高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第二节 分子晶体与共价晶体课文内容课件ppt

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1.了解分子晶体的结构特点。
2.知道共价晶体的结构特点。
3.能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及 粒子间的相互作用，以及范德华力与氢键对分 子晶体结构与性质的影响。
这些固体是晶体吗?
分子晶体的概念：只含分子的晶体叫做分子晶体。如：I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体。
构成分子晶体的微粒是分子，分子晶体中相邻分子间靠分子间作用力相互吸引，而分子内各原子间通常以共价键结合。
常见的分子晶体：1.所有非金属氢化物：如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等 2.部分非金属单质：如卤素、氧气、硫、氮气、白磷等 3.部分非金属氧化物：如CO2、P4O6、P4O10、SO2等 4.几乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等 5.绝大多数有机物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等
观察上述物质，能发现什么规律吗?
1. 分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。2. 分子晶体不导电。3. 分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极 性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
水的相对分子质量比硫化氢小，为什么熔点却比硫化氢高呢?
二氧化碳分子晶体的结构有什么特点吗？
大多数分子晶体中，如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。
干冰晶胞是一种面心立方结构，在立方体的顶角各有一个CO2分子，6个面的中心又各有一个CO2分子。每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个。
非密堆积 若分子间的主要作用力是氢键，由于氢键具有方向性，使得晶体中分子的空间利用率降低，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。
所有原子都以共价键相互结合形成三维的 立体网状结构的晶体叫共价晶体。
共价晶体是由原子构成的，微粒间的作用力是共价键，气化或熔化时破坏的作用力为共价键。
常见的共价晶体 1. 某些单质：如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等 2. 某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等 3. 极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3)
共价晶体的物理性质 1.熔点很高。共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就 要克服共价键，需要很高的能量。 2.硬度很大。 3.一般不导电，但晶体硅是半导体。 4. 难溶于一般溶剂
金刚石晶体结构分析 在晶体中每个碳原子以4个共价单键与相邻的 个碳原子相结合，成为正四面体。晶体中C一C一C夹角为109°28'，碳原子采取了sp3杂化。最小环上有6个碳原子。晶体中碳原子个数与C-C键数之比为1:2 。
二氧化硅晶体结构分析 每个硅原子与相邻的4个氧原子以共价键相结合构成正四面体结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，最小的环是12元环。每个最小的环实际拥有的硅原子为6×1/12=1/2，氧原子数为6×1/6=1。1ml SiO2晶体中含Si-O键数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。
判断共价晶体和分子晶体的方法依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断：组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键；组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的的作用力是分子间作用力。依据晶体的熔点判断： 共价晶体的熔沸点高，常在1000℃以上；分子晶体的熔、沸点低，常在数百摄氏度以下。依据物质的状态判断： 一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。依据物质的挥发性判断： 一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。
分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较 不同类型的晶体熔、沸点：原子晶体>分子晶体。 同一类型的晶体熔、沸点：分子晶体—— 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得高。如H2O>H2Te>H2Se> H2S。 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。 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。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。 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。共价晶体—— 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。如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：原子半径：C碳化硅>晶体硅。