新課程分子晶體和原子晶體講課用

1、關(guān)于新課程分子晶體與原子晶體講課用第一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 分子晶體第二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月回顧:1、什么叫晶體？什么叫非晶體？2、晶體與非晶體在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有什么差異？3、利用分?jǐn)偡ㄓ?jì)算晶胞中粒子數(shù)目第三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月觀察思考請同學(xué)們判斷下列物質(zhì)是晶體還是非晶體：水晶第四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月碘晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)觀察與思考：下列兩種晶體有什么共同點(diǎn)？NaCl晶體結(jié)構(gòu)第七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于202

2、2年6月一、分子晶體一概念分子間以分子間作用力（范德華力，氫鍵）相結(jié)合的晶體叫分子晶體。構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，粒子間的相互作用是分子間作用力。第八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 結(jié)合表格和已有知識,分析:分子晶體有哪些物理特性？為什么?思考與交流第九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月原因：分子間作用力較弱2、物理特性：(1)較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，易升華；(3)一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。有些在水溶液中可以導(dǎo)電.(2)較小的硬度；注:分子間作用力越大,熔沸點(diǎn)越高(相對分子質(zhì)量,分子極性,氫鍵) 分子晶體熔化時一般只破壞分子間作用力,不破壞化學(xué)鍵,也有例外,如S8第十張，

3、PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5、典型的分子晶體： （1）所有非金屬氫化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX（2）部分非金屬單質(zhì):X2，O2，H2， S8， P4， C60 （3）部分非金屬氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10（4）幾乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4（5）絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體：乙醇，冰醋酸， 蔗糖（6）稀有氣體第十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月分子的密堆積氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu)碳60的晶胞第十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個 ）干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖第十

4、三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月冰中個水分子周圍有個水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積第十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月6、分子晶體結(jié)構(gòu)特征（1）密堆積 有分子間氫鍵氫鍵具有方向性,使晶體中的空間利率不高,留有相當(dāng)大的空隙.這種晶體不具有分子密堆積特征。如：HF 、NH3、冰（每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子）。（2）非密堆積 只有范德華力，無分子間氫鍵分子密堆積。這類晶體每個分子周圍一般有12個緊鄰的分子，如：C60、干冰 、I2、O2。第十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這類水合物晶體的是19世紀(jì)初的

5、英國化學(xué)家戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學(xué)式為Cl28H20的水合物晶體。20世紀(jì)末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要?dú)怏w成分是甲烷， 因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰” 科學(xué)視野：天然氣水合物一種潛在的能源第十六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4、水分子間存在著氫鍵的作用，使水分子彼此結(jié)合而成（H2O）n。在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形的正四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體，其結(jié)構(gòu)如圖：試分析：1mol 冰中有 mol氫鍵？H2O的熔沸點(diǎn)比H2S高還是低？為什么？2氫鍵 第十七張，PPT

6、共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 討論CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下所示，通過比較，判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。熔點(diǎn)/oC狀態(tài)（室溫）CO2-56.2氣態(tài)SiO21723固態(tài)結(jié)論：SiO2不是分子晶體。那么SiO2是什么晶體呢？第十八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月在冰的晶體中，每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子。盡管氫鍵比共價(jià)鍵弱得多，不屬于化學(xué)鍵，卻跟共價(jià)鍵一樣具有方向性，即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引。這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，熱運(yùn)動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子

7、間的空隙減小，密度反而增大，超過4時，才由于熱運(yùn)動加劇，分子間距離加大，密度漸漸減小。第十九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月可燃冰第二十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、原子晶體 1、定義：原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 2、構(gòu)成微粒：原子 3、微粒之間的作用： 4、氣化或熔化時破壞的作用力： 5、物理性質(zhì)： 熔沸點(diǎn)高，硬度大，難溶于一般溶劑。 （共價(jià)鍵鍵能越大，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大）共價(jià)鍵共價(jià)鍵第二十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月6、常見原子晶體（1）某些非金屬單質(zhì)：硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）、金剛石（C）等（2）某些非金屬化合物：

8、SiC、BN等（3）某些氧化物：SiO2、 等第二十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月10928金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵第二十三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月思考： （1）在金剛石晶體中,C采取什么雜化方式？每個C與多少個C成鍵？最小碳環(huán)由多少個碳原子組成？它們是否在同一平面內(nèi)？ （2）在金剛石晶體中，C原子個數(shù)與CC鍵數(shù)之比為多少？ （3）12克金剛石中CC鍵數(shù)為多少NA？第二十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月7、典型的原子晶體金剛石的結(jié)構(gòu)特征：在金剛石晶體里每個碳原子都采取SP3雜化，以共價(jià)鍵跟4個碳原子結(jié)合，形成正四面體，。這些正四面體向空間發(fā)展，構(gòu)

9、成一個堅(jiān)實(shí)的，彼此聯(lián)結(jié)的空間網(wǎng)狀晶體。金剛石晶體中所有的CC鍵長相等，鍵角相等（10928）；晶體中最小的碳環(huán)由6個碳組成，且不在同一平面內(nèi)；晶體中C原子與CC鍵數(shù)之比為：1：2第二十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月18010928Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵第二十六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月18010928Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖下一頁共價(jià)鍵第二十七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月10928金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖返回共價(jià)鍵第二十八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月思考1：在SiO2晶體中每個硅原子周圍緊鄰的氧原子有多少個？每個氧原子

10、周圍緊鄰的硅原子有多少個？在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是多少？思考2：1mol二氧化硅的晶體含幾摩的Si-O 鍵3:在二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,最小的環(huán)由幾個原子構(gòu)成?第二十九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月SiO2的結(jié)構(gòu)特征：在SiO2晶體中每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子；每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。最小的環(huán)是由6個Si原子和6個O原子組成的12元環(huán)。1mol SiO2中含4mol SiO鍵第三十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔

11、點(diǎn)越高金剛石硅鍺學(xué)與問 1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？2、“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對嗎？為什么？第三十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)1：分子晶體與原子晶體的比較晶體類型原子晶體分子晶體概念組成微粒 作用力熔沸點(diǎn)硬度溶解性導(dǎo)電性相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子間以分子間作用力結(jié)合原子分子共價(jià)鍵分子間作用力很大較小很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，個別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電第三十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月石墨晶體結(jié)構(gòu)知識拓展石墨第三十三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于202

12、2年6月石墨 1、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（熔點(diǎn)高于金剛石）？3、石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵，故熔沸點(diǎn)很高。石墨為混合鍵型晶體。第三十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月7、最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如下圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是 。解析：由于本題團(tuán)簇分子指的是一個分子的具體結(jié)構(gòu)，并不是晶體中的最小的一個重復(fù)單位，不能采用均攤法分析，所以只需數(shù)出該結(jié)構(gòu)內(nèi)兩種原子的數(shù)目就可以了。答案為：Ti14C13第三十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)2：判斷晶體類型的方法1、依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷：構(gòu)成原子晶體的微粒是原子，原子間的作用力是共價(jià)鍵，構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，分子之間的作用力是分子間作用力。2、依