第二節(jié)分子晶體和原子晶體.ashx

新課標(biāo)人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體和原子晶體（第一課時(shí)）第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

知識(shí)與技能1、了解分子晶體的概念2、了解冰、二氧化碳的晶體結(jié)構(gòu)及晶體中分子間作用力類型3、掌握分子晶體關(guān)于熔、沸點(diǎn)等方面的物理性質(zhì)過程與方法聯(lián)系舊知識(shí)，學(xué)習(xí)新知識(shí)，通過列舉各種晶體及其特征，達(dá)到逐個(gè)掌握的目的情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過對水結(jié)冰密度減小這一學(xué)生已知事實(shí)的講解，激發(fā)學(xué)生探究物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)奧秘的興趣教學(xué)重點(diǎn)分子晶體的概念、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)氯鍵對冰晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響指導(dǎo)閱讀P65〖思考1〗為何分子晶體的硬度小，熔沸點(diǎn)低？1、構(gòu)成晶體的微粒是分子2、分子之間以分子間作用力（主要是范德華力）相結(jié)合，范德華力遠(yuǎn)小于化學(xué)鍵的作用

１.概念:一．分子晶體碘晶體結(jié)構(gòu)**構(gòu)成分子晶體的粒子是粒子間的相互作用是只含有分子的晶體稱為分子晶體即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。分子分子間作用力(1)非金屬氫化物：(2)酸：(3)部分非金屬單質(zhì):(4)部分非金屬氧化物:(5)大多數(shù)有機(jī)物：2.典型的分子晶體H2O,H2S,NH3,CH4,HXH2SO4,HNO3,H3PO4X2,O2,H2,S8,P4,C60CO2,SO2,NO2,P4O6,P4O10乙醇，冰醋酸，蔗糖3.分子間作用力和氫鍵

分子間存在著一種把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力,也叫范德華力。

分子間作用力對物質(zhì)的性質(zhì)有什么影響？思考與交流

一般地說：對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，物質(zhì)的熔點(diǎn)沸點(diǎn)也越高。H2ONH3HF為什么比同主族氫化物的沸點(diǎn)高？分子晶體有哪些物理特性,為什么？思考與交流

由于分子間作用力很弱，所以分子晶體一般具有：4.分子晶體的物理特性①較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)②較小的硬度。③一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。5.幾種典型分子晶胞（１）分子密堆積:只有范德華力，無分子間氫鍵（每個(gè)分子周圍有幾個(gè)緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2、O2）（２）分子非密堆積：有分子間氫鍵（如：HF、冰、NH3

）分子的密堆積（與每個(gè)分子距離最近的相同分子分子共有?）干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個(gè)）冰中１個(gè)水分子周圍有４個(gè)水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積思考：1mol冰周圍有幾mol氫鍵？冰中１個(gè)水分子周圍有４個(gè)水分子形成什么空間構(gòu)型？4〖思考1〗是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？〖思考2〗為什么冰融化為水時(shí),密度增大？不對，分子間氫鍵也是一種分子間作用力，如冰中就同時(shí)存在著范德華力和氫鍵。在冰晶體中,每個(gè)分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子,由于水分子之間的主要作用力是氫鍵,氫鍵跟共價(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(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)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變,留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時(shí),熱運(yùn)動(dòng)使冰的結(jié)構(gòu)部分解體,水分子間的空隙減小,密度反而增大?！妓伎?〗為何干冰的熔沸點(diǎn)比冰低，密度卻比冰大？

由于冰中除了范德華力外還有氫鍵作用，破壞分子間作用力較難，所以熔沸點(diǎn)比干冰高。由于分子間作用力特別是氫鍵的方向性，導(dǎo)致晶體中有相當(dāng)大的空隙，所以相同狀況下體積較大由于CO2分子的相對分子質(zhì)量>H2O，所以干冰的密度大?？茖W(xué)視野：籠裝化合物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(huì)迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰”………DＢ[例題]第28屆國際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠，每個(gè)籠可容納1個(gè)CH4分子或1個(gè)游離H2O分子。根據(jù)上述信息，完成下兩題：1、下列關(guān)于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是A、兩種都是極性分子B、兩種都是非極性分子C、CH4是極性分子，H2O是非極性分子D、H2O是極性分子，CH4是非極性分子2、若晶體中每8個(gè)籠只有6個(gè)容納了CH4分子，另外2個(gè)籠被游離H2O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為A、CH4·14H2O

B、CH4·8H2OC、CH4·(23/3)H2ODCH4·6H2O第二節(jié)分子晶體和原子晶體（第二課時(shí)）

CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。

思考與交流１.概念：二．原子晶體金剛石**構(gòu)成原子晶體的粒子是，原子間以較強(qiáng)的相結(jié)合。相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。原子共價(jià)鍵對比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，得出原子晶體有何物理特性？

在原子晶體中，由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的2.原子晶體的物理特性（1）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高（2）硬度大（3）一般不導(dǎo)電（4）且難溶于一些常見的溶劑3.常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì)：

某些非金屬化合物：

某些氧化物：

金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)等碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體二氧化硅（SiO２）Al2O3晶體109o28′金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵

思考：在金剛石晶體中，每個(gè)碳與周圍多少個(gè)碳原子成鍵？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？最小碳環(huán)由多少個(gè)碳原子組成？它們是否在同一平面內(nèi)？

在金剛石晶體中，碳原子個(gè)數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為多少？12g金剛石C-C鍵數(shù)為多少NA？4正四面體6，否1：22NA180o109o28′SiO二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵解釋：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，晶體熔點(diǎn)越高金剛石＞碳化硅＞晶體硅＞晶體鍺交流與研討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？

一種結(jié)晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污手指成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm3，化學(xué)性質(zhì)不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強(qiáng)熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。知識(shí)拓展－石墨石墨晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)拓展－石墨石墨1、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（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(dòng)，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（大π鍵），故熔沸點(diǎn)很高。石墨為混合鍵型晶體。小結(jié)原子晶體與分子晶體的比較

分子晶體原子晶體構(gòu)成微粒晶體內(nèi)相互作用力硬度、熔沸點(diǎn)熔、沸點(diǎn)變化規(guī)律化學(xué)式能否表示分子結(jié)構(gòu)分子原子分子間作用力（氫鍵）共價(jià)鍵低高1、對于組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，比較相對分子質(zhì)量2、極性分子﹥非極性分子3、氫鍵作用鍵長、鍵能不能能〖思考〗為何CO2熔沸點(diǎn)比SiO2低？而破壞CO2分子卻比SiO2更難？

因?yàn)镃O2是分子晶體，SiO2是原子晶體，所以熔化時(shí)CO2是破壞范德華力而SiO2是破壞化學(xué)鍵。所以SiO2熔沸點(diǎn)高。破壞CO2分子與SiO2時(shí)，都是破壞共價(jià)健，而C-O鍵能>Si-O鍵能，所以CO2分子更穩(wěn)定。復(fù)習(xí)：原子晶體與分子晶體的比較

分子晶體原子晶體構(gòu)成微粒相互作用力硬度、熔沸點(diǎn)溶解性導(dǎo)電性分子原子分子間作用力（氫鍵）共價(jià)鍵低高概念不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，部分為半導(dǎo)體不導(dǎo)電思考：如何比較兩個(gè)晶體的熔沸點(diǎn)或硬度？1、判斷二者晶體類型：一般情況下，原子晶體的熔沸點(diǎn)都高于分子晶體。2、如果是同種晶體，比較晶體內(nèi)各微粒之間相互作用力的大小。

對于分子晶體,一般地說,對于組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。

對于原子晶體,一般地說,原子間鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。1、下列的晶體中，化學(xué)鍵種類相同，晶體類型也相同的是（）（A）SO2與SiO2

（B）C02與H2O（C）C與HCl（D）CCl4與SiC

2、碳化硅SiC的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石②晶體硅③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是（）（A）①③②（B）②③①（C）③①②（D）②①③

BA3、1999年美國《科學(xué)》雜志報(bào)道：在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體干冰，下列推斷中不正確的是（）（A）原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，有很大的硬度（B）原子晶體干冰易氣化，可用作制冷材料（C）原子晶體干冰的硬度大，可用作耐磨材料（D）每1mol原子晶體干冰中含4molC—O鍵B4、下列說法正確的是（）A．124gP4含有的P－P鍵的個(gè)數(shù)為6NAB．12g石墨中含有的C－C鍵的個(gè)數(shù)為2NAC．12g金剛石中含有的C－C鍵的個(gè)數(shù)為1.5NAD．60gSiO2中含Si－O鍵的個(gè)數(shù)為2NAA判斷晶體類型的方法

1.依據(jù)物質(zhì)的分類判斷金屬氧化物（如K2O、Na2O2等）、強(qiáng)堿（如NaOH、KOH等）和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。大多數(shù)非金屬單質(zhì)（除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外）、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物（除SiO2外）、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物（除有機(jī)鹽外）都是分子晶體。常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質(zhì)（除汞外）與合金是金屬晶體。

2.依據(jù)組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)間的作用判斷離子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是陰、陽離子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是離子鍵；原子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是原子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是共價(jià)鍵；分子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是分子，質(zhì)點(diǎn)間的作用為分子間作用力；金屬晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是金屬離子和自由電子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是金屬鍵。3.依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百度至一千余