3.2分子晶体与原子晶体绪论.ppt

第二节 分子晶体与原子晶体 一、分子晶体 2、组成微粒： 分子 3、粒子间作用力： 范德华力或氢键相互吸引 1.定义： 只含分子的晶体，叫做分子晶体。 如干冰、冰等共价化合物 原子间以共价键结合 相邻分子间: 分子内: 4、典型的分子晶体： （5）绝大多数有机物的晶体： （1）所有非金属氢化物： （2）部分非金属单质: （3）部分非金属氧化物: （4）几乎所有的酸： H2O，H2S，NH3，CH4，HX等 X2，O2，H2， S8，P4，C60 ，稀有气体等 CO2， SO2， NO2，P4O6， P4O10等 乙醇，冰醋酸，蔗糖 H2SO4，HNO3，H3PO4 结合表格和已有知识,分析:分子晶体有哪些物理特性？为什么? 5、物理特性： (1) 一般熔沸点较低，易升华； (3)固态和熔融状态下都不导电。 有些在水溶液中可以导电。 (2)硬度较小。 注意：分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力,不破坏化学键。 （与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ） 干冰的晶体 结构图 分子的密堆积 冰中１个水分子周围有４个水分子 氢键具有方向性 分子的非密堆积 6、分子晶体结构特征 （1）密堆积 有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。如：HF 、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。 （2）非密堆积 分子间只有范德华力，无氢键——分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子，如：C60、 O2、干冰。 讨论： CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示， 通过比较判断SiO2晶体是否属于分子晶体。 气态 固态 熔 点 沸 点 干 冰（CO2） -56.2℃ -78.4℃ SiO2 1723℃ 2230℃ 状态（室温） 180o 109o28′ Si O 共价键 二氧化硅晶体结构示意图 思考 1.构成以上晶体的粒子是什么? 2.粒子间通过什么样的作用力联系在一起? 二.原 子 晶 体 原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体(又称共价晶体)。 2、原子晶体的构成微粒和作用力： 1、定义： (1)构成微粒是： (2)作用力： 注：原子晶体中不存在分子 原子 共价键 3、气化或熔化时破坏的作用力： 共价键 4、典型的原子晶体 （1）某些非金属单质，如B,Si,Ge,金刚石. （2）某些非金属化合物，如氮化硼(BN) 碳化硅（ SiC,俗称金刚砂）, 二氧化硅晶体, α-Al2O3 对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？ (1)熔沸点高 5、物理性质： (2)硬度大 (3)难溶于一般溶剂 （4）一般不导电 109o28′ 共价键 金刚石 的晶体结构模型 晶体硅 的晶体结构模型 硅原子 Si o 二氧化硅 的晶体结构模型 思考1： （1）在金刚石晶体中,C采取什么杂化方式？每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？ （2）在金刚石晶体中，C原子个数与C—C键数之比为多少？ （3）12克金刚石中C—C键数为多少NA？ SP3杂化 4个，正四面体 6个 否 1:(4 x ?)= 1：2 2NA 思考2(1)在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？硅原子个数与Si－O共价键个数之比是多少？氧原子个数与Si－O共价键个数之比是多少？ (2)1mol SiO2 中含多少mol Si—O键? (3)SiO2晶体中存在SiO2小分子吗？ SiO2能不能叫做分子式？ (4)在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成? ①每个Si原子周围结合4个O原子形成4个共价键，同时，每个O原子跟2个Si原子相结合形成2个共价键。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。 （2）SiO2晶体的结构特征： ② 1mol SiO2中含4mol Si—O键 ③SiO2不能叫做分子式 在SiO2晶体中 ④最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成 的12元环。 分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较 晶体类型 分子晶体 原子晶体 结 构 粒子间的作用力 性 质 硬度 溶、沸点 导电 溶解性 构成晶体粒子 分子 原子 分子间作用力 共价键 结构、性质 较小 较大 较低 很高 固态和熔融状态都不导电，部分水溶液导电 不导电,个别为半导体 相似相溶 难溶于常 见溶剂