分子晶體和共價(jià)晶體課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)

分子晶體與共價(jià)晶體第1課時(shí)

分子晶體與共價(jià)晶體晶體分類舉例構(gòu)成粒子粒子間作用離子晶體共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體CO2NaClCu金剛石分子原子陰、陽離子金屬陽離子、自由電子分子間作用力氫鍵

范德華力共價(jià)鍵離子鍵金屬鍵化學(xué)鍵一、分子晶體1.定義：只含分子的晶體稱為分子晶體。分子晶體中相鄰的分子間以____________________相互吸引。分子間作用力分子分子間作用力分子晶體構(gòu)成粒子粒子間的作用力分子內(nèi)各原子間共價(jià)鍵(單原子分子中無共價(jià)鍵)2.常見的分子晶體如H2O、H2S、NH3、CH4、HX等如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等鹵素X2、硫(S8)、N2、白磷(P4)、稀有氣體、C60

等；如He、Ne、Ar、Kr等如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等如乙醇、冰醋酸、蔗糖等①所有非金屬氫化物：②部分非金屬單質(zhì)：④稀有氣體：③部分非金屬氧化物：⑤幾乎所有酸：⑥大多數(shù)有機(jī)物：分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多【思考】分子晶體的熔點(diǎn)、硬度如何？原因？3、物理特性：（1）分子晶體熔點(diǎn)低、硬度?。?）分子晶體不導(dǎo)電。（在固體或熔融狀態(tài)下均不導(dǎo)電）（3）溶解性：遵循“相似相溶”原理、氫鍵【思考】導(dǎo)電性、溶解性？【思考】M(H2O)＜M(H2S)，為什么水的熔點(diǎn)卻高于硫化氫的熔點(diǎn)呢？H2S晶體中分子間作用力為范德華力；水分子間存在氫鍵。→判斷是否為分子晶體

分子晶體熔沸點(diǎn)比較的方法①若分子間存在氫鍵，熔沸點(diǎn)較高。②結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高。③相對分子質(zhì)量相近時(shí)，分子極性越大，熔沸點(diǎn)越高。④有機(jī)物的同分異構(gòu)體中，支鏈數(shù)越多，熔沸點(diǎn)越低。正誤判斷(1)組成分子晶體的微粒是分子，在分子晶體中一定存在共價(jià)鍵和分子間作用力（

）(2)分子晶體熔化時(shí)一定破壞范德華力，有些分子晶體還會(huì)破壞氫鍵（

）(3)分子晶體熔化或溶于水均不導(dǎo)電（

）(4)分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，分子晶體中共價(jià)鍵的鍵能越大（

）(5)水分子間存在著氫鍵，故水分子較穩(wěn)定（

）(6)H2SO4為強(qiáng)電解質(zhì)，硫酸晶體是能導(dǎo)電的（

）(7)SiCl4晶體是分子晶體，熔點(diǎn)高于CCl4（

）×××××√√干冰晶胞

冰的結(jié)構(gòu)【思考】在分子晶體中，分子間的作用力不同時(shí)會(huì)對分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生什么影響？4、分子晶體的結(jié)構(gòu)特征每個(gè)CO2分子周圍距離最近且相等的CO2分子有____個(gè)。干冰中分子間作用力為

。12（1）干冰的結(jié)構(gòu)特征——分子密堆積范德華力

大多數(shù)分子晶體的結(jié)構(gòu)特征：如果分子間作用力只是范德華力，若以一個(gè)分子為中心，其周圍最多可以有12個(gè)緊鄰的分子。干冰晶胞心對心心對空分子非密堆積分子密堆積范德華力無方向性和飽和性（2）冰的結(jié)構(gòu)特征冰晶體中每個(gè)H2O分子周圍緊鄰的H2O分子有__個(gè)4冰晶體的分子間作用力與干冰晶體中的分子間作用力是否相同？不一樣。水分子間存在氫鍵，氫鍵有飽和性和方向性水分子中存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，氫鍵的存在迫使在四面體中心的水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子形成氫鍵，因此冰中一個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰分子?！肿臃敲芏逊eH2S晶體中分子之間只有范德華力，范德華力無飽和性與方向性，能夠形成分子密堆積。因此，一個(gè)H2S分子周圍有12個(gè)緊鄰分子。冰晶體中水分子間存在氫鍵，氫鍵具有方向性，這迫使在四面體中心的水分子與四面體頂角方向的四個(gè)相鄰水分子形成氫鍵，屬于非密堆積。因此，冰中一個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰分子。微粒間作用力________________________微粒堆積方式________________________舉例干冰、I2、C60等范德華力范德華力和氫鍵密堆積非密堆積分子晶體的比較HF晶體、NH3晶體、冰熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃-56.2-78.5熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃17232230干冰（CO2）二氧化硅（SiO2）【思考】同為第ⅣA族元素的氧化物，兩種晶體的熔沸點(diǎn)卻相差很大，這是為什么呢？構(gòu)成粒子分子原子共價(jià)鍵分子間作用力分子晶體共價(jià)晶體粒子間的相互作用熔點(diǎn)低熔點(diǎn)高二、共價(jià)晶體相鄰原子間以

鍵結(jié)合而形成的具有三維骨架結(jié)構(gòu)（空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）的晶體1.概念：共價(jià)硅原子共價(jià)鍵金剛石SiO2共價(jià)晶體構(gòu)成粒子原子粒子間的作用力共價(jià)鍵【思考】SiO2晶體中是否存在SiO2分子？共價(jià)晶體中不存在分子，沒有分子式，化學(xué)式表示最簡整數(shù)比。整塊晶體是一個(gè)立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)【思考】除了金剛石和SiO2，還有哪些物質(zhì)屬于共價(jià)晶體呢？（1）某些單質(zhì)：硅(Si)、鍺(Ge)、灰錫(Sn)、硼(B)、金剛石等（2）某些非金屬化合物：二氧化硅(SiO2)、金剛砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）等2、類別：α-Al2O3屬于共價(jià)晶體，俗稱剛玉判斷是否為共價(jià)晶體C—C鍵鍵長(pm)鍵能(kJ/mol)熔點(diǎn)(℃)硬度均為154347.7＞3500天然最大很高很短很大特性：共價(jià)晶體熔點(diǎn)高、硬度大，一般不導(dǎo)電（但硅、鍺是半導(dǎo)體）——影響共價(jià)晶體物理性質(zhì)的主要因素共價(jià)鍵109°28'熔沸點(diǎn)變化取決于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱金剛石的相關(guān)數(shù)據(jù)都是共價(jià)晶體，結(jié)構(gòu)相似原子半徑：Si

C鍵長：Ge—Ge

Si—Si

C—C晶體鍺、晶體硅、金剛石的熔點(diǎn)、硬度依次

。>>>升高結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體：原子半徑越小

晶體熔沸點(diǎn)越高鍵長越短

鍵能越大

一個(gè)金剛石晶胞中，含有

個(gè)碳原子8每個(gè)碳原子與

個(gè)碳原子成鍵，碳原子采取

雜化軌道形成共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)，鍵角為

。4sp3109°28′正四面體1mol金剛石可以形成

個(gè)C-C共價(jià)鍵2NA典型的共價(jià)晶體：金剛石最小的環(huán)為

元環(huán)6將C換成Si，并在兩個(gè)Si之間插入1個(gè)O典型的共價(jià)晶體：金剛石和SiO2典型的共價(jià)晶體：SiO2在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子采取____雜化，在SiO2晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是_____。sp31∶21molSiO2中含有

個(gè)Si—O共價(jià)鍵4NA最小的環(huán)為

元環(huán)12事實(shí)上，SiO2晶體中Si-O-Si鍵并不是180°（O的價(jià)層電子對數(shù)也為4，其實(shí)是有折角的）1mol金剛石中含

個(gè)

C-C鍵1molSiO2中含

個(gè)Si-O鍵2NA4NA用途：石英的左、右型晶體低溫石英：硅氧四面體相連構(gòu)成的螺旋鏈?zhǔn)㈢姳矶趸枋亲匀唤绾孔罡叩墓虘B(tài)二元氧化物，有多種結(jié)構(gòu)1、天然金剛石2、人工合成金剛石（1）高壓合成（2）低壓合成晶體類型共價(jià)晶體分子晶體組成微粒作用力物理特性溶解性導(dǎo)電性原子分子共價(jià)鍵（強(qiáng)）分子間作用力（弱得多）熔點(diǎn)高、硬度大熔點(diǎn)低、硬度小不溶于任何溶劑相似相溶、氫鍵不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體固體和熔融狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電（2023浙江1月選考，17）(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是___________，該化合物的化學(xué)式為___________。共價(jià)晶體SiP2（2023山東卷，16）-40℃時(shí)，F(xiàn)2與冰生成HOF與HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體，固態(tài)HOF的晶體類型為

。分子晶體分子晶體：由分子構(gòu)成共價(jià)晶體：由原子構(gòu)成，有三維骨架（立體網(wǎng)狀）【思考】含有共價(jià)鍵一定是共價(jià)晶體嗎？BBBC共價(jià)晶體：金剛石、石英、金剛砂（SiC）剩余為分子晶體124干冰晶體分子間為范德華力，屬于分子密堆積，配位數(shù)為12；冰晶體分子間有氫鍵和范德華力，氫鍵有方向性，迫使在四面體中心的H2O分子與頂角上的四個(gè)相鄰的H2O形成氫鍵，配位數(shù)為4面對角線與邊長關(guān)系：邊長a

ld體對角線與邊長關(guān)系：

laa勾股定理：l2=a2+a2=2a2

d2=a2+l

2=3a2

設(shè)晶胞參數(shù)為