原子晶体 > 分子晶体 相同类型的晶体 (1)分子晶体 分子间作用力越大,熔沸点越高 (2)原子晶体 原子间的共价键越强,熔沸点越高
思考 交流: 决定分子晶体及原子晶体熔沸点高低的因素各是什么?如何比较分子晶体与原子晶体的熔沸点高低?
类型 比较
分子晶体
原子晶体
构成晶体的微粒
微粒间的作用力
物理性质
熔沸点
硬度
导电性
溶解性
典型实例
分子晶体和原子晶体对比
归纳总结
B
课堂训练
1.下列各组物质属于分子晶体的是( ) A.SO2 SiO2 P2O5 B.PCl3 CO2 H2SO4 C.SiC H2O NH3 D.HF CO2 Si
A
2.下列说法正确的是 ( ) A.由原子构成的晶体不一定是原子晶体 B.分子晶体中的分子间可能含有共价键 C.分子晶体中一定有共价键 D.分子晶体中分子一定紧密堆积
D
下列晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是( ) SO2与SiO2 CO2与H2O HCl与金刚石 CCl4与SiC
冰晶体的结构特点
分子非密堆积
冰的结构
想一想
碳元素和硅元素处于同一主族,为什么CO2晶体的熔、沸点很低,SiO2晶体的熔、沸点很高?
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6 个碳原子。 ③最小环上有___
④晶体中碳原子个数与 C—C 键数之比为: 1 1∶(4× )=1∶2。 2
[必记结论] 原子晶体和分子晶体的比较 晶体类型 原子晶体 相邻原子间以共价键相 含义 结合而形成空间网状结 构的晶体 组成粒子 粒子间作用力 原子 共价键 分子晶体 只含分子的晶 体 分子 分子间作用力
晶体类型 熔点 硬度
原子晶体 很高 很大
分子晶体 较低 较小
溶解性
导电性 熔化时破坏 的作用力 举例
一般不溶于各种溶剂
不导电,个别为半导体
部分溶于水
不导电,部分水溶 液导电
破坏共价键
金刚石、二氧化硅等
破坏分子间作用力
冰、干冰等
[成功体验] 2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)晶体中分子间氢键越强,分子越稳定 (2)原子晶体中共价键越弱,熔点越低 (3)冰融化时水分子中共价键发生断裂 ( ( ( ) ) )
分子间 (2)粒子间的相互作用力:分子晶体内相邻分子间以________
共价键 结合。 作用力 相互吸引,分子内原子之间以_______ ________
探究 2 常见的分子晶体及其物理性质 (1)常见的分子晶体:
非金属氢化物 ,如水、硫化氢、氨、甲烷等。 ①所有_____________
非金属单质 ,如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、 ②部分___________
1. 共价键是怎样形成的?其作用强度与分子间作用 力相比较哪种更大?
提示:共价键是通过共用电子对形成的,共价键 的强度比分子间作用力要大。
2.F2、Cl2、Br2、I2 四种物质的熔、沸点由高到低的排列顺序是 怎样的?你的判断依据是什么?
提示:熔、沸点:I2>Br2>Cl2>F2。其判断依据是:结构相似的 分子,相对分子质量越大,由其组成的物质的分子间的极性分子构成的分子晶体,其 熔点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔点高,如 CO 的熔点 比 N2 的熔点高。 (5)组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体所形成的分子 晶体,相对分子质量相同,一般支链越多,分子间相互作用越弱, 熔、沸点越低,如熔、沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。
(2)分子间还有其他作用力:
氢键 ,在冰的每个水分子周围 水分子之间的主要作用力是 _____ 4 个紧邻的水分子。 只有___
冰的晶体结构如图
[必记结论] (1)分子晶体是分子在分子间作用力的作用下形成的晶体,熔 化时,只破坏分子间作用力不破坏化学键。 (2)少数以氢键作用形成的分子晶体,比一般的分子晶体的熔 点高,如含有 H—F、H—O、H—N 等共价键的分子间可以形成 氢键,所以 HF、H2O、NH3、醇、羧酸、糖等物质的熔点较高。 (3)结构相似,分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子 晶体,随着相对分子质量的增大,物质的熔点逐渐升高。例如, 常温下 Cl2 为气态,Br2 为液态,而 I2 为固态;CO2 为气态,CS2 为液态。
3.二氧化硅的结构是怎样的?其熔、沸点高低如何?
提示:二氧化硅是原子之间以共价键结合而形成的立体网状结 构。其中一个硅原子与四个氧原子相连,一个氧原子与两个硅 原子相连。熔、沸点较高。
分子晶体
[新知探究] 探究 1 分子晶体的概念及粒子间的相互作用力
分子 的晶体称为分子晶体。 (1)概念:只含_____
越大,晶体的熔点越高。
探究 2 常见的原子晶体 (1)物质类别:
(2)金刚石的结构特点:
相邻的 4 个 碳原子 4 个共价键 与___________ ①在晶体中每个碳原子以___________
相结合,成为正四面体。
3 109° 28 ′ sp ②晶体中 C—C 键夹角为_______,碳原子采取了____杂化。
[成功体验] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)分子晶体中都含有共价键 ( ) )
(2)H2S 的沸点比 H2O 高,因为 H2S 的相对分子质量大(
(3)HF 的沸点比 HCl 高,因为 H—F 键的键能比 H—Cl 键大 ( (4)干冰晶胞中含有 4 个 CO2 分子 (5)干冰升华时,碳氧共价键被破坏
探究 3 分子晶体的结构特征 (1)分子间作用力只是范德华力:
分子密堆积 ,即以一个分子为中心, 晶体中分子堆积方式为___________
12 个紧邻的分子。 其周围通常可以有___
如干冰的晶胞结构如图
12 个原子。 ①每个晶胞中有___ 12 个。 ②每个 CO2 分子周围等距离紧邻的 CO2 分子有___
白磷(P4)、C60 等。
非金属 氧化物,如 CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10 等。 ③部分_______ 酸 ,如 H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3 等。 ④几乎所有的___
有机物 的晶体,如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。 ⑤绝大多数_______
(2)物理性质:
低 ,硬度较___ 小。 分子晶体熔、沸点较___
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
) ) )
( (
原子晶体
[新知探究] 探究 1 原子晶体的结构特点及物理性质 (1)构成微粒及其相互作用:
(2)物理性质: ①原子晶体中,由于各原子均以强的共价键相结合,因此一 大。 高 ,硬度___ 般熔点___
越短 ,键能 ②结构相似的原子晶体,原子半径越小,键长_____
理解·教材新知
知识点一
知识点二
命题点一 命题点二 课堂双基落实
第 二 节
把握·命题热点
应用·落实体验
课下综合检测
第二节
分子晶体与原子晶体
1.在分子晶体中,分子内的原子间以共价键相 结合,分子间以分子间作用力相吸引,因此 分子晶体熔点较低。 2.在原子晶体里,所有原子都以共价键相结 合,形成三维的网状结构,因此原子晶体熔 点高、硬度大。 3.干冰、冰、金刚石 的晶体结构图示。
(4)原子晶体中只存在极性共价键,不可能存在其他类型的化 学键 ( )
答案:(1)×
(2)√
(3)×
(4)×
考查晶体类型的判断
[例 1] 相同的是 ①SiO2 和 SO3 ②金刚石和白磷 ③CO2 和 SO2 下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也 ( )