四川省米易中学高中化学《分子晶体与原子晶体》课件新人教版选修.docx

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四川省米易中学高中化学《分子晶体与原子晶体》课件新人教版选修

四川省米易中学高中化学《分子晶体与原子晶体》课件新人教版选修3

第二节分子晶体与原子晶体学习目标

1.掌握分子晶体、原子晶体的概念及结构特点。

2.掌握晶体类型与性质之间的关系。

3.了解氢键对物质物理性质的影响。

第

二

课前自主学案

节

分

子

晶

课堂互动讲练

体

与

原

子

知能优化训练

晶

体课前自主学案

一、分子晶体

1.结构特点

1构成微粒及微粒间的作用

分子

分子间作用力2微粒堆积方式

①若分子间只有范德华力,则分子晶体有

分子密堆积

_______________特征,即每个分子周围有

12

______个紧邻分子。

②若分子间含有其他作用力,如氢键。

由于氢键

方向性

具有___________,使分子不能采取密堆积的方

式,则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。

如

冰中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。

2.属于分子晶体的物质

非金属氢化物

1所有____________________,如HO、NH、

23

CH等。

4

2部分非金属单质,如卤素X、O、N、白磷

222

P、硫S、稀有气体等。

48

非金属氧化物

3部分_________________,如CO、PO、

246

PO、SO等。

4102

酸

4几乎所有的_______,如HNO、HSO、

324

HPO、HSiO等。

3423

5绝大多数有机物的晶体,如苯、乙醇。

二、原子晶体

1.结构特点

1构成微粒及微粒间的作用力

原子

共价键2微粒堆积方式:

共价键网状

整块晶体是一个三维的_____________结构,不存

在单个小分子,是一个“巨分子”,又称

共价晶体

_______________。

2.属于原子晶体的物质

非金属单质

1某些______________,如晶体硼、晶体硅、晶体

锗、金刚石等。

非金属化合物

2某些___________________,如碳化硅SiC、二

氧化硅SiO、氮化硅SiN、氮化硼BN等。

234思考感悟

1含有共价键的晶体都是原子晶体吗?

2SiO是二氧化硅的分子式吗?

2

【提示】1原子晶体中都有共价键,但含有共

价键的不一定是原子晶体。

如CO、HO等分子晶

22

体中也含有共价键。

2二氧化硅为原子晶体,晶体中不存在单个分子,

其化学式为Si与O的最简个数比,而不是分子式。

课堂互动讲练

分子晶体与原子晶体的比较

晶体类型分子晶体原子晶体

相邻原子间以共

分子间通过分子

价键结合而形成

定义间作用力结合形

的具有空间立体

成的晶体

网状结构的晶体

组成微粒分子原子晶体类型分子晶体原子晶体

金刚石、晶体

硅、碳化硅、

多数的非金属单

物质类别二氧化硅等少

质和共价化合物

数非金属单质

及共价化合物

分子间作用力氢共价键极性键、

微粒间

键、范德华力非极性键

的作用力

熔化时需克较弱的分子间作

很强的共价键

服的作用力用力晶体类型分子晶体原子晶体

熔、沸点较低很高

硬度较小很大

物固态和熔化时都

固态和熔化时都不导电,

理不导电

导电性但某些分子晶体溶于水

Si、Ge为半导

性

能导电,如HCl

体

质

溶解性相似相溶难溶于一般溶剂

决定熔、

沸点高分子间作用力的强弱共价键的强弱

低的因素晶体类

分子晶体原子晶体

型

1干冰1金刚石

①在晶体中每个碳原子以4个共价键对

典型例

称地与相邻的4个碳原子相结合,形成

子

正四面体结构。

②晶体中C?

C?

C夹

3

①每个晶胞中有4个角为109°28′,碳原子采取了sp杂化。

CO分子,12个原子。

③最小环上有6个碳原子。

2

②每个CO分子周围等④晶体中C原子个数与C?

C键数之比

2

距离紧邻的CO分子有

为

2

12个。

1∶4×=1∶2。

晶体类

分子晶体原子晶体

型

2冰

2二氧化硅

典型例①水分子之间的作用

子力有范德华力,但主

①在晶体中每个硅原子和4个氧原子

要作用力是氢键。

形成4个共价键;每个氧原子与2个硅

②由于氢键的存在迫

使在四面体中心的每原子相结合。

故SiO晶体中硅原子与

2

氧原子按1∶2的比例组成。

个水分子与四面体顶

点的4个相邻的水分子②最小环上有12个原子。

相互吸引。

特别提醒:

分子晶体熔化时一定会破坏范德华

力,有一些晶体还破坏氢键,如冰的熔化。

还

有少数晶体会破坏共价键,如S晶体熔化时,除

8

破坏范德华力外,S分子也会分解,破坏共价键。

8例1

例1

下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶

体类型也相同的是

①SiO和SO②晶体硼和HCl③CO和SO

2322

④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮⑥硫磺

和碘

A.①②③B.④⑤⑥

C.③④⑥D.①③⑤【解析】本题考查了化学键的类型与晶体类型的

判断。

解题时应注意化学键类型的判断。

属于分子

晶体的有SO、HCl、CO、SO、晶体氖、晶体氮、

322

硫磺和碘。

属于原子晶体的有SiO、晶体硼、晶体

2

硅和金刚石。

但晶体氖是由稀有气体分子组成,稀

有气体为单原子分子,分子间不存在化学键。

【答案】C【规律方法】判断非金属元素组成的晶体是分

子晶体还是原子晶体的方法有:

1依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断:

原

子晶体的构成粒子是原子,质点间的作用是共价

键;分子晶体的构成粒子是分子,质点间的作用

是范德华力。

2记忆常见的、典型的原子晶体。

常见的原子晶

体有:

某些非金属单质如硼、硅、锗等;某些非

金属化合物如碳化硅、氮化硼、二氧化硅等。

3依据晶体的熔、沸点判断:

原子晶体熔、沸点

高,常在1000℃以上;分子晶体熔、沸点低,常

在几XX以下至很低的温度。

4依据导电性判断:

分子晶体为非导体,但部分

分子晶体溶于水后能导电;原子晶体多数为非导

体,但晶体硅、晶体锗是半导体。

5依据硬度和机械性能判断:

原子晶体硬度大,

分子晶体硬度小且较脆。

变式训练120XX年黄冈高二检测下列说法正确

的是

A.原子晶体中只存在非极性共价键

B.因为HCl的相对分子质量大于HF,所以HCl

的熔点高于HF

C.干冰升华时,分子内共价键不会发生断裂

D.金属元素和非金属元素形成的化合物一定是

离子化合物解析:

选C。

原子晶体中可能存在非极性共价键,

也可能存在极性共价键,如SiO、SiC等,A不

2

正确;HF晶体中存在氢键,熔点高于HCl晶体,

B不正确;干冰升华是物理变化,分子间作用力

被破坏,但分子内共价键不断裂,C正确;金属

元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化

合物,也可能是共价化合物,如AlCl等,D不正

3

确。

分子晶体和原子晶体熔、沸点比较

1.不同类型的晶体:

原子晶体分子晶体。

2.同一类型的晶体

1分子晶体

①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具

有氢键的分子晶体,熔、沸点反常的高。

如

HOHTeHSeHS。

2222

②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越

大,熔、沸点越高。

如SnHGeHSiHCH。

4444③组成和结构不相似的物质相对分子质量接近,

分子的极性越大,其熔、沸点越高。

如CON,

2

CHOHCHCH。

333

④同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。

2原子晶体

晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键

能。

键长越短,键能越大,共价键越稳定,物

质的熔、沸点越高。

如熔点:

金刚石碳化硅

晶体硅。

例2

例2

20XX年黄石高二检测据报道科研人员应

用计算机模拟出结构类似C的物质N。

已知:

6060

①N分子中每个氮原子均以N?

N键结合三个N

60

原子而形成8电子稳定结构;②N?

N键的键能

-1

为167kJ?

mol。

请回答下列问题。

1N分子组成的晶体为________晶体,其熔、

60

沸点比N________填“高”或“低”,原因是

2

_________________________________________

_______________________________

_________________________________________

_______________________________。

21molN分解成N时吸收或放出的热量是

602

___________________________________________

_____________________________

-1

kJ已知N≡N键的键能为942kJ?

mol,表明稳

定性N________填“”、“”或“=”N。

602

3由2列举N的用途举一种

60

___________________________________________

_____________________________。

【思路点拨】3由于反应放出大量的热同时生成大量气体,因

此N可用作高能炸药。

60

【答案】1分子高N、N均形成分子晶

602

体,且N的相对分子质量大,分子间作用力大,

60

故熔、沸点高

213230

3N可作高能炸药

60【误区警示】比较分子晶体熔、沸点高低时,

要充分考虑影响分子晶体熔、沸点的各种因素,

如相对分子质量对组成和结构都相似的分子晶体

熔、沸点的影响,相对分子质量越大,分子间作

用力越大,熔、沸点越高;在同分异构体中,支

链越多,熔、沸点越低。

不要漏了氢键的影响,

氢键的存在使得相应的氢化物的熔、沸点比同族

元素氢化物的熔、沸点高得多。

变式训练2下列分子晶体,关于熔、沸点高低叙

述中,正确的是

A.Cl>I

22

B.SiCl>CCl

44

C.NH

33

D.CCH>CHCHCH

343233