分子晶体与原子晶体课件

3.分子晶体的种类
(1)所有非金属氢化物，如 H2O、NH3、CH4、HX等。
(2)部分非金属单质,如X2、 O2、H2、S8、P4、 C60 等。 (3)部分非金属氧化物 CO2, SO2、NO2、P4O6、P4O10等。
(4)几乎所有的酸 ,如 H2SO4、HNO3、H3PO4等。
(5)绝大多数有机物晶体， 如乙醇、冰醋酸、蔗糖等。
②晶体中最小的环为6元 环，但6个C原子不在同一 个平面上。
③晶体中C原子个数与 C-C键个数之比为：1:2。
二氧化硅的晶体结构示意图
Si O
109º 28´
180º
共价键
①在晶体中每个Si原子和 4个O原子以共价键结合 形成正四面体结构。每 个O原子又与2个Si原子 相连，所以在SiO2的晶 体中硅、氧原子个数比 为1:2。
2
4、试比较戊烷的三种同 分异构体熔沸点的高低？
① CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 ② CH3—CH—CH2—CH3 CH3 CH3 ①＞②＞③ ③ CH3—C—CH3 CH3
分子晶体熔沸点大小的比较：
1、组成和结构相似的分 子晶体，相对分子质量越 大，熔沸点越高，氢键的 存在使熔沸点反常（偏 高）。
学习目标：
1 、了解分子晶体概念与结构特 点； 2、了解晶体类型与性质之间的 关系； 3、理解分子间作用力和氢键对 物质性质的影响； 4、知道一些常见的属于分子晶 体的物质类别。
试判断下列物质是晶体还是 非晶体：
水晶
分子型晶体
原子型晶体
离子型晶体
钠晶体的晶胞
金属型晶体
混合晶体
观察两个晶胞有何共同点？
上述表格反应了分子晶体 的什么物理特性,为什么？
2.物理特性：
⑵较小的硬度； ⑶一般都是绝缘体，固态或 熔融状态下也不导电；
⑴较低的熔点和沸点,易升华；
⑷相似相溶规律。
思考： 1、试比较CI4、CBr4、 CCl4、CF4四种分子晶体 熔沸点的高低。
CI4﹥CBr4 ﹥ CCl4 ﹥CF4
2.试比较H2O、H2S、H2Se、 H2Te四种分子晶体的熔沸 点的高低？ H2O＞H2Te ＞ H2Se ＞ H2S 3.试比较CO和N2熔沸点 的高低？ CO ＞N
干冰晶胞
碘晶胞
一、分子晶体
1.概念：分子间以分子间作用 力相结合而成的晶体 ( 或只含 分子的晶体)称为分子晶体。
如:碘晶体只含I2分子，属于 分子晶体。在分子晶体中， 分子内的原子间以共价键结 合，而相邻分子靠分子间作 用力或氢键相互吸引。
注意： ⑴构成微粒：分子。
⑵粒子间的作用力：分子 内原子间以共价键结合 （稀有气体除外），相邻 分子间靠分子间作用力 （范德华力）或氢键结合。
二.原子晶体 1、概念：相邻原子间以共 价键相结合而形成的空间 网状结构的晶体。 注意： (1) 构成原子晶体的粒子 是:原子；
(2)粒子间的作用力:共价键。
(3)立体结构：整块晶体是 一个三维的共价网状结构， 不存在单个小分子,是一个 “巨分子”,又称共价晶体。 强调：原子晶体气化或 熔化时破坏的是共价键。
分子的非密堆积
冰中１个水分子周 冰的结构 围有４个水分子
练习：干冰汽化时，下列所述 内容发生变化的是( BC )
A分子内共价键 B分子间作用力 C分子间距离
D分子间的氢键
学习目标： 1、了解原子晶体的概念与 结构特点,能够判断原子晶 体； 2、了解金刚石等典型原子 晶体的结构特征，能描述 金刚石、二氧化硅等原子 晶体的结构与性质的关系；
②在SiO2晶体中最小环上 有12个原子。 ③每n mol SiO2 晶体中， Si—O键数目为4n mol。
1、为何CO2熔沸点低？ 而破坏CO2分子却比SiO2 更难？ 2、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？
思考:
5.原子晶体熔键长越短， 键能越大，共价键越稳定， 物质的熔沸点越高，硬度 越大。
4.典型的原子晶体
金刚石的晶体结构示意图
109º 28´
共价键
思考：在金刚石晶体中， 每个C与多少个C成键？形 成怎样的空间结构？最小 碳环由多少个C组成？它们 是否在同一平面内？
在金刚石晶体中，碳原子个 数与C-C键数之比为多少？
小结：
①在金刚石晶体中,每个 C原子以4个共价键与相 邻的4个C原子相结合,形 成正四面体结构，其中 C-C-C夹角109°28′，碳 3 原子采取sp 杂化。
2、组成和结构不相似的 分子晶体（相对分子质量 接近），分子的极性越大， 熔沸点越高。
3、对于同分异构体，支 链越多，熔沸点越低。
练习：下列属于分子晶体性 质的是( B )
A.熔点1070℃,易溶于水,水溶液导电 B.能溶于CS2,熔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,密度为 0.97g/cm3
4.晶体分子的结构特征 （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 个分子周围有12个紧邻的 分子，如：C60、干冰 、 I 2 、 O2 ）
分子的密堆积
干冰的晶体结构图
与CO2分子距离最近的CO2分子共有 12 个 ）
(２)非密堆积：有分子间 氢键。【氢键具有方向性， 使晶体中的空间利用率不 高，留有相当大的空隙， 这种晶体不具有分子密堆 积特征。】如：HF 、冰、 NH3 。
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.物理性质 熔点和沸点高 硬度大
一般不导电，但晶体硅、 晶体锗是半导体。 难溶于一些常见的溶剂
3、常见的原子晶体
①某些非金属单质：金刚石(C), 晶体硅(Si)、晶体硼(B),晶体锗 (Ge)等。 ②某些非金属化合物：如碳化硅 (SiC) 、氮化硼(BN) 。 ③某些氧化物:如二氧化硅(SiO２)、 Al2O3等。