人教版化学选修三3.2分子晶体与原子晶体
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。
(立体图,好理解)分子晶体与原子晶体
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 2 为___，每个C 完全拥有C－C 数为___ 3
石墨中C－C夹 ☉ 角为120 ， C－C键长为 1.42×10－10 m 层间距
3.35× 10－10 m
小结：金刚石、石墨的比较
项目 晶体形状 晶体中的键或作用力 由最少碳原子形成环的形状 与个数 碳原子成键数 键的平均数 金刚石 石墨
小结:
1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力 相互吸引。 2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。 3、常见分子晶体分类：(1)所有非金属氢化物 (2)部分非 金属单质， (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱 和盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。 晶体分子结构特征
物质 熔点 沸点
干冰 很低 很低
金刚石 3550℃ 4827℃
二、原子晶体
1、定义：原子间以共价键相结合而形成的 空间网状结构的晶体。
2、构成微粒： 原子
3、微粒之间的作用：共价键 4、气化或熔化时破坏的作用力：共价键 5、物理性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。 （共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）
（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 ）
1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的 三位科学家。C60分子是形如球状的多面体，分子 中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键； C60分子只含有五边形和六边形；碳与碳之间既有 单键又有双键，每个碳原子仍然满足四个价键饱 和；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。 请回答： (1)一个C60分子中有几个五边形和几个六边形？ (2)一个C60分子中有多少个C=C？ (3)已知C70分子的结构模型也遵循C60的那些规律， 请确定C70分子结构中上述几项参数。
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。
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。
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。
人教版高中化学选修三 3.2 分子晶体和原子晶用体(共44张PPT)
A
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？
P4O10等 –大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等
下列属于分子晶体的一组物质是 （B ） A、CaO、NO、CO B、CCl4、H2O2、He C、CO2、SO2、NaCl D、CH4、O2、Na2O
问题四：分子晶体结构如何？
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(每个分子周围有12个紧邻的分 子，如：C60、干冰 、I2、O2)
③1mol SiO2中含4mol Si—O键
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？
原子晶体的物理特性
– 熔点和沸点高 – 硬度大 – 一般不导电 – 且难溶于一些常见的溶剂
原因：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
练习 根据下列性质判断，属于原子晶体的是 B
A、熔点2700 ℃ ，导电性好，延展性强
B、无色晶体，熔点3550 ℃ ，不导电 点为800 ℃ ，熔化是能导电
D、熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固
态或液态时不导电
常见的原子晶体 • 某些非金属单质：
– 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼 （B）、晶体锗(Ge)等
构成粒子之间的作用：共价键 熔化时需克服的作用：共价键
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人教版化学选修三3.2分子晶体与原子 晶体( 共44张 PPT)
Si O
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二氧化硅晶体结构示意图
180º 109º28´
共价键
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剂的分子的极性相关 ——相似相溶：
原因：➢分子间作用力很弱
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3.常见分子晶体
• (1)非金属氢化物：H2O,H2S,NH3,CH4,HX
• (2)酸：
H2SO4,HNO3,H3PO4
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一．分子晶体
１.概念：分子间以分子间作用力（范德华
力,氢键）相结合的晶体叫分子晶体。 构成分子晶体的粒子是分子，粒子
间的相互作用是分子间作用力 ． 碘 晶 体 结 构
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• 为什么不同的晶体，它们的物理性质 各不相同？
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观察与思考： 下列两种晶体有什么共同点？
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干冰晶体结构
碘晶体结构
构成原子晶体的粒子： 原子 作用力： 原子间以较强的共价键相结合。
金 刚 石
二、原子晶体（共价晶体）
1、定义：原子间以共价键相结合而形成的空 间网状结构的晶体。
2、构成微粒：原子 3、微粒之间的作用：共价键 4、气化或熔化时破坏的作用：共价键 5、一般宏观性质：
熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。
2.原子晶体的物理特性
分子的密堆积
（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个 ）
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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 ）
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干冰的晶体结构图
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每个碘分子周围 有12个碘分子
碘的晶体结构图
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• (3)部分非金属单质: X2,O2,H2, S8,P4, C60
• (4)部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2,
P4O6, P4O10
• (5)大多数有机物： 乙醇，冰醋酸，蔗糖
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分子晶体有哪些物理特性,为什么？
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2.分子晶体的物理特性
冰
① 较低的熔点和沸点 ② 较小的硬度。 ③ 一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。 ④ 相似相溶：分子晶体的溶解性与溶质与溶
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2 分子晶体和原子晶体
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交流·讨论
• 雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚 醛树脂）这些固体是否属于晶体？若 不是晶体，请说明理由。
利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构
金刚石的结构
白球表示 硅原子
SiO2平面结构
SiO2最小的环由 12个（6个硅 6个氧）个原子组成。
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第二课时 分子晶体
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• 某些非金属化合物：
– 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
• 某些氧化物：
– 二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3
4.一些常见的原子晶体
金刚石的晶体结构示意图
109º28´
共价键
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1、金刚石（晶体硅结构与此类似） （1）由图中观察可知：每个碳原子被
4.晶体分子结构特征
• （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 ）
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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 原子晶体的
（1）熔点和沸点高（比分子晶体高10-100倍） （2）硬度大 （3）一般不导电 （4）且难溶于一些常见的溶剂
3.常见的原子晶体
• 某些非金属单质：
– 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体 锗(Ge)等
相邻的 4 个碳原子包围，以共价键 跟 4 个碳原子接个，形成四面体。这
些四面体向空间发展，构成一个坚实 的、彼此联结的空间网状晶体。每个 C-C键长相等，键角均为109。28`。
（2）晶体中最小环由__6__个C组成且不共面。
（3）晶体中C原子数与C-C 键数之比为：
６×１／４︰６ × １／２＝１︰２
2 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 原子晶体
思考与交流
C氧O化2和碳S和iO二2的氧一化些硅物中理碳性和质硅如都下是表+4所价示，，都二是 共价化合物 。
• 碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主 族SiO，2为晶什体么的C熔O沸2晶点体很的高熔？、沸合而形成 空间立体网状结构的晶体．