高中化学 3.2分子晶体与原子晶体课件 新人教版选修3.ppt
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第二节分子晶体与原子晶体,什么叫(1)共价键;(2)范德华力;(3)氢键?提示(1)原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键;(2)分子之间存在的一种把分子聚集在一起的作用力叫范德华力;(3)由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中(或同分子中)电负性很强的原子之间的作用力。金刚石、二氧化硅、NH3、CO2等物质的熔、沸点有什么特点?提示金刚石、二氧化硅的熔、沸点很高;NH3、CO2的熔、沸点很低。,1,2,1了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。2理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。3了解分子间作用力对物质物理性质的影响。4了解氢键及其对物质物理性质的影响。,分子晶体:由_构成,相邻分子的相互作用靠_相互吸引。分子晶体特点:_熔点、_升华。构成分子晶体的作用力包括_和_。分子晶体的结构特点(1)_个紧邻的分子密堆积,如O2和C60。(2)冰的晶体:构成晶体的作用力是_,每个水分子周围只有_个紧邻的水分子,呈_形。,1.,分子,分子间,作用力,2,低,易,3,范德华力,氢键,4,12,氢键,4,正四面体,特点:_密度最大。(3)干冰:CO2的晶体。分子间存在_,性质特点是:_,工业上用作_。,4,范德华力,熔点低、易升华,制冷剂,原子晶体:原子都以_相结合,是三维的共价键_结构。金刚石结构:_网状结构,CCC夹角为_,_杂化。特点:_;_(填“溶于”或“不溶于”)一般的溶剂;不能导电。3SiO2原子晶体:制_、玻璃、宝石、_、硅光电池、芯片和_等。,1.,共价键,网状,2,正四面体空间,10928,sp3,硬度最大、熔点高,不溶于,水泥,单晶硅,光导纤维,常见分子晶体可分为哪几类?提示(1)所有非金属的氢化物,如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等。(2)部分非金属单质,如卤素(X2)、氧气、硫(S8)、氮、白磷(P4)、C60等。(3)部分非金属氧化物,如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。(4)几乎所有的酸。(5)绝大多数有机物的晶体。,【慎思1】,常见的原子晶体有哪几类?提示(1)某些非金属单质,如硼、硅、锗、金刚石。(2)某些非金属化合物,如碳化硅、氮化硼。(3)某些氧化物,如水晶。,【慎思2】,有下列物质:水晶、冰醋酸、氧化钙、白磷、晶体氩、氢氧化铝、铝、金刚石、过氧化钠、碳化钙、碳化硅、干冰、过氧化氢。根据要求填空。(1)属于原子晶体的化合物是_。(2)直接由原子构成的分子晶体是_。(3)由极性分子构成的晶体是_,属于分子晶体的单质是_。(4)在一定条件下,能导电且不发生化学变化的是_,受热熔化后化学键不发生变化的是_,受热熔化需克服共价键的是_。,【例1】,解析本题考查的是原子晶体、分子晶体的辨别及晶体内作用力类型的分析。属于原子晶体的有:金刚石、碳化硅和水晶;属于分子晶体的有:氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(由极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子);金属导电过程不发生化学变化;晶体熔化时,分子晶体只需克服分子间作用力,不破坏化学键,而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化需破坏化学键。答案(1)(2)(3)(4),解答该类题目的关键是熟练掌握常见物质的晶体类型,分子晶体的构成微粒必为分子(稀有气体为单原子分子),原子晶体是由原子通过共价键直接形成的,其构成微粒为原子。,下列属于分子晶体的性质的是()。A熔点1070,易溶于水,水溶液能导电B熔点10.31,液体不导电,水溶液能导电C熔点97.81,质软,能导电,密度是0.97gcm3D熔点63.65,熔化时能导电,水溶液也能导电解析分子晶体的特点是熔、沸点低、硬度小、熔融状态不导电,其水溶液有些可以导电。A项中熔点太高,C项中能导电的说法不正确,D项中熔化时能导电的说法也错误。答案B,【体验1】,对于不同类型的晶体来说,熔沸点的高低顺序为:原子晶体分子晶体。对于同属于分子晶体的不同晶体(1)分子间作用力越大,物质的熔沸点越高;非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体,熔沸点比同族元素的氢化物反常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。(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。例如SnH4GeH4SiH4CH4。(3)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。例如,COH2,CH3OHCH3CH3。,2,1,(4)同分异构体的支链越多,熔沸点越低。如:CH3CH2CH2CH2CH3(5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增加,熔沸点升高。如:C2H6CH4,C2H5ClCH3Cl,CH3COOHHCOOH。,对于同属于原子晶体的不同晶体(1)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。(2)若没有告知键长或键能数据时,可比较原子半径的大小。一般原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔点就越高。原子半径越小,则化学键的键长越短,化学键就越强,键就越牢固,破坏化学键需要的能量就越大,故晶体的熔点就越高。例如,比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低:原子半径:CSi,则键长:CCCSiSiSi,故键能:CCCSiSiSi,熔点:金刚石碳化硅晶体硅。,3,碳化硅(SiC)是一种晶体,具有类似于金刚石的结构,其中C原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体:金刚石、晶体硅、碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是()。ABCD,【例2】,解析本题考查的是不同原子晶体熔沸点高低的比较。C与Si同为A族元素,它们的相似性表现在金刚石是原子晶体,晶体硅、碳化硅也是原子晶体。从碳到硅原子半径逐渐增大,形成共价键的键能逐渐减弱。可推断碳化硅的熔点应在Si与C之间。三种原子晶体空间结构相似,熔点决定于它们的键长与键能,故熔点从高到低分别是金刚石、碳化硅、晶体硅。故正确答案为A。答案A,比较晶体的熔沸点高低,首先弄清晶体属于哪种类型,然后根据不同晶体的规律进行判断。分子晶体的熔沸点由分子间作用力大小决定,同时注意含氢键物质的反常;原子晶体则比较共价键的强弱。,(1)图为干冰的晶胞结构,观察图形,确定在干冰中每个CO2分子周围有_个与之紧邻且等距离的CO2分子。在干冰中撒入镁粉,用红热的铁棒引燃后,再盖上另一块干冰,有黑色物质生成,反应的,【体验2】,化学方程式是_。(2)下列三种晶体CO2CS2SiO2的熔点由高到低的顺序是_(用序号填空),其原因是_。,(2)一般来说,原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点,因为原子晶体熔化时要破坏共价键,而分子晶体熔化时只是克服分子间作用力,分子间作用力比共价键弱得多。如果同为分子晶体,当分子的组成和结构相似时,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高。,(2)SiO2是原子晶体,CO2、CS2是分子晶体,所以SiO2熔点最高;CO2和CS2组成和结构相似,且CS2的相对分子质量大于CO2的相对分子质量,所以CS2的熔点高于CO2,实验探究七非金属单质是原子晶体还是分子晶体的判断方法(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断:构成原子晶体的粒子是原子,质点间的作用是共价键;构成分子晶体的粒子是分子,质点间的作用是分子间作用力。(2)依据晶体的熔、沸点判断:原子晶体的熔、沸点高,常在1000以上;分子晶体的熔、沸点低,常在数百摄氏度以下甚至更低的温度。,【探究原理】,(3)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。(4)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。注意原子晶体的微观结构与分子晶体的区别主要体现在:构成微粒不同,原子晶体中只存在原子,没有分子;相互作用不同,原子晶体中原子间的相互作用是共价键,而分子晶体中分子间的相互作用是分子间作用力。,现有几种物质的熔点数据如下表所示:根据上表回答下列问题:(1)A组属于_晶体,其熔化时克服的微粒间作用力是_。,【问题探究】,(2)B组晶体的共同物理性质是_(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C组中HF熔点反常是由于_。思路点拨A组由于熔点都很高,所以为原子晶体,原子晶体熔化时破坏的是共价键;B组均为金属晶体,故具有金属的物理通性;C组都是分子晶体,且结构相似,相对分子质量越大,熔点越高,HF相对分子质量最小,熔点却比HCl高,分子晶体中熔点的反常可以联想到氢键,HF熔化时,除了破坏分子间作用力外还要破坏氢键,所需能量更多,导致熔点高。答案(1)原子共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多,- 配套讲稿:
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