离子晶体、分子晶体和原子晶体课件
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分子晶体和原子晶体
共价分子
定义:分子中原子之间全部是共价键的分子,包括单质和化合物。
例如Cl2,NH3,一般不含金属元素,特例:AlCl3、FeCl3
共价化合物
定义:只由共价键形成的化合物叫共价化合物,由分子或原子直接构成。例如: HCl、CO2 、SiO2
分子晶体
1、定义:
分子间以范德华力相结合而形成的晶体称分子晶体。
2、构成微粒: 分子
3、微粒间的作用力:范德华力
4、分子晶体的特点:
晶格质点是分子,化学式就是分子式
分子内原子之间以共价键结合(特例:稀有气体)
熔沸点较低,硬度较小,相似相溶
熔融状态不导电,有些在水溶液中可以导电
常见的分子晶体
⑴非金属氢化物 如:CH4、H2O、NH3、HF
⑵部分非金属单质 如:C60、O2、S、P4、Ar
⑶部分非金属氧化物 如:CO2、SO2、SO3
⑷几乎所有的酸 如:H2SO4、HNO3、H3PO4
⑸绝大多数有机物 如:各类烃、卤代烃、醇、 醛、羧酸、酯、糖类、蛋白质
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、物理性质:熔沸点高,硬度大,难溶于一般溶剂。
原子晶体的熔沸点高低取决于共价键的键长,共价键键能的大小,键长越短,键能越大,熔沸点越高。
常见原子晶体
某些非金属单质:硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石(C)
某些非金属化合物:SiC、BN等
某些氧化物:SiO2 等
不同原子之间也可以通过共价键直接构成化合物,SiO2是Si、O原子以共价键形成的晶体。
石墨
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。 各层均为平面网状结构,碳原子之间存在很强的共价键,故熔沸点很高。 为混合型晶体。
判断晶体类型的依据——三看
一看构成晶体的粒子(原子、离子、分子等)
金属晶体、分子晶体、原子晶体和离子晶体
金属晶体:由金属键形成的单质晶体。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。金属晶体中存在金属离子(或金属原子)和自由电子,金属离子(或金属原子)总是紧密地堆积在一起,金属离子和自由电子之间存在较强烈的金属键,自由电子在整个晶体中自由运动,金属具有共同的特性,如金属有光泽、不透明,是热和电的良导体,有良好的延展性和机械强度。大多数金属具有较高的熔点和硬度,金属晶体中,金属离子排列越紧密,金属离子的半径越小、离子电荷越高,金属键越强,金属的熔、沸点越高。例如周期系IA族金属由上而下,随着金属离子半径的增大,熔、沸点递减。第三周期金属按Na、Mg、Al顺序,熔沸点递增。
根据中学阶段所学的知识。金属晶体都是金属单质,构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子(也就是金属的价电子)。
分子晶体:分子间以范德华力相互结合形成的晶体。大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO2)、I2、大多数有机物,其固态均为分子晶体。分子晶体是由分子组成,可以是极性分子,也可以是非极性分子。分子间的作用力很弱,分子晶体具有较低的熔、沸点,硬度小、易挥发,许多物质在常温下呈气态或液态,例如O2、CO2是气体,乙醇、冰醋酸是液体。同类型分子的晶体,其熔、沸点随分子量的增加而升高,例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增;非金属元素的氢化物,按周期系同主族由上而下熔沸点升高;有机物的同系物随碳原子数的增加,熔沸点升高。但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间,除存在范德华力外,还有氢键的作用力,它们的熔沸点较高。 分子组成的物质,其溶解性遵守“相似相溶[1]”原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性的有机溶剂,例如NH3、HCl极易溶于水,难溶于CCl4和苯;而Br2、I2难溶于水,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。根据此性质,可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。
离子晶体、分子晶体和原子晶体(一)
一、 学习目标
1.使学生了解离子晶体、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。
2.使学生理解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系
3.使学生了解分子间作用力对物质物理性质的影响
4.常识性介绍氢键及其物质物理性质的影响。
二、重点难点
重点:离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型;晶体类型与性质的关系
难点:离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型;氢键
三、学习过程
(一)引入新课
[复习提问]
1.写出NaCl 、CO2 、H2O 的电子式
。
2.NaCl晶体是由Na+和Cl—通过 形成的晶体。
[课题板书] 第一节 离子晶体、分子晶体和分子晶体(有课件)
一、离子晶体
1、概念:离子间通过离子键形成的晶体
2、空间结构
以NaCl 、CsCl为例来,以媒体为手段,攻克离子晶体空间结构这一难点
[针对性练习]
[例1]如图为NaCl晶体结构图,图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处的位置(不考虑体积的大小)。
(1)请将其代表Na+的用笔涂黑圆点,以完成 NaCl晶体结构示意图。并确定晶体的晶胞,分析其构成。
(2)从晶胞中分Na+周围与它最近时且距离相等的 Na+共有多少个?
[解析]下图中心圆甲涂黑为Na+,与之相隔均要涂黑
(1)分析图为8个小立方体构成,为晶体的晶胞,
(2)计算在该晶胞中含有Na+的数目。在晶胞中心有1个Na+外,在棱上共有4个Na+,一个晶胞有6个面,与这6个面相接的其他晶胞还有6个面,共12个面。又因棱上每个Na+又为周围4个晶胞所共有,所以该晶胞独占的是12×1/4=3个.该晶胞共有的Na+为4个。
晶胞中含有的Cl-数:Cl-位于顶点及面心处,每.个平面上有4个顶点与1个面心,而每个顶点上的氯离于又为8个晶胞(本层4个,上层4个)所共有。该晶胞独占8×1/8=1个。一个晶胞有6个面,每面有一个面心氯离子,又为两个晶胞共有,所以该晶胞中独占的Cl-数为6×1/2=3。
离子晶体、分子晶体和原子晶体
[学法指导]
在学习中要加强对化学键中的非极性键、极性键、离子键、晶体类型及结构的认识与理解;在掌握微粒半径递变规律的基础上,分析离子晶体、原子晶体、分子晶体的熔点、沸点等物理性质的变化规律;并在认识晶体的空间结构的过程中,培养空间想象能力及思维的严密性和抽象性。
同时,关于晶体空间结构的问题,很容易与数学等学科知识结合起来,在综合题的命题方法具有广阔的空间,因此,一定要把握基础、领会实质,建立同类题的解题策略和相应的思维模式。
[要点分析]
一、晶体
固体可以分为两种存在形式:晶体和非晶体。
晶体的分布非常广泛,自然界的固体物质中,绝大多数是晶体。气体、液体和非晶体在一定条件下也可转变为晶体。
晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列,从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的,而且具有固定的熔点和规则的几何外形。
NaCl晶体结构
食盐晶体 金刚石晶体 金刚石晶体模型 钻石
C60分子
二、晶体结构
1.几种晶体的结构、性质比较
类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体
构成微粒 阴、阳离子 原子 分子
相互作用 离子键 共价键 分子间作用力
硬度 较大 很大 很小
熔沸点 较高 很高 很低
导电性 溶液或熔化导电 一般不导电 不导电
溶解性 一般易溶于水 难溶水和其他溶剂 相似相溶
典型实例 NaCl、KBr等 金刚石、硅晶体、SiO2、SiC 单质:H2、O2等
化合物:干冰、H2SO4
2.几种典型的晶体结构:
(1)NaCl晶体(如图1):每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+,离子个数比为1:1。
(2)CsCl晶体(如图2):每个Cl-周围有8个Cs+,每个Cs+周围有8个Cl-;距离Cs+最近的且距离相等的Cs+有6个,距离每个Cl-最近的且距离相等的Cl-也有6个,Cs+和Cl-的离子个数比为1:1。