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1、第二节分子晶体与原子晶体第1页，共34页，编辑于2022年，星期二学习目标学习目标1.掌握分子晶体、原子晶体的概念及结构特点。掌握分子晶体、原子晶体的概念及结构特点。2.掌握晶体类型与性质之间的关系。掌握晶体类型与性质之间的关系。3.了解氢键对物质物理性质的影响。了解氢键对物质物理性质的影响。第2页，共34页，编辑于2022年，星期二 课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第第二二节节分分子子晶晶体体与与原原子子晶晶体体第3页，共34页，编辑于2022年，星期二课前自主学案课前自主学案一、分子晶体一、分子晶体1结构特点结构特点(1)构成微粒及微粒间的作用力构成
2、微粒及微粒间的作用力分子分子分子分子间间作用力作用力第4页，共34页，编辑于2022年，星期二(2)微粒堆积方式微粒堆积方式若分子间只有范德华力，则分子晶体有若分子间只有范德华力，则分子晶体有_特征，即每个分子周围有特征，即每个分子周围有_个个紧邻分子。紧邻分子。若分子间含有其他作用力，如氢键。由于氢键具有若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，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分子周围紧邻的分子要少于12个。如冰中每个水分子周个。如冰中每个水分子周围只有围只有4个紧邻的水分子。个紧邻的水分子。分子密堆积分子密堆积12方向性方
3、向性第5页，共34页，编辑于2022年，星期二2属于分子晶体的物质属于分子晶体的物质(1)所有所有_，如，如H2O、NH3、CH4等。等。(2)部分非金属单质，如卤素部分非金属单质，如卤素(X2)、O2、N2、白磷、白磷(P4)、硫硫(S8)、稀有气体等。、稀有气体等。(3)部分部分_，如，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。等。(4)几乎所有的几乎所有的_，如，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。等。(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇。绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇。非金属氢化物非金属氢化物非金属氧化物非金属氧化物酸酸第6页，共34页，编辑于2022年，星期二二、
4、原子晶体二、原子晶体1结构特点结构特点(1)构成微粒及微粒间的作用力构成微粒及微粒间的作用力原子原子共价共价键键第7页，共34页，编辑于2022年，星期二(2)微粒堆积方式：微粒堆积方式：整块晶体是一个三维的整块晶体是一个三维的_结构，不存在单个结构，不存在单个小分子，是一个小分子，是一个“巨分子巨分子”，又称，又称_。2属于原子晶体的物质属于原子晶体的物质(1)某些某些_，如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金，如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等。刚石等。(2)某些某些_，如碳化硅，如碳化硅(SiC)、二氧化、二氧化硅硅(SiO2)、氮化硅、氮化硅(Si3N4)、氮化硼、氮化硼(BN)等。等。共价键网
5、状共价键网状共价晶体共价晶体非金属单质非金属单质非金属化合物非金属化合物第8页，共34页，编辑于2022年，星期二思考感悟思考感悟(1)含有共价键的晶体都是原子晶体吗？含有共价键的晶体都是原子晶体吗？(2)SiO2是二氧化硅的分子式吗？是二氧化硅的分子式吗？【提示提示】(1)原子晶体中都有共价键，但含有共价原子晶体中都有共价键，但含有共价键的不一定是原子晶体。如键的不一定是原子晶体。如CO2、H2O等分子晶体中也等分子晶体中也含有共价键。含有共价键。(2)二氧化硅为原子晶体，晶体中不存在单个分子，二氧化硅为原子晶体，晶体中不存在单个分子，其化学式为其化学式为Si与与O的最简个数比，而不是分子式
6、。的最简个数比，而不是分子式。第9页，共34页，编辑于2022年，星期二课堂互动讲练课堂互动讲练分子晶体与原子晶体的比较分子晶体与原子晶体的比较晶体晶体类类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体定定义义分子分子间间通通过过分子分子间间作用力作用力结结合形合形成的晶体成的晶体相相邻邻原子原子间间以共以共价价键结键结合而形成合而形成的具有空的具有空间间立体立体网状网状结结构的晶体构的晶体组组成微粒成微粒分子分子原子原子第10页，共34页，编辑于2022年，星期二晶体晶体类类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体物物质类别质类别多数的非金属多数的非金属单质单质和共价化合物和共价化合物金金刚刚石、晶体硅、
7、石、晶体硅、碳化硅、二氧化碳化硅、二氧化硅等少数非金属硅等少数非金属单质单质及共价化合及共价化合物物微粒微粒间间的作用力的作用力分子分子间间作用力作用力(氢氢键键、范德、范德华华力力)共价共价键键(极性极性键键、非极性非极性键键)熔化熔化时时需克需克服的作用力服的作用力较较弱的分子弱的分子间间作用作用力力很很强强的共价的共价键键第11页，共34页，编辑于2022年，星期二晶体晶体类类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体物物理理性性质质熔、沸点熔、沸点较较低低很高很高硬度硬度较较小小很大很大导电导电性性固固态态和熔化和熔化时时都不都不导电导电，但某些分子晶体溶于水能但某些分子晶体溶于水能导电导电
8、，如，如HCl固固态态和熔化和熔化时时都都不不导电导电(Si、Ge为为半半导导体体)溶解性溶解性相似相溶相似相溶难难溶于一般溶溶于一般溶剂剂决定熔、决定熔、沸点高沸点高低的因素低的因素分子分子间间作用力的作用力的强强弱弱共价共价键键的的强强弱弱第12页，共34页，编辑于2022年，星期二晶体晶体类类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体典型例典型例子子(1)干冰干冰每个晶胞中有每个晶胞中有4个个CO2分子，分子，12个原子。个原子。每个每个CO2分子周分子周围围等等距离距离紧邻紧邻的的CO2分子有分子有12个。个。(1)金金刚刚石石在晶体中每个碳原子以在晶体中每个碳原子以4个共价个共价键对键对称
9、地与相称地与相邻邻的的4个碳原子相个碳原子相结结合，形成合，形成正四面体正四面体结结构。构。晶体中晶体中CCC夹夹角角为为10928，碳原子采取了，碳原子采取了sp3杂杂化。化。最小最小环环上有上有6个碳原子。个碳原子。晶体中晶体中C原子个数与原子个数与CC键键数之比数之比为为1(4 )12。第13页，共34页，编辑于2022年，星期二晶体晶体类类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体典型例典型例子子(2)冰冰水分子之水分子之间间的作用的作用力有范德力有范德华华力，但主力，但主要作用力是要作用力是氢键氢键。由于由于氢键氢键的存在迫的存在迫使在四面体中心的每使在四面体中心的每个水分子与四面体个水分
10、子与四面体顶顶点的点的4个相个相邻邻的水分子的水分子相互吸引。相互吸引。(2)二氧化硅二氧化硅在晶体中每个硅原子和在晶体中每个硅原子和4个氧原子个氧原子形成形成4个共价个共价键键；每个氧原子与；每个氧原子与2个硅个硅原子相原子相结结合。故合。故SiO2晶体中硅原子与晶体中硅原子与氧原子按氧原子按12的比例的比例组组成。成。最小最小环环上有上有12个原子。个原子。第14页，共34页，编辑于2022年，星期二特别提醒：特别提醒：分子晶体熔化时一定会破坏范德华力，分子晶体熔化时一定会破坏范德华力，有一些晶体还破坏氢键，如冰的熔化。还有少数晶有一些晶体还破坏氢键，如冰的熔化。还有少数晶体会破坏共价键，
11、如体会破坏共价键，如S8晶体熔化时，除破坏范德华晶体熔化时，除破坏范德华力外，力外，S8分子也会分解，破坏共价键。分子也会分解，破坏共价键。第15页，共34页，编辑于2022年，星期二例例例例1 1下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是体类型也相同的是()SiO2和和SO3晶体硼和晶体硼和HClCO2和和SO2晶体硅和金刚石晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮晶体氖和晶体氮硫磺和碘硫磺和碘AB C D第16页，共34页，编辑于2022年，星期二【解析解析】本题考查了化学键的类型与晶体类型的判本题考查了化学键的类型与晶体类型的判断。解题时应注意化学键
12、类型的判断。属于分子晶体断。解题时应注意化学键类型的判断。属于分子晶体的有的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫磺、晶体氖、晶体氮、硫磺和碘。属于原子晶体的有和碘。属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅和金刚、晶体硼、晶体硅和金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子组成，稀有气体为单原石。但晶体氖是由稀有气体分子组成，稀有气体为单原子分子，分子间不存在化学键。子分子，分子间不存在化学键。【答案答案】C第17页，共34页，编辑于2022年，星期二【规律方法规律方法】判断非金属元素组成的晶体是分子晶判断非金属元素组成的晶体是分子晶体还是原子晶体的方法有：体还是原子晶体的方法有：(1)依据
13、构成晶体的粒子和粒子间的作用判断：原子晶依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断：原子晶体的构成粒子是原子，质点间的作用是共价键；分子体的构成粒子是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的构成粒子是分子，质点间的作用是范德华力。晶体的构成粒子是分子，质点间的作用是范德华力。(2)记忆常见的、典型的原子晶体。常见的原子晶体有：某记忆常见的、典型的原子晶体。常见的原子晶体有：某些非金属单质如硼、硅、锗等；某些非金属化合物如碳化些非金属单质如硼、硅、锗等；某些非金属化合物如碳化硅、氮化硼、二氧化硅等。硅、氮化硼、二氧化硅等。第18页，共34页，编辑于2022年，星期二(3)依据晶体的熔、沸点判断：原子晶体
14、熔、沸点高，常依据晶体的熔、沸点判断：原子晶体熔、沸点高，常在在1000 以上；分子晶体熔、沸点低，常在几百度以以上；分子晶体熔、沸点低，常在几百度以下至很低的温度。下至很低的温度。(4)依据导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子依据导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电；原子晶体多数为非导体，但晶体晶体溶于水后能导电；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、晶体锗是半导体。硅、晶体锗是半导体。(5)依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。晶体硬度小且较脆。第19页，共34页，编辑于2022年，星期二变式训练变式训
15、练1(2011年黄冈高二检测年黄冈高二检测)下列说法正确的下列说法正确的是是()A原子晶体中只存在非极性共价键原子晶体中只存在非极性共价键B因为因为HCl的相对分子质量大于的相对分子质量大于HF，所以，所以HCl的熔的熔点高于点高于HFC干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂D金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物化合物第20页，共34页，编辑于2022年，星期二解析：解析：选选C。原子晶体中可能存在非极性共价键，。原子晶体中可能存在非极性共价键，也可能存在极性共价键，如也可能存在极性共价键，如SiO2、Si
16、C等，等，A不正确；不正确；HF晶体中存在氢键，熔点高于晶体中存在氢键，熔点高于HCl晶体，晶体，B不正确；干不正确；干冰升华是物理变化，分子间作用力被破坏，但分子内冰升华是物理变化，分子间作用力被破坏，但分子内共价键不断裂，共价键不断裂，C正确；金属元素和非金属元素形成正确；金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，也可能是共价化合的化合物不一定是离子化合物，也可能是共价化合物，如物，如AlCl3等，等，D不正确。不正确。第21页，共34页，编辑于2022年，星期二分子晶体和原子晶体熔、沸点比较分子晶体和原子晶体熔、沸点比较1不同类型的晶体：原子晶体不同类型的晶体：原子晶体分子晶体
17、。分子晶体。2同一类型的晶体同一类型的晶体(1)分子晶体分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。如的分子晶体，熔、沸点反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、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。如沸点越高。如SnH4GeH4SiH4CH4。第22页，共34页，编辑于2022年，星期二组成和结构不相似的物质组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近相对分子质量接近)，分，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如子的极性越大，其熔、沸点越高。如C
18、ON2，CH3OHCH3CH3。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。第23页，共34页，编辑于2022年，星期二(2)原子晶体原子晶体晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。如熔点：金刚石沸点越高。如熔点：金刚石碳化硅碳化硅晶体硅。晶体硅。第24页，共34页，编辑于2022年，星期二例例例例2 2(2011年黄石高二检测年黄石高二检测)据报道科研人员应用计据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似算机模拟出结构类似C6
19、0的物质的物质N60。已知：。已知：N60分分子中每个氮原子均以子中每个氮原子均以NN键结合三个键结合三个N原子而形原子而形成成8电子稳定结构；电子稳定结构；NN键的键能为键的键能为167 kJmol1。请回答下列问题。请回答下列问题。(1)N60分子组成的晶体为分子组成的晶体为_晶体，其熔、沸晶体，其熔、沸点比点比N2_(填填“高高”或或“低低”)，原因是，原因是_。第25页，共34页，编辑于2022年，星期二(2)1 mol N60分解成分解成N2时吸收或放出的热量是时吸收或放出的热量是_kJ(已知已知NN键的键能为键的键能为942 kJmol1)，表明稳定性，表明稳定性N60_(填填“”
20、、“”或或“”)N2。(3)由由(2)列举列举N60的用途的用途(举一种举一种)_。第26页，共34页，编辑于2022年，星期二【思路点拨思路点拨】第27页，共34页，编辑于2022年，星期二第28页，共34页，编辑于2022年，星期二(3)由于反应放出大量的热同时生成大量气体，因此由于反应放出大量的热同时生成大量气体，因此N60可用作高能炸药。可用作高能炸药。【答案答案】(1)分子高分子高N60、N2均形成分子晶体，均形成分子晶体，且且N60的相对分子质量大，分子间作用力大，故熔、沸的相对分子质量大，分子间作用力大，故熔、沸点高点高(2)13230(3)N60可作高能炸药可作高能炸药第29页
21、，共34页，编辑于2022年，星期二【误区警示误区警示】比较分子晶体熔、沸点高低时，要充分比较分子晶体熔、沸点高低时，要充分考虑影响分子晶体熔、沸点的各种因素，如相对分子质量考虑影响分子晶体熔、沸点的各种因素，如相对分子质量对组成和结构都相似的分子晶体熔、沸点的影响，相对分对组成和结构都相似的分子晶体熔、沸点的影响，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高；在同分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高；在同分异构体中，支链越多，熔、沸点越低。不要漏了氢键的影异构体中，支链越多，熔、沸点越低。不要漏了氢键的影响，氢键的存在使得相应的氢化物的熔、沸点比同族元素响，氢键的存在使得相应的氢
22、化物的熔、沸点比同族元素氢化物的熔、沸点高得多。氢化物的熔、沸点高得多。第30页，共34页，编辑于2022年，星期二变式训练变式训练2下列分子晶体，关于熔、沸点高低叙述中，下列分子晶体，关于熔、沸点高低叙述中，正确的是正确的是()ACl2I2BSiCl4CCl4CNH3PH3DC(CH3)4CH3(CH2)3CH3第31页，共34页，编辑于2022年，星期二解析：解析：选选B。比较物质熔、沸点，先搞清该物质属于哪。比较物质熔、沸点，先搞清该物质属于哪一类晶体，再分析决定晶体熔、沸点的因素。一类晶体，再分析决定晶体熔、沸点的因素。A、B选选项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质项属于无
23、氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔、沸点高；量大的熔、沸点高；C选项属于有氢键存在但分子结构相选项属于有氢键存在但分子结构相似的情况，存在氢键的熔、沸点高；似的情况，存在氢键的熔、沸点高；D选项属于相对分选项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链越多的熔、子质量相同，但分子结构不同的情况，支链越多的熔、沸点越低。沸点越低。第32页，共34页，编辑于2022年，星期二知能过关演练知能过关演练第33页，共34页，编辑于2022年，星期二本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用第34页，共34页，编辑于2022年，星期二