高中常见分子晶体
高中化学选择性必修二 第3章第2节 共价晶体学案下学期(解析版)
第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体第一课时 分子晶体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。
教学重点：共价晶体的结构特点与性质之间的关系 教学难点：共价晶体的结构特点与性质之间的关系一、共价晶体 1.常见晶体的结构分析(1)金刚石晶体①在晶体中每个碳原子以 个共价单键与相邻的 个碳原子相结合，成为正四面体。
①晶体中C-C-C 夹角为 ，碳原子采取了 杂化。
①最小环上有 个碳原子。
①晶体中碳原子个数与C-C 键数之比为 。
①在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为 。
(2) 二氧化硅晶体.晶胞中粒子数目的计算(以金属铜为例):在铜的晶胞结构中,铜原子不全属于该晶胞,按均摊原则,金属铜的一个晶胞的原子数=8×18+6×12=4。
结合下图,钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。
钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图①每个硅原子与相邻的个氧原子以共价键相结合构成结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。
晶体中Si原子与O原子个数比为。
①每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与个Si原子成键，最小的环是元环。
①每个最小的环实际拥有的硅原子为，氧原子数为。
①1molSiO2晶体中含Si—O键数目为，在SiO2晶体中Si、O原子均采取杂化。
①SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。
【小结】一、共价晶体1、共价晶体的概念：2、组成微粒：3、微粒间的作用力：4、分类：5、共价晶体的通性①熔点。
共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量。
②硬度。
③一般不导电，但晶体硅是半导体。
④难溶于一般溶剂。
【思考·讨论】(1)SiO2是二氧化硅的分子式吗？(2)观察对比晶体硅、碳化硅、二氧化硅的晶胞，并总结结构特征。
常见分子晶体
常见分子晶体分子晶体是由大量的有机分子（或者有机分子和无机分子的混合）组成的三维晶体。
它们是化学物质的纯净结晶形态，具有高度定向的分子团簇结构，因此具有各种独特的化学和物理特性。
常见的分子晶体有芳烃晶体、烷烃晶体、烯烃晶体、萘烷晶体和苯烷晶体等。
芳烃晶体是指碳原子四面有同种或不同种芳基的晶体结构。
芳烃的晶体常由四面环结构所组成，这些环可以是环状的（例如苯和芘），也可以是网状的（例如吡啶）。
芳烃晶体的晶体结构的分子间的互相接触是由共价键形成的，因此它们具有非常高的熔点，比其它晶体都要高。
烷烃晶体是指由碳原子四面均附有烷基（由一个羟基和一个不饱和羟基连接而成）的晶体结构。
它们具有非常高的熔点，晶体结构的分子间由共价键构成的范式，如甲烷的「空气状（cellular）」晶体结构。
烯烃晶体也是四面均有烷基附有的晶体，但是具有一个不饱和三环（即烯烃），而不是共价键构成的范式。
烯烃晶体有大量的晶体结构类型，其中包括有萘烷（naphthalene）、芘（phenanthrene）和芪（acenaphthene）等。
萘烷晶体是指一种晶体结构，由两个连在一起的萘环（含有八个碳原子）所组成。
由于其具有古老的烯烃结构，萘烷晶体通常具有较高的熔点和灭火点，而且还具有很强的光学特性，如上转换性、荧光光谱和悬浮特性等。
苯烷晶体是指碳原子四面都附有苯基的晶体结构。
它们的分子间的相互作用是由共价键构成的，而不是烯烃晶体的烯环，因此它们的晶体结构就像甲烷一样，并且具有较高的熔点。
苯烷晶体有一种变体，称为叶绿素晶体，它由二环芳烃和两个饱和羟基所组成，具有丰富的荧光特性和传输性。
总之，常见的分子晶体有芳烃晶体、烷烃晶体、烯烃晶体、萘烷晶体和苯烷晶体等，它们均具有高度定向的分子团簇结构，因此具有各种独特的化学和物理特性。
其中，芳烃晶体是由碳原子四面有同种或不同种芳基的晶体结构组成，而烷烃晶体和烯烃晶体则是由碳原子四面均附有烷基的晶体结构，萘烷晶体是由两个连在一起的萘环构成，而苯烷晶体则是由碳原子四面都附有苯基的晶体结构。
高中化学晶体知识点
高中化学晶体知识点高中化学教材中的晶体内容是微观分子、原子结构与宏观物质产生联系的桥梁。
为了帮助高中生掌握晶体知识点，下面店铺为高中生整理化学晶体知识点，希望对大家有所帮助。
高中化学晶体知识点石墨――混合型晶体石墨晶体为层状结构，层与层之间的作用力为范德华力，每一层内C原子间以共价键形成正六边形结构(见图8)。
由于层内C原子以较强的共价键相结合，所以石墨有较高的熔点。
但由于层间的范德华力较弱，层间可以滑动，故石墨的硬度较小。
因此石墨晶体又称为过渡型晶体或混合型晶体。
石墨品体中每个C原子只拥有其所连接的3个C-C键的1/2(3/2个)，因此晶体中C原子与C-C键数之比为2：3。
干冰――分子晶体干冰晶体中的CO2分布在立方体的顶点和面心上，分子间由分子间作用力结合形成晶体(见图7)。
C02分子内存在共价键，因此晶体中既有分子间作用力，又有共价键，但熔、沸点的高低由分子间的作用力决定，影响分子间作用力的主要因素是相对分子质量，从晶胞的结构可知与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有12个。
金刚石、二氧化硅――原子晶体(1) 金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体。
每个C原子以共价键与其他4个C原子紧邻，由5个碳子形成正四面体的结构单元，由共价键构成的最小环结构中有6个碳原子(见图4)，由于每个C原子拥有所连4个C-C键的1/2(2个)，所以碳原子个数与C-C键数之比为1：2。
(2) 二氧化硅晶体可以看成是金刚石结构中，C原子被Si原子代替，且在C-C键之间插入O原子后形成的，即每个硅原子与周围的四个氧原子构成一个正四面体，构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成椅式环，键角∠(O-Si-O)=109°28'(见图5)。
每个Si原子拥有所连4个O原子的1/2(2个)(见图6)，因此si、O原子个数比为1：2，即化学式表示为SiO2。
氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。
高中化学选修3之知识讲解_晶体的常识 分子晶体与原子晶体_基础-
晶体的常识分子晶体与原子晶体【学习目标】1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】要点一、晶体与非晶体【分子晶体与原子晶体#晶体与非晶体】1、概念：①晶体：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。
晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
②非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列，如：玻璃、松香、明胶等。
非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质要点诠释：晶体与非晶体的区分：晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
周期性是晶体结构最基本的特征。
许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了。
晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象。
特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断。
2、分类：说明：①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。
所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。
例如：水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻；②晶体自范性的条件之一：生长速率适当；③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
4、晶体形成的途径：①熔融态物质凝固，例：熔融态的二氧化硅，快速冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出。
常见的分子晶体
常见的分子晶体
一、分子晶体概述
分子晶体一般指非金属材料，在物理普遍重要的温度和压强下，由某种或某些充分互
反（即相处和相反）的分子形成的固体晶体。
它们的分子在晶体内部按照一定的次序排列，并被永久地结合在一起，形成稳定的结构，这使分子间的相互作用能够得到有效利用，就
像金属晶体一样，从而为物理、吸收和发射光等特性表现出新的物理机制。
二、常见的分子晶体
1、环-硅烷晶体：由环-硅烷分子（C6H12）构成的晶体。
它被广泛用于制造膜形态光
学器件、金属-有机框架结构和光伏元件。
3、二聚体晶体：由两个分子共价键结合起来的晶体。
它可以用来构建复杂的功能性
有机结构和有序结构，成为有机合成技术的基础。
4、单碳晶体：由碳分子（C）组成的晶体。
它具有良好的有序性和较高的热导率、导
电性和绝缘性，主要用于制造高性能体系，如有机存储器、芯片和部件等。
5.磷酸盐晶体：由磷酸分子（PO4）构成的晶体。
它具有良好的光学和热特性，主要
用于制造液晶材料，并用于电子器件、LED和量子点传感器等应用。
6、五元素的晶体：由五种元素（Cl、Br、F、I、Al）构成的晶体。
它具有高可调性，可用来作为有机非线性光学器件、催化剂、电子传感器等，也可用作纳米光学材料。
7、聚氨酯晶体：由聚氨酯（PU）分子构成的晶体。
它具有良好的拉伸性能，可以用
作纳米材料和结构材料，并用于构建有机/非金属纳米材料的现代电子和光电子装置。
高中新教材化学课件选择性必修分子晶体与共价晶体
输入 标题
金属晶体
金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、 铝、铁和铜等。
离子晶体
混合晶体
相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网 状结构的晶体叫做原子晶体。例如金刚石晶体，单质
硅等。
原子晶体
同时含有两种或两种以上键型的晶体。如石墨晶体中 含有共价键和金属键；铵根离子中有共价键和配位键 ；氢氧化钠中含有离子键和共价键。
复合材料
通过将分子晶体与共价晶 体相结合，可以制备出具 有优异力学、热学、电学 等性能的复合材料。
能源科学领域应用举例
太阳能电池
共价晶体中的半导体材料可用于制造 太阳能电池，将太阳能转化为电能。
燃料电池
储能材料
利用分子晶体和共价晶体的特性，可 以设计和合成具有高能量密度和长寿 命的储能材料，如锂离子电池、超级 电容器等。
04 分子晶体与共价 晶体比较与鉴别
结构差异导致性质差异
01 02
分子晶体
由分子构成，分子间通过分子间作用力相互结合，分子内部原子间通过 共价键连接。常见的分子晶体有稀有气体、非金属氢化物、非金属氧化 物等。
共价晶体
由原子构成，原子间通过共价键相互连接形成空间网状结构。常见的共 价晶体有金刚石、二氧化硅、碳化硅等。
密度
一般情况下，组成和结构相似的分 子晶体，相对分子质量越大，密度 越大。
典型分子晶体举例及分析
稀有气体
单原子分子，无化学键，仅存在微弱的范德华力，熔沸点 很低。
干冰（CO2）
直线型分子，分子间存在范德华力，熔沸点低，易升华。
碘（I2）
双原子分子，分子间存在范德华力，受热易升华，遇冷易 凝华。
冰（H2O）
03
第三章第二节分子晶体与共价晶体第二课时-2024-2025学年高中化学选择性必修二课件
3.常见的共价晶体 （1）部分单质。
以碳为中心
金刚石、硼(B)、硅(Si)、锗(Ge) 和灰锡(Sn)等。 （2）部分非金属化合物。
碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、二氧化硅
(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等 （3）极少数金属氧化物。
刚玉(Al2O3)等 近年来以Si3N4 为基础，用Al取代部分 Si，用O取代部分N而获得结构多样化的 陶瓷，用于制造LED发光材料。
(2)第ⅣA族相邻元素间也可形成相似结构的晶体(如SiC) (3)与第ⅣA族 相 邻 的元素间根，如BN、GaAs等也可形成与金刚石 结构相似的晶体。
金刚石
晶体硅
SiC
GaAs
(2)二氧化硅晶体
①SiO2在自然界分布： SiO2是自然界含量最高的二元氧化物，熔点1713 ℃， 有多种结构 ，最常见的是低温石英。遍布河岸的黄沙、带状的石英矿脉、 花岗石里的白色晶体以及透明的水晶都低温石英。
√ 类型。( ) × (6)SiO2是二氧化硅的分子式。( )
5.共价晶体的结构特征
(1)金刚石晶体
天然金刚石呈 现多面体外形
金刚石的结构
金刚石的晶胞
金刚石晶体的结构特点
①每个碳与相邻_4__个碳以 共__价__键__键结合， 形成__正__四__面__体__结构。键角为1__0_9_°__2_8_'.每个碳 原子都采取_s_p_3_杂__化_。 ②晶体中最小的碳环由__6_个碳组成，且_不__在__ 同一平面内；
碳原子 硅原子
(4)依据导电性判断。 分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体 硅、锗是半导体。 (5)依据物质的分类判断 常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合 物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等； 大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、 非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。 (6)依据物质的状态判断 一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。
高中常见分子晶体
高中常见分子晶体1. 晶体的定义和性质1.1 分子晶体概述分子晶体是由分子组成的晶体，在高中化学中常见的分子晶体有很多种类，它们具有一些共同的性质。
1.2 晶体的定义晶体是一种特殊的物质状态，具有有序的排列和定期的重复性结构。
晶体的性质受到晶体的结构和组成分子的性质的影响。
1.3 晶体的性质•硬度：晶体通常具有较高的硬度，使得它们在化学实验室中常被用作研磨试剂。
•熔点：晶体的熔点较高，一般要高于对应的分子或离子的沸点。
•透明性：大多数分子晶体是透明的，可以允许光线穿透。
•光学性质：晶体对光线有各种各样的响应，例如折射、散射和偏振。
2. 碳酸盐晶体2.1 碳酸盐晶体的组成碳酸盐晶体主要由碳酸盐离子构成。
其中，高中化学课程中常见的碳酸盐晶体有方解石、方解石矿、大理石等。
2.2 碳酸盐晶体的结构碳酸盐晶体的结构可以分为两类：层状结构和隙状结构。
2.2.1 层状结构层状结构的碳酸盐晶体中，碳酸根离子（CO3^2-）以平面的形式堆叠形成层。
层状结构的碳酸盐晶体容易在垂直于层面方向上发生剪切，这也是它们的薄片容易剥离的原因。
2.2.2 隙状结构隙状结构的碳酸盐晶体中，离子和分子填充在由氧离子构成的八面体或四面体间隙中。
2.3 碳酸盐晶体的性质碳酸盐晶体常见的特点包括： - 容易溶解：碳酸盐晶体在酸性溶液中容易溶解。
- 颜色：不同的碳酸盐晶体有不同的颜色，例如方解石是白色的，大理石呈现多种颜色。
- 长大方式：碳酸盐晶体的不同面之间长大方式不同，呈现出不同的晶体形态。
3. 硫酸盐晶体3.1 硫酸盐晶体的组成硫酸盐晶体主要由硫酸根离子和金属离子或铵离子组成。
高中化学课程中常见的硫酸盐晶体有石膏、明矾等。
3.2 硫酸盐晶体的结构硫酸盐晶体的结构可以分为离子晶体和共价晶体两类。
3.2.1 离子晶体离子晶体中，硫酸根离子和金属离子或铵离子通过离子键相互结合。
3.2.2 共价晶体共价晶体中，硫酸根离子通过共用键与其他原子相连。
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高中常见分子晶体
分子晶体是由分子通过非共价力相互作用形成的晶体。
在高中化学学习中，常见的分子晶体有离子型、共价型和分子型三种。
本文将对这三种常见的分子晶体进行详细介绍。
一、离子型分子晶体
1.1 概述
离子型分子晶体是由阴阳离子通过电静力相互作用形成的晶体。
通常由金属和非金属元素组成，如NaCl、CaF2等。
1.2 特点
离子型分子晶体具有高熔点、难溶于水和易溶于极性溶剂等特点。
此外，它们还具有良好的导电性和热稳定性。
1.3 举例
（1）NaCl：NaCl是一种典型的离子型分子晶体，由Na+和Cl-两种离子通过电静力相互作用形成。
它具有立方密堆积结构，每个Na+离
子周围都被6个Cl-离子包围，每个Cl-离子周围也被6个Na+离子包围。
（2）CaF2：CaF2也是一种典型的离子型分子晶体，由Ca2+和F-两种离子通过电静力相互作用形成。
它具有立方密堆积结构，每个Ca2+离子周围都被8个F-离子包围，每个F-离子周围也被4个Ca2+离子包围。
二、共价型分子晶体
2.1 概述
共价型分子晶体是由原子通过共价键相互作用形成的晶体。
通常由非金属元素组成，如石墨、金刚石等。
2.2 特点
共价型分子晶体具有高硬度、高熔点和难溶于水等特点。
此外，它们还具有良好的导电性和热稳定性。
2.3 举例
（1）石墨：石墨是一种典型的共价型分子晶体，由C原子通过sp2
杂化形成的平面六角环相互连接而成。
每个C原子周围都被3个其他C原子包围，形成了层状结构。
（2）金刚石：金刚石也是一种典型的共价型分子晶体，由C原子通过sp3杂化形成四面体结构相互连接而成。
每个C原子周围都被4个其他C原子包围，形成了均匀的晶格结构。
三、分子型分子晶体
3.1 概述
分子型分子晶体是由分子通过非共价力相互作用形成的晶体。
通常由有机物组成，如葡萄糖、苯甲酸等。
3.2 特点
分子型分子晶体具有低熔点、易溶于水和难溶于非极性溶剂等特点。
此外，它们还具有良好的光学性质和生物活性。
3.3 举例
（1）葡萄糖：葡萄糖是一种典型的分子型分子晶体，由C6H12O6分子通过氢键相互作用形成。
它具有单斜晶系结构，每个葡萄糖分子周
围都被4个其他葡萄糖分子包围。
（2）苯甲酸：苯甲酸也是一种典型的分子型分子晶体，由C7H6O2分子通过氢键相互作用形成。
它具有单斜晶系结构，每个苯甲酸分子周围都被4个其他苯甲酸分子包围。
总之，离子型、共价型和分子型分子晶体在高中化学学习中是非常重要的内容。
通过对它们的认识和理解，可以更好地理解化学反应和物质性质，为未来的学习和研究打下基础。