《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)
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。
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分子晶体和原子晶体
作者:余梦蓝
来源:《科学与财富》2018年第12期
摘要:随着科学技术的发展,晶体在生活中的用途越来越多,如光导纤维就是晶态的二氧化硅,再如水晶,也是生活中常见的晶体。下面我将对各类晶体分类表述。所谓晶体就是具有规则几何外形的固体。晶体之所以能呈多面体外形,主要是因为内部质点在三维空间呈周期性有序排列。
依据粒子间成键微粒不同和作用力不同,可以把晶体简单的分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四大类,除了这四大类晶体外还有特殊的混合型晶体。第一大类分子晶体。化学中属于分子晶体的类别较多,总的可分为五类:(1)大多数非金属元素的氢化物,如硫化氢、水、氟化氢、氯化氢、溴化氢和碘化氢等。(2)某些非金属元素的氧化物,如二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、四氧化二氮等。(3)几乎所有的酸,如硫酸、硝酸、亚硝酸、高氯酸、亚硫酸等。(4)部分非金属单质,如氮气、氧气、氢气、氯气等。(5)几乎所有的有机物,如乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙醛等。
分子晶体的构成微粒为分子,那么分子晶体中存在什么样的作用力呢?在分子晶体内部一般存在共价键(稀有气体除外,因为其是单原子分子没有共价键),分子和分子之间是范德华力,个别分子晶体内部分子之间还存在氢键。分子的稳定性与共价键的强弱有关,影响物质的化学性质。而分子晶体的物理性质如熔沸点,硬度等,与分子间作用力有关。分子晶体熔沸点的高低在没有氢键的前提下与两个因素有关:第一,组成和结构相似的前提下,相对分子质量越大,熔沸点越高。碘第二,相对分子质量相似的前提下,分子极性越大,熔沸点越高。
大多数分子晶体有如下结构特征:如果构成分子晶体的微粒之间只有分子间作用力,若以其中的一个分子为中心,其周围有十二个距离相等并且最近的微粒,如氧气和碳六十就具有这样的特征,这一特征称为分子密堆积。然而,有些分子之间还存在另外一种特殊的作用力——氢键,所谓氢键是指已经与电负性很强的原子结合的氢原子与另一个电负性很强的原子之间存在的一种特殊的作用力。氢键比分子间作用力强,但比化学键要若的多。如我们熟悉的冰,水分子之间除了范德华力之外还存在氢键,而且氢键比范德华力强。在冰的晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。尽管氢键比化学键弱的多,不属于化学键,却跟共价键一样具有方向性,由于氢键具有方向性,迫使在每个水分子周围只能排列四个水分子,呈四面体型。这一排列使冰晶体中水分子的空间利用率大大降低,留有相当大的空隙。当冰刚刚融化为液态水时,分子的热运动使冰的结构部分解体,水分子间的空隙就会减小,密度反而增大,超过4摄氏度时,才由于热运动加剧,分子间距离增大,密度反而减小。
高二化学分子晶体和原子晶体知识点:原子晶体和分子晶体的区别
(一)分子晶体:
构成晶体的微粒间通过分子间作用力相互作用所形成的晶体,称为分子晶体。分子晶体中存在的微粒是分子,不存在离子。较典型的分子晶体有非金属氢化物,部分非金属单质,部分非金属氧化物,几乎所有的酸,绝大多数有机物的晶体等。
分子晶体中存在的相互作用力主要是分子间作用力,它是分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力,叫做分子间作用力,也叫范?曰?力。分子间作用力只影响物质的熔沸点、硬度、密度等物理性质,分子晶体一般都是绝缘体,熔融状态不导电。
对于某些含有电负性很大的元素的原子和氢原子的分子,分子间还可以通过氢键相互作用。氢键的形成条件:它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力形成,(它不属于化学键)一般表示为 X?DH…Y。这种静电吸引作用就是氢键。氢键同样只影响物质的熔沸点和密度,对物质的化学性质没有影响
分子晶体的结构特征:
没有氢键的分子密堆积排列,如CO2等分子晶体,分子间的作用力主要是分子间作用力,以一个分子为中心,每个分子周围有12个紧邻的分子存在。
还有一类分子晶体,其结构中不仅存在分子间作用力,同时还存在氢键,如:冰。此时,水分子间的主要作用力是氢键,每个水分子周围只有4个水分子与之相邻。称为非密堆积结构。
说明:
1、分子晶体的构成微粒是分子,分子中各原子一般以共价键相结合。因此,大多数共价化合物所形成的晶体为分子晶体。如:部分非金属单质、非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸以及绝大多数的有机物等都属于分子晶体。但并不是所有的分子晶体中都存在共价键,如:由单原子构成的稀有气体分子中就不存在化学键。也不是共价化合物都是分子晶体,如二氧化硅等物质属于原子晶体。
2、由于构成晶体的微粒是分子,因此分子晶体的化学式可以表示其分子式,即只有分子晶体才存在分子式。