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1、山东省泰安市肥城一中高二化学山东省泰安市肥城一中高二化学课件第课件第3节分子晶体节分子晶体10928共价键 在金刚石晶体里，每个碳原子都被相邻的在金刚石晶体里，每个碳原子都被相邻的4个碳个碳原子所包围，以共价键跟这原子所包围，以共价键跟这4个碳原子结合，形成正个碳原子结合，形成正四面体。最小的碳环上有四面体。最小的碳环上有6个碳原子。个碳原子。金刚石里的金刚石里的C-C键的键长很短（键的键长很短（154pm），键能），键能很大（很大（347.7KJ/mol）,所以金刚石在所有晶体中硬度所以金刚石在所有晶体中硬度最大，而且熔点也很高（最大，而且熔点也很高（35500C）。）。二、分子晶体二、分子
2、晶体干冰干冰冰冰硫磺硫磺冰糖冰糖一、分子晶体一、分子晶体1概念概念分分子子间间通通过过_结结合合而成的晶体。而成的晶体。2结结构特点构特点由于分子由于分子间间作用力不具有作用力不具有_，所以分子晶体在堆，所以分子晶体在堆积积排列排列时时尽可尽可能的利用空能的利用空间间采取采取紧紧密堆密堆积积的方式。的方式。分分子子间间作作用用力力方向性方向性3物理性物理性质质(1)分分子子晶晶体体由由于于以以比比较较弱弱的的分分子子间间作作用用力力相相结结合合，因因 此此 一一 般般 熔熔 点点 _，硬硬 度度_。(2)对组对组成和成和结结构构_，晶体中又不含，晶体中又不含氢键氢键的物的物质质来来说说，随着相
3、，随着相对对分子分子质质量的增大，分子量的增大，分子间间作用力作用力_，熔、沸点，熔、沸点_。如熔点：。如熔点：HCl_HBr_HI。4常常见见物物质质几几乎乎所所有有的的酸酸，部部分分非非金金属属单单质质、非非金金属属的的_、_以以及及大大多多数数_形成的晶体大都属于分子晶体。形成的晶体大都属于分子晶体。较较低低较较小小相似相似增增强强升高升高氢氢化物化物氧化物氧化物有机化合物有机化合物几种典型的分子晶体比几种典型的分子晶体比较较单质单质碘碘干冰干冰冰冰晶胞或晶胞或结结构模型构模型微粒微粒间间作作用力用力范德范德华华力力范德范德华华力力范德范德华华力和力和氢氢键键晶胞微粒晶胞微粒数数44配位
4、数配位数124思考思考:1.上述几种分子晶体中上述几种分子晶体中,分子分子间的作用是什么间的作用是什么?一个分子一个分子周围有几个紧邻的分子周围有几个紧邻的分子?2.上述分子晶体中分子的排上述分子晶体中分子的排列有何特点列有何特点?结论结论:只存在范德华力的分子晶体只存在范德华力的分子晶体,结构呈结构呈密堆积型密堆积型,一个分子周围紧邻一个分子周围紧邻 个分子个分子.12(1)(1)只有范德华力，无分子间氢键分子只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积密堆积分子晶体结构有何特征？分子晶体结构有何特征？如果分子间作用力如果分子间作用力只是范德华力只是范德华力，若以一个分，若以一个分子为中心，其周围通
5、常可以有子为中心，其周围通常可以有1212个紧邻的分子。分个紧邻的分子。分子晶体的这一特征称为子晶体的这一特征称为分子密堆积。分子密堆积。每个分子周围有每个分子周围有12个个紧邻的分子紧邻的分子冰的结构冰的结构冰融化成水冰融化成水思考思考:1.冰和水中冰和水中,水分子中存在几种作用力水分子中存在几种作用力?2.在冰中一个水分子周围有几个水分子在冰中一个水分子周围有几个水分子?3.冰融化后冰融化后,水分子间的空隙怎样变化水分子间的空隙怎样变化?4.为什么冰的密度比水的小为什么冰的密度比水的小?为什么冰的密度小于水？为什么冰的密度小于水？在冰的晶体中，水分子之间的主要作用力是氢在冰的晶体中，水分子
6、之间的主要作用力是氢键（范德华力为次）。这会对冰晶体的结构造成什键（范德华力为次）。这会对冰晶体的结构造成什么样的影响呢？么样的影响呢？氢键具有方氢键具有方向性向性分子非密堆积分子非密堆积分子非密堆积分子非密堆积 每个水分子的周围只有每个水分子的周围只有4个个紧邻的水分子。这一排列使冰紧邻的水分子。这一排列使冰晶体中的水分子的利用率不高，晶体中的水分子的利用率不高，留有相当大的空隙。留有相当大的空隙。为什么冰的密度小于干冰？为什么冰的密度小于干冰？干冰晶体内只存在范德华力，一个分子周围有干冰晶体内只存在范德华力，一个分子周围有1212个紧邻分子。形成分子密堆积。在冰晶体中分子个紧邻分子。形成分
7、子密堆积。在冰晶体中分子间作用力主要是氢键，一个水分子周围只有间作用力主要是氢键，一个水分子周围只有4 4个紧个紧邻的水分子，形成分子非密堆积。所以干冰的密度邻的水分子，形成分子非密堆积。所以干冰的密度大于冰的密度。大于冰的密度。为什么水在为什么水在40C时的密度最大？时的密度最大？当冰刚刚融化成液态水时，热运动使冰的结当冰刚刚融化成液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子的空隙减小，密度增大。超过构部分解体，水分子的空隙减小，密度增大。超过4 40 0C C时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以逐渐减小，所以4 40 0C C时水的密
8、度最大。时水的密度最大。晶体类型晶体类型 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体构成粒子构成粒子粒子间的作用粒子间的作用硬度硬度熔、沸点熔、沸点导电性导电性溶解性溶解性归纳总结：归纳总结：分子晶体与原子晶体比较分子晶体与原子晶体比较（见资料见资料46页专题一页专题一）分子分子范德华力或氢键范德华力或氢键共价键共价键小小大大很低很低很高很高不导电不导电一般不导电一般不导电与分子的极性有关与分子的极性有关一般不溶解一般不溶解原子原子物质熔沸点比较物质熔沸点比较离子晶体（晶格能）离子晶体（晶格能）金属晶体（金属键）金属晶体（金属键）二、石墨晶体二、石墨晶体1结结构特点构特点石墨晶体是石墨晶体是层层状状结
9、结构，在每一构，在每一层层内，碳原子排列内，碳原子排列成成_，一个个六，一个个六边边形排列成形排列成平面的网状平面的网状结结构，每一个碳原子都跟其他构，每一个碳原子都跟其他_相相结结合。在同一个合。在同一个层层内，相内，相邻邻的碳原子以共价的碳原子以共价键键相相结结合，合，层层与与层层之之间间以以_相相结结合合(如如图图)。平面正六平面正六边边形形三个碳原子三个碳原子范德范德华华力力2所属所属类类型型石石墨墨中中既既有有共共价价键键，又又有有范范德德华华力力，同同时时还还有有_的特性，是一种混合型晶体。的特性，是一种混合型晶体。3物理性物理性质质由于石墨由于石墨结结构的特殊性，使其熔点构的特殊
10、性，使其熔点_，有良好的有良好的_，可做，可做_、_、_、原子反、原子反应应堆中的中子减速堆中的中子减速剂剂等。等。金属金属键键很高很高导电导电性性电电极极润润滑滑剂剂铅铅笔芯笔芯2石石墨墨与与金金刚刚石石互互为为同同素素异异形形体体，它它们们之之间间有哪些性有哪些性质质上的差异？上的差异？【提示】【提示】(1)硬度：金硬度：金刚刚石石墨石石墨(2)导导电电性性：石石墨墨导导电电，金金刚刚石石不不导导电电（3）熔点：金）熔点：金刚刚石石石墨石墨思考感悟思考感悟1.下列性质适合于分子晶体的是下列性质适合于分子晶体的是 ()A.熔点熔点1070，易溶于水，水溶液能导电，易溶于水，水溶液能导电B.熔
11、点熔点10.31，液态不导电，水溶液能导，液态不导电，水溶液能导C.能溶于能溶于CS2，熔点，熔点110.8，沸点，沸点444.6D.熔点熔点97.81,质软质软,导电导电,密度为密度为0.97g/cm3BC练一练练一练:2.据报道据报道,科学家用一束激光将置于铁室中科学家用一束激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松石墨靶上的碳原子炸松,与此同时用一个射与此同时用一个射频点火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合频点火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳化物的薄膜。据称，这种化合物比金成碳化物的薄膜。据称，这种化合物比金刚石更坚硬，其原因可能是（）刚石更坚硬，其原因可能是（）A.碳、氮原子构成空间网状结构的原子晶体碳、氮原子构成空间网状结构的原子晶体 B.碳氮键比金刚石中的碳碳键更长碳氮键比金刚石中的碳碳键更长 C.碳、氮都是非金属元素，且位于同一周期碳、氮都是非金属元素，且位于同一周期 D.碳、氮的单质的化学性质均不活泼碳、氮的单质的化学性质均不活泼A3.在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占有有CO2分子的个数为分子的个数为_，每个，每个CO2分分子周围有子周围有_个与之紧邻且等距的个与之紧邻且等距的CO2分子分子.412