5-4 分子间作用力与晶体结构
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专题三第四单元分子间作用力分子晶体
第1课时分子间作用力
【学习目标】
1.熟知常见的分子间作用力(范德华力和氢键)的本质及其对物质性质的影响。
2.会比较判断范德华力的大小,会分析氢键的形成。【新知导学】一、范德华力
1.分析讨论,回答下列问题:
(1)液态苯、汽油等发生汽化时,为何需要加热?
(2)降低氯气的温度,为什么能使氯气转化为液态或固态?
(3)卤素单质F2、Cl2、Br2、I2,按其相对分子质量增大的顺序,物理性质(如颜色、状态、熔点、沸点)有何变化规律?
2.上述事实能够说明:
(1)固体、液体和气体中分子之间的________叫范德华力。
(2)一般来说,相对分子质量________,范德华力越大。(3)范德华力一般没有方向性和饱和性,只要分子周围空间允许,当气体分子凝聚时,它总是________________________________________________________________________。
3.范德华力对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响①组成和结构相似的分子,相对分子质量________,范德华力________,物质的熔、沸点就
越高。例如熔、沸点:CF4
点就越高,如熔、沸点:CO>N2。③在同分异构体中,一般来说,支链数________,熔、沸点就越低,如沸点:正戊烷>异戊
烷>新戊烷。
(2)对物质溶解度的影响溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越______,溶解度越大。【归纳总结】
1.范德华力普遍存在于________、________和________分子之间。
2.影响范德华力的因素:主要包括__________、________________以及分子中电荷分布是否均匀等。
3.范德华力______,物质的________越高,______越大。【活学活用】
1.下列说法正确的是()
A.分子间作用力与化学键的大小相当
B.分子间作用力的大小远大于化学键,是一种很强的作用C.分子间作用力主要影响物质的化学性质
无机化学《晶体结构》教案
[ 教学要求 ]
1 .了解晶体与非晶体的区别,掌握晶体的基本类型及其性质特点。
2 .了解离子极化的基本观点及其对离子化合物的结构和性质变化的解释。
3 .了解晶体的缺陷和非整比化合物。
[ 教学重点 ]
1 .晶胞
2 .各种类型晶体的结构特征
3 .离子极化
[ 教学难点 ]
晶胞的概念
[ 教学时数 ] 4 学时
[ 主要内容 ]
1 .晶体的基本知识
2 .离子键和离子晶体
3 .原子晶体和分子晶体
4 .金属键和金属晶体
5 .晶体的缺陷和非整比化合物
6 .离子极化
[ 教学内容 ]
3-1 晶体
3-1-1 晶体的宏观特征
晶体有一定规则的几何外形。不论在何种条件下结晶,所得的晶体表面夹角(晶角)是一定的。晶体有一定的熔点。晶体在熔化时,在未熔化完之前,其体系温度不会上升。只有熔化后温度才上升。
3-1-2 晶体的微观特征
晶体有各向异性。有些晶体,因在各个方向上排列的差异而导致各向异性 。各向异性只有在单晶中才能表现出来。 晶体的这三大特性是由晶体内部结构决定的。晶体内部的质点以确定的位置在空间作有规则的排列,这些点本身有一定的几何形状,称结晶格子或晶格。每个质点在晶格中所占的位置称晶体的结点。 每种晶体都可找出其具有代表性的最小重复单位,称为单元晶胞简称晶胞。晶胞在三维空间无限重复就产生晶体。故晶体的性质是由晶胞的大小、形状和质点的种类以及质点间的作用力所决定的。
3-2 晶胞 3-2-1 晶胞的基本特征
平移性
3-2-2 布拉维系
十四种不拉维格子
类 型 说 明
单斜底心格子( N ) 单位平行六面体的三对面中 有两对是矩形,另一对是非矩形 。两对矩形平面都垂直于非矩形 平面,而它们之间的夹角为β, 但∠β≠ 90°。 a0
≠ b0 ≠ c0 ,α = γ =90°, β≠ 90°
聚合物的结晶动⼒学
聚合物的结晶动⼒学
本节主要内容:讨论结晶的过程和速度问题,即结晶的动⼒学问题。
⽬的:了解聚合物的结构和外界条件对结晶速度和结晶形态的影响,进⽽通过结晶过程去控制结晶度和结晶形态,以达到控制最终产品性能的⽬的。
⼀、⾼分⼦结构与结晶的能⼒
聚合物结晶过程能否进⾏,必须具备两个条件:1、聚合物的分⼦链具有结晶能⼒,分⼦链需具有化学和⼏何结构的规整性,这是结晶的必要条件——热⼒学条件。
2、给予充分的条件-适宜的温度和充分的时间——动⼒学条件。
(⼀)链的对称性
⼤分⼦链的化学结构对称性越好,就越易结晶。
例如:聚⼄烯:主链上全部是碳原⼦,结构对称,故其结晶能⾼达95%;
聚四氟⼄烯:分⼦结构的对称性好,具有良好的结晶能⼒;
聚氯⼄烯:氯原⼦破坏了结构的对称性,失去了结晶能⼒;
聚偏⼆氯⼄烯:具有结晶能⼒。
主链含有杂原⼦的聚合物,如聚甲醛、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚砜等,虽然对称性有所降低,但仍属对称结构,都具有不同程度的结晶能⼒。(⼆)链的规整性
主链含不对称碳原⼦分⼦链,如具有空间构型的规整性,则仍可结晶,否则就不能结晶。
如⾃由基聚合制得的聚丙烯、聚苯⼄烯、聚甲基丙烯酸甲酯等为⾮晶聚合物,但由定向聚合得到的等规或间规⽴构聚合物则可结晶。
⼆烯类聚合物:全顺式或全反式结构的聚合物有结晶能⼒;顺式构型聚合物的结晶能⼒⼀般⼩于反式构型的聚合物。
反式对称性好的丁⼆烯最易结晶。(三)共聚物的结晶能⼒
⽆规共聚物:1、两种共聚单体的均聚物有相同类型的晶体结构,则能结晶,⽽晶胞参数随共聚物的组成⽽发⽣变化。
2、若两种共聚单元的均聚物有不同的晶体结构,但其中⼀种组分⽐例⾼很多时,仍可结晶;⽽两者⽐例相当时,则失去结晶能⼒,如⼄丙共聚物。
嵌段共聚物:
各嵌段基本上保持着相对独⽴性,能结晶的嵌段可形成⾃⼰的晶区。
例如,聚酯—聚丁⼆烯—聚酯嵌段共聚物中,聚酯段仍可结晶,起物理交联作⽤,⽽使共聚物成为良好的热塑性弹性体。
影响结晶能⼒的其它因素:1、分⼦链的柔性:聚对苯⼆甲酸⼄⼆酯的结晶能⼒要⽐脂肪族聚酯低
晶体的结构及性质
基础知识
一.晶体和非晶体
1.定义:内部粒子(原子、分子或离子)在空间按一定规律做周期性重复排列的固体物质称为晶体。例如:高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。绝大多数常见固体都是晶体。
非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。例如:玻璃、沥青、石蜡等。非晶体又称为无定形体。
2.晶体的重要特征
(1)具有规则的几何外形
(2)具有各向异性
(3)有固定的熔点
(4)X—射线衍射实验
二.几类晶体的概念
1.分子晶体:分子间以分子间作用力形成的晶体。
2.原子晶体:相邻原子间以共价键相结合形成的空间网结构的晶体叫原子晶体。原子晶体又叫共价晶体。
3.离子晶体:由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。
4.金属晶体:金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。金属晶体的成键粒子是金属阳离子和自由电子。
三.离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体比较
晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体
组成晶体的粒子 阳离子和阴离子 原子 分子
组成晶体粒子间的相互作用 离子键 共价键 范德华力(有的还有氢键)
典型实例 NaCl 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC 冰(H2O)、干冰(CO2)
晶
体
的
物
理
特
性 熔点、沸点 熔点较高、沸点高 熔、沸点高 熔、沸点低
导热性 不良 不良 不良
导电性 固态不导电,熔化或溶于水能导电 差 差
机械加工
性能 不良 不良 不良
硬度 略硬而脆 高硬度 硬度较小
四.几种常见的晶体结构
1.氯化钠晶体(离子晶体)
在氯化钠晶体中:
(1)与每个Na等距紧邻的Cl-有6个 (2)与每个Na等距紧邻的Na有12个
(3)每个氯化钠晶胞中含有4个NaCl。
(4)Na周围与每个Na等距紧邻的6个Cl-围成的空间构型为正八面体。
2.氯化铯晶体(离子晶体)
在氯化铯晶体中: