人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第二节 分子晶体与原子晶体(第2课时).ppt
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？
人教版化学选修3结构与性质第三章晶体与性质金属晶体课件 .ppt
金属晶体的原子空间堆积模型1
• 简单立方堆积（ Po） 晶胞的形状是什么？
含几个原子？
1、简单立方堆积
钋型
金属晶体的原子空间堆积模型2
• 体心立方堆积（ IA，VB，VIB）
金属晶体的堆积方式──钾型
2、体心立方堆积 钾型
配位数：8 空间占有率： 68.02%
思考：密置层的堆积方式有哪些？
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【讨论1】 金属为什么易导电？ 在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由 电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件 下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以 金属容易导电。
比较离子晶体、金属晶体导电的区别：
晶体类型 导电时的状态 导电粒子 离子晶体 金属晶体
修高 3二 ）化 第学 三（ 章选
第四节
金属晶体
Ti
固原二中 高二年级组
zhf 09· 03· 04
金属样品
Ti
一、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
金属为什么具有这些共同性质呢?
二、金属的结构
金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体 组成粒子：金属阳离子和自由电子 作用力：金属离子和自由电子之间的较强作 用—— 金属键（电子气理论） 金属键强弱判断: 阳离子所带电荷多、 半径小－金属键强， 熔沸点高。
两种排列方式的配位数分 金属晶体的原子堆积模型
别是多少？哪种排列方式 金属原子在平面上有几种排列方式？ 使一定体积内含有的原子 数目最多？
（a）非密置层 （b）密置层
思考：金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？ 活动·探究：
将乒乓球在三维空间堆积起来，有几种不同的堆积方式？ 比较不同方式堆积时金属晶体的配位数、原子的空间利 用率、晶胞的区别。
高中化学选修三-晶体课件ppt课件
原子结构与性质
原子结构
原子结构与元素的性质 共价键
分子结构与性质 分子的立体结构
晶体结构与性质
分子的性质 晶体的常识 分子晶体与原子晶体 金属晶体 离子晶体
1、化学键及其分类
相邻原子或离子之间强烈的相互作用
金属键 按成键方式分为： 共价键
金属晶体 分子晶体
离子键
离子晶体
四、配合物理论简介
SiC、BN、SiO2、Al2O3等
3、结构特征
晶体中只存在共价键，无单个分子存在； 晶体为空间网状结构。
二氧 化硅
金刚石
4、原子晶体的物理性质
熔沸点高 硬度大 一般不导电 难溶于溶剂
在SiO2晶体中，每个Si原子和（ 4 ）个O原 子形成（ 4 ）个共价键即每个Si原子周围 结合（ 4 ）个O原子；同时，每个O 原子和 （ 2 ）个Si原子相结合。在SiO2晶体中，最 小的环是（ 12 ）元环。( 没有 )单个的 SiO2分子存在。
练习 1、下列物质属于分子晶体的化合物是（ C ）
A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐
2、干冰气化时，下列所述内容发生变化的是
A、分子内共价键 C、分子键距离
B、分子间作用力 BC
D、分子间的氢键
3、冰醋酸固体中不存在的作用力是（ A ）
A、离子键
B、极性键
C、非极性键
D、范德华力
4、水分子间存在着氢键的作用，使 水分子彼此结合而成（H2O）n。在 冰中每个水分子被4个水分子包围形 成变形的正四面体，通过“氢键”相 互连接成庞大的分子晶体，其结构如 图：试分析：
B.熔点10.31 ℃，液态不导电、水溶液能导电
C.易溶于CS2、熔点112.8 ℃，沸点444.6℃ D.熔点97.81℃，质软、导电、密度0.97g／cm3
人教版高中化学选修3讲义分子晶体与原子晶体
第二节分子晶体与原子晶体目标与素养：1.通过生活中常见物质了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。
(微观探析与模型认知)2.通过实验理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。
(宏观辨识与科学探究)一、分子晶体1．分子晶体的概念及粒子间的相互作用力(1)概念：只含分子的晶体称为分子晶体。
(2)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。
2．分子晶体的物理性质(1)分子晶体熔、沸点较低，硬度很小，易升华。
(2)分子晶体不导电。
3．属于分子晶体的物质种类(1)所有非金属氢化物，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)部分非金属氧化物，如CO2、P4O10、SO2等。
(4)几乎所有的酸，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。
4．分子晶体的结构特征(1)分子密堆积大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，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C60、干冰、I2、O2等。
(2)含有氢键的分子晶体，不属于分子密堆积。
如冰等。
5．两种典型的分子晶体的空间结构(1)冰①结构：冰晶体中，水分子间主要通过氢键形成晶体。
由于氢键具有一定的方向性，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。
这样，每个O原子周围都有4个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使水分子间构成四面体骨架结构。
②性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。
当冰刚刚融化成液态水时，水分子间空隙减小，密度反而增大，超过4 ℃时，分子间距离加大，密度渐渐减小。
高中化学选修三-物质结构与性质-全套课件
b.电子云扩展程度
同类电子云能层序数n越大，电子能量越 大，活动范围越大电子云越向外扩张
2、原子轨道
①定义
电子在原子核外的一个空间运动状态
②原子轨道与能级
ns能级 ns轨道
npx轨道 简
np能级 npy轨道 npz轨道
并 轨 道
nd能级
ndz2轨道
ndx2—y2轨道
从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2
2、能级
同一个能层中电子的能量相同的电子亚层
能级名称：s、p、d、f、g、h…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层 最多容纳电子的数量 s:2 p:6 d:10 f:14
能层: 一 二
三
KL
M
四…… N ……
能级： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
全满规则 半满规则
四、电子云与原子轨道
1、电子云 以量子力学为基础
①电子云 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度 单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
小黑点不是电子！
②电子云轮廓图 电子出现的概率约为90%的空间 即精简版电子云
③电子云轮廓图特点 a.形状 ns能级的电子云轮廓图：球形 np能级的电子云轮廓图：双纺锤形
2s
2p
F ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑
原子结构的表示方法 原子结构示意图
电子排布式 O原子：1s2 2s2 2p4
电子排布图
1s2 2s2
2p4
O原子
六、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理
【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。
人教版高中化学教材目录全
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《化学1》教材目录：引言第一章从实验学化学第一节化学实验基本方法第二节化学计量在实验中的应用归纳与整理第二章化学物质及其变化第一节物质的分类第二节离子反应第三节氧化还原反应归纳与整理第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质第二节几种重要的金属化合物第三节用途广泛的金属材料归纳与整理第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第二节富集在海水中的元素——氯第三节硫和氮的氧化物第四节氨硝酸硫酸归纳与整理PS：这本书是高一上学期所学：红色字体部分为重点《化学2》教材目录：第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表第二节元素周期律第三节化学键归纳与整理第二章化学反应与能量第一节化学能与热能第二节化学能与电能第三节化学反应的速率和限度归纳与整理第三章有机化合物第一节最简单的有机化合物——甲烷第二节来自石油和煤的两种基本化工原料第二节生活中两种常见的有机物第四节基本营养物质归纳与整理第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第二节资源综合利用环境保护PS:这本书是高一下学期所学：红色字体部分为难点《物质结构与性质（选修3）》教材目录：第一章原子结构与性质第一节原子结构第二节原子结构与元素的性质归纳与整理复习题第二章分子结构与性质第一节共价键第二节分子的立体结构第三节分子的性质归纳与整理复习题第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识第二节分子晶体与原子晶体第三节金属晶体第四节离子晶体归纳与整理复习题PS：这本书是高二上学期所学，不过所学时间仅为半学期多一些《化学反应原理(选修4）》教材目录：绪言第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化第二节燃烧热能源第三节化学反应热的计算归纳与整理第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率第二节影响化学反应速率的因素第三节化学平衡第四节化学反应进行的方向归纳与整理第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离第二节水的电离和溶液的酸碱性第三节盐类的水解第四节难溶电解质的溶解平衡归纳与整理第四章电化学基础第一节原电池第二节化学电源第三节电解池第四节金属的电化学腐蚀与防护归纳与整理PS：这本书是高二下学期所学：该书都是难点《有机化学基础（选修5）》教材目录：引言第一章认识有机化合物1有机化合物的分类2有机化合物的结构特点3有机化合物的命名4研究有机化合物的一般步骤和方法归纳与整理复习题第二章烃和卤代烃1脂肪烃2芳香烃3卤代烃归纳与整理复习题第三章烃的含氧衍生物1醇酚2醛3羧酸酯4有机合成归纳与整理复习题第四章生命中的基础有机化学物质1油脂2糖类3蛋白质和核酸归纳与整理复习题第五章进入合成有机高分子化合物的时代1合成高分子化合物的基本方法2应用广泛的高分子材料3功能高分子材料归纳与整理复习题结束语有机化学与可持续发展PS：这本书是高二上学期后半学期所学。
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？
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2020年7月14日星期二
9
原子晶体
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。
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10
原子晶体
思考：只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？
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5
原子晶体
某些原子晶体的熔点和硬度
原子晶体 熔点/0C 硬度
金刚石 ＞3550
10
氮化硼 3000 9.5
碳化硅 2700 9.5
石英 1710
7
硅 1410 6.5
锗 1211 6.0
2、原子晶体的性质
晶体类型 熔、沸点（高低）
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8
原子晶体
交流与研讨
1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅 和锗的熔点和硬度依次下降？ 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 2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这 种说法对吗？为什么？ 解释：不对，分子晶体中通常也含有共价键， 如CO2、O2,某些离子晶体中也含共价键，如 NaOH、NH4Cl
5、石墨及其结构（混合型晶体）
空间层状结构
空间结构俯视图
石墨中C－C夹角为： 1200， C－C键长： 1.42×10－10 m
层间距： 3.35× 10－10 m
练习：如图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一
个最小的碳环完全拥有碳原子数为
，每个C
完全拥有C－C数为
。
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原子晶体
3.35× 10－10 m
14
原子晶体
1、石墨为什么很软？ 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。
2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？ 石墨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），故熔沸点很高。
3、石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为混合键型晶体。
1mol金刚石中含有的C-C共价键数 2mol。
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7
原子晶体
（2） 二氧化硅 Si O
二氧化硅
金刚石
4、常见的原子晶体类型
（1）某些非金属单质：硼（B）硅（Si）锗（Ge）
（2）某些非金属化合物：碳化硅（SiC） 氮化硼（BN）
（3）某些氧化物：二氧化硅（ SiO２） Al2O3晶体
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12
原子晶体
石 墨 晶 体 结 构
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13
3
原子晶体
例、如右图所示， 在石墨晶体的层 状结构中，每一 个最小的碳环完 全拥有碳原子数 为___，2完全拥 有C－C数为 ___
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石墨中C－C夹 角为120☉， C－C键长为 1.42×10－10 m 层间距
新课标人教版高中化学课件系列
选修3 物质结构与性质 第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与原子晶体
第2课时
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1
原子晶体
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？
共价键
由最少碳原子形成环的形状与
个数
６个原子不同面
共价键与范德华力 ６个原子同面
碳原子成键数
４
３
每个环上键的平均数 每个环上原子的平均数
6×1/6=1 6×1/12=1/2
6×1/2=3 6×1/3=2
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原子晶体
小结2：分子晶体与原子晶体的比较
晶体类型
概念 组成微粒
作用力 熔沸点 硬度 溶解性 导电性
硬度 溶解性 导电性
原子晶体
很高 很大 不溶 一般不导电（硅是半导体）
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6
原子晶体
3、典型的原子晶体
（1）金刚石
键能：
109º28´ 347.7kj/mol 熔点：
大于35500C
154pm
硬度：很大
在金刚石晶体中每个碳原子被周围4个碳原子包围,处于中心的 该碳原子以共价键与周围4个碳原子结合,成为正四面体型结构,碳以SP3 杂化轨道形成共价键。这些结构向空间发展,构成彼此联结的立体网状 结构,其中形成的最小环中含6个碳原子。每个碳原子被12个环共用。
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2
原子晶体
Si O
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180º 109º28´
共价键
3
原子晶体
SiO2的结构特征
在SiO2晶体中
①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si 原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个 Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O 原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。
②最小的碳环是由6个Si原子和6个O原子组成的 12元环。
③1mol SiO2中含4mol Si—O键
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4
原子晶体
二、原子晶体
１、概念：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。
注：（1）构成原子晶体的粒子是原子， （2）原子间以较强的共价键相结合。 （3）整块晶体是一个三维的共价键网状 结构，是一个“巨分子”，又称共价晶体。
19
原子晶体
3、C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨 仅表示出其中的一层）
（1）C60、金刚石和石墨三者互为 B ；
A、同分异构体
B、同素异形体
C、同系物
D、同位素
（2）固态时，C60属于 分子 （填“离子”、“原子”
或“分子”）；
（3）硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅
单键的数目约是 2 NA个。硅、氧原子形成的最小环上氧
原子的数目是 6
；
（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有 2 个碳原子。
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Thanks 谢谢您的观看！
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原子晶体
6、科学视野 （1）金刚石
（2）天然金刚石的形成 高温、高压、长时间在地幔中形成的。
（3）金刚石的人工合成 ① 高压合成
②低压合成
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原子晶体
小结1：金刚石、石墨的比较
项目 晶体形状
金刚石
正四面体空间网状
石墨
六边形平面层状
晶体中的键或作用力
知识拓展－石墨
一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑 色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成 灰黑色。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。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强 热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂， 并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。
原子晶体
相邻原子间以共价键相结 合而形成空间网状结构
原子 共价键
很高
很大
不溶于任何溶剂
子间作用 力结合
分子
分子间作用力
较低
较小
部分溶于水
固体和熔化状态都不导 电，部分溶于水导电
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原子晶体
练习
1、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相
同，晶体的类型也相同的是（ B ）
A. SO2和SiO2 B. CO2和H2O
C. BN和HCl
D. CCl4和KCl
2、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是
（ C）
①CO2 ②SiO2 ③晶体Si ④白磷 ⑤氨基乙酸 ⑥Fe ⑦Na2O ⑧固态 He A. ①②③④⑤⑥⑦⑧ B. ②③④⑥⑧
C. ②③⑧
D. ①②⑤⑦⑧
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