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1、第二节分子晶体与原子晶体第二节分子晶体与原子晶体深造深造 目标目标 1.把持把持 分子晶体、原子晶体的不雅分子晶体、原子晶体的不雅 点点 及结构及结构特点特点 。2.把持把持 晶体典范晶体典范 与性质与性质 之间的关联之间的关联 。3.了解氢键对物质了解氢键对物质 物理性质物理性质 的妨碍的妨碍 。 课堂课堂 互动讲练互动讲练课前自破课前自破 学案学案知能优化练习知能优化练习 第第二二节分分子子晶晶体体与与原原子子晶晶体体课前自主学案课前自主学案一、分子晶体一、分子晶体1结构特点结构特点 (1)形成形成 微粒及微粒间的感化微粒及微粒间的感化 劲劲 分子分子分子分子间间感化感化 劲劲 (2)微粒
2、沉积微粒沉积 办法办法 假设假设 分子间只要分子间只要 范德华力，那么分子晶体有范德华力，那么分子晶体有_特色特色 ，即每个分子周围有，即每个分子周围有_个紧邻分子。个紧邻分子。假设假设 分子间含有其余分子间含有其余 感化感化 劲劲 ，如氢键。因，如氢键。因为为 氢键存在氢键存在 _，使分子不克不迭，使分子不克不迭 采采用用 密沉积密沉积 的办法的办法 ，那么每个分子周围紧邻的分，那么每个分子周围紧邻的分子要少于子要少于12个。如冰中每个水分子周围只要个。如冰中每个水分子周围只要 4个个紧邻的水分子。紧邻的水分子。分子密沉积分子密沉积 12偏向偏向 性性2属于分子晶体的物质属于分子晶体的物质
3、(1)所有所有 _，如，如H2O、NH3、CH4等。等。(2)部分非金属单质，如卤素部分非金属单质，如卤素(X2)、O2、N2、白磷、白磷(P4)、硫、硫(S8)、罕见、罕见 气体等。气体等。(3)部分部分_，如，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。等。(4)简直所有简直所有 的的_，如，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。等。(5)绝大年夜绝大年夜 少数无机物的晶体，如苯、乙醇。少数无机物的晶体，如苯、乙醇。非金属氢化物非金属氢化物非金属氧化物非金属氧化物酸酸二、原子晶体二、原子晶体1结构特点结构特点 (1)形成形成 微粒及微粒间的感化微粒及微粒间的感化 劲劲 原子原子
4、共价共价键键(2)微粒沉积微粒沉积 办法办法 ：整块晶体是一个三维的整块晶体是一个三维的_结构，不存结构，不存在单个小分子，是一个在单个小分子，是一个“巨分子，又称巨分子，又称_。2属于原子晶体的物质属于原子晶体的物质 (1)某些某些_，如晶体硼、晶体硅、晶体，如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等。锗、金刚石等。(2)某些某些_，如碳化硅，如碳化硅(SiC)、二、二氧化硅氧化硅(SiO2)、氮化硅、氮化硅(Si3N4)、氮化硼、氮化硼(BN)等。等。共价键网状共价键网状共价晶体共价晶体非金属单质非金属单质非金属化合物非金属化合物考考虑虑 感悟感悟(1)含有共价含有共价键键的晶体全然的晶体全然 上
5、上 原子晶体原子晶体吗吗？(2)SiO2是二氧化硅的分子式是二氧化硅的分子式吗吗？【提醒【提醒 】(1)原子晶体中都有共价原子晶体中都有共价键键，但含有，但含有共价共价键键的不用定的不用定 是原子晶体。如是原子晶体。如CO2、H2O平分平分 子晶体中也含有共价子晶体中也含有共价键键。(2)二氧化硅二氧化硅为为原子晶体，晶体中不存在原子晶体，晶体中不存在单单个分子，个分子，其化学式其化学式为为Si与与O的最的最简简个数比，而不是分子式。个数比，而不是分子式。课堂互动讲练课堂互动讲练分子晶体与原子晶体的比较分子晶体与原子晶体的比较晶体晶体类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体定定义分子分子间通通过
6、分子分子间作用力作用力结合形合形成的晶体成的晶体相相邻原子原子间以共以共价价键结合而形成合而形成的具有空的具有空间立体立体网状网状结构的晶体构的晶体组成微粒成微粒分子分子原子原子晶体晶体类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体物物质类别多数的非金属多数的非金属单质和共价化合物和共价化合物金金刚石、晶体石、晶体硅、碳化硅、硅、碳化硅、二氧化硅等少二氧化硅等少数非金属数非金属单质及共价化合物及共价化合物微粒微粒间的作用力的作用力分子分子间作用力作用力(氢键、范德、范德华力力)共价共价键(极性极性键、非极性非极性键)熔化熔化时需克需克服的作用力服的作用力较弱的分子弱的分子间作作用力用力很很强强的共价的
7、共价键晶体晶体类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体物物理理性性质熔、沸点熔、沸点较低低很高很高硬度硬度较小小很大很大导电性性固固态和熔化和熔化时都不都不导电，但某些，但某些分子晶体溶于水能分子晶体溶于水能导电，如，如HCl固固态和熔化和熔化时都不都不导电(Si、Ge为半半导体体)溶解性溶解性相似相溶相似相溶难溶于一般溶溶于一般溶剂决定熔、决定熔、沸点高沸点高低的因素低的因素分子分子间作用力的作用力的强强弱弱共价共价键的的强强弱弱晶体晶体类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体典型例子典型例子(1)干冰干冰每个晶胞中有每个晶胞中有4个个CO2分分子，子，12个原子。个原子。每个每个CO2分子周分
8、子周围等距离等距离紧邻的的CO2分子有分子有12个。个。(1)金金刚石石在晶体中每个碳原子以在晶体中每个碳原子以4个共价个共价键对称地与相称地与相邻的的4个碳原子相个碳原子相结合，形成正四面体合，形成正四面体结构。构。晶体中晶体中CCC夹角角为10928，碳原子采取了，碳原子采取了sp3杂化。化。最小最小环上有上有6个碳原子。个碳原子。晶体中晶体中C原子个数与原子个数与CC键数之比数之比为1(4 )12。晶体晶体类型型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体典型例子典型例子(2)冰冰水分子之水分子之间的作用力有范的作用力有范德德华力，但主要作用力是力，但主要作用力是氢键。由于由于氢键的存在迫使在四的存
9、在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体中心的每个水分子与四面体面体顶点的点的4个相个相邻的水分的水分子相互吸引。子相互吸引。(2)二氧化硅二氧化硅在晶体中每个硅原子和在晶体中每个硅原子和4个氧原子形成个氧原子形成4个个共价共价键；每个氧原子与；每个氧原子与2个硅原子相个硅原子相结合。故合。故SiO2晶体中硅原子与氧原子按晶体中硅原子与氧原子按12的比例的比例组成。成。最小最小环上有上有12个原子。个原子。特不提醒特不提醒 ：分子晶体消融：分子晶体消融 时肯定时肯定 会破坏范德华会破坏范德华力，有一些晶体还破坏氢键，如冰的消融力，有一些晶体还破坏氢键，如冰的消融 。另。另有有 少数晶体会破坏共价
10、键，如少数晶体会破坏共价键，如S8晶体消融晶体消融 时，时，除破坏范德华力外，除破坏范德华力外，S8分子也会剖析分子也会剖析 ，破坏共，破坏共价键。价键。例例例例1 1以下各组晶体物质以下各组晶体物质 中，化学键典范中，化学键典范 一样，一样，晶体典范晶体典范 也一样的是也一样的是()SiO2跟跟 SO3晶体硼跟晶体硼跟 HClCO2跟跟 SO2晶体硅跟晶体硅跟 金刚石金刚石晶体氖跟晶体氖跟 晶体氮晶体氮硫磺硫磺跟跟 碘碘AB C D【剖析【剖析 】此题考察】此题考察 了化学键的典范了化学键的典范 与晶体典与晶体典范范 的揣摸的揣摸 。解题时应留心。解题时应留心 化学键典范化学键典范 的揣摸的
11、揣摸 。属于分子晶体的有。属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶、晶体氖、晶体氮、硫磺跟体氖、晶体氮、硫磺跟 碘。属于原子晶体的有碘。属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅跟、晶体硼、晶体硅跟 金刚石。但晶体氖是由金刚石。但晶体氖是由罕见罕见 气体分子形成气体分子形成 ，罕见，罕见 气体为单原子分子，气体为单原子分子，分子间不存在化学键。分子间不存在化学键。【答案【答案 】C【法那么【法那么 办法】揣摸办法】揣摸 非金属元素形成非金属元素形成 的晶体的晶体是分子晶体依然是分子晶体依然 原子晶体的办法有：原子晶体的办法有：(1)依照形成依照形成 晶体的粒子跟晶体的粒子跟 粒子间的感
12、染粒子间的感染 揣摸揣摸 ：原子晶体的形成：原子晶体的形成 粒子是原子，质点间的感染粒子是原子，质点间的感染 是共价键；分子晶体的形成是共价键；分子晶体的形成 粒子是分子，质点间粒子是分子，质点间的感染的感染 是范德华力。是范德华力。(2)经历经历 罕见罕见 的、模范的、模范 的原子晶体。罕见的原子晶体。罕见 的原子的原子晶体有：某些非金属单质如硼、硅、锗等；某些非晶体有：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。金属化合物如碳化硅、氮化硼、二氧化硅等。(3)依照晶体的熔、沸点揣摸依照晶体的熔、沸点揣摸 ：原子晶体熔、沸：原子晶体熔、沸点高，常在点高，常在10
13、00 以上；分子晶体熔、沸点低，以上；分子晶体熔、沸点低，常在多少常在多少 百度以下至特不百度以下至特不 低的温度。低的温度。(4)依照导电性揣摸依照导电性揣摸 ：分子晶体为非导体，但部：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电；原子晶体少数为非分分子晶体溶于水后能导电；原子晶体少数为非导体，但晶体硅、晶体锗是半导体。导体，但晶体硅、晶体锗是半导体。(5)依照硬度跟依照硬度跟 呆板呆板 功能功能 揣摸揣摸 ：原子晶体硬度：原子晶体硬度大年夜大年夜 ，分子晶体硬度小且较脆。，分子晶体硬度小且较脆。变式练习变式练习 1(2020年黄冈高二检测年黄冈高二检测)以下说法精以下说法精确确 的选项是
14、的选项是()A原子晶体中只存在非极性共价键原子晶体中只存在非极性共价键B因为因为 HCl的相对分子品质的相对分子品质 大年夜大年夜 于于HF，因而因而 HCl的熔点高于的熔点高于HFC干冰升华时，分子内共价键不会发生干冰升华时，分子内共价键不会发生 断裂断裂D金属元素跟金属元素跟 非金属元素形成非金属元素形成 的化合物肯定的化合物肯定 是离子化合物是离子化合物剖析剖析 ：选：选C。原子晶体中能够。原子晶体中能够 存在非极性共价键，存在非极性共价键，也能够也能够 存在极性共价键，如存在极性共价键，如SiO2、SiC等，等，A不不准准 确确 ；HF晶体中存在氢键，熔点高于晶体中存在氢键，熔点高于H
15、Cl晶晶体，体，B不准不准 确确 ；干冰升华是物理变更；干冰升华是物理变更 ，分子，分子间感化间感化 劲劲 被破坏，但分子内共价键不断被破坏，但分子内共价键不断 裂，裂，C精确精确 ；金属元素跟；金属元素跟 非金属元素形成非金属元素形成 的化合物不的化合物不用定用定 是离子化合物，也能够是离子化合物，也能够 是共价化合物，如是共价化合物，如AlCl3等，等，D不准不准 确确 。分子晶体和原子晶体熔、沸点比较分子晶体和原子晶体熔、沸点比较1差别差别 典范典范 的晶体：原子晶体的晶体：原子晶体分子晶体。分子晶体。2一致一致 典范典范 的晶体的晶体(1)分子晶体分子晶体分子间感化分子间感化 劲劲 越
16、大年夜越大年夜 ，物质，物质 的熔、沸的熔、沸点越高；存在点越高；存在 氢键的分子晶体，熔、沸点掉氢键的分子晶体，熔、沸点掉 落落 常的高。如常的高。如H2OH2TeH2SeH2S。形成形成 跟跟 结构相似的分子晶体，相对分子品质结构相似的分子晶体，相对分子品质 越大年夜越大年夜 ，熔、沸点越高。如，熔、沸点越高。如SnH4GeH4SiH4CH4。形成形成 跟跟 结构不相似的物质结构不相似的物质 (相对分子品质相对分子品质 濒临濒临 )，分子的极性越大年夜，分子的极性越大年夜 ，其熔、沸点越，其熔、沸点越高。如高。如CON2，CH3OHCH3CH3。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。同分异构
17、体，支链越多，熔、沸点越低。(2)原子晶体原子晶体晶体的熔、沸点高低晶体的熔、沸点高低 取决于共价键的键长跟取决于共价键的键长跟 键能。键长越短，键能越大年夜键能。键长越短，键能越大年夜 ，共价键越，共价键越坚定，物质坚定，物质 的熔、沸点越高。如熔点：金刚的熔、沸点越高。如熔点：金刚石石碳化硅碳化硅晶体硅。晶体硅。例例例例2 2 (2020年黄石高二检测年黄石高二检测)据报道科研人员据报道科研人员 应用应用 计划计划 机模仿出结构相似机模仿出结构相似C60的物质的物质 N60。曾经清晰曾经清晰 ：N60分子中每个氮原子均以分子中每个氮原子均以NN键联合键联合 三个三个N原子而形成原子而形成
18、8电子坚定结构；电子坚定结构；NN键的键能为键的键能为167 kJmol1。请回答以下。请回答以下咨询咨询 题。题。(1)N60分子形成分子形成 的晶体为的晶体为_晶体，其熔、晶体，其熔、沸点比沸点比N2_(填填“高或高或“低低)，缘故是，缘故是_。(2)1 mol N60剖析剖析 成成N2时接收时接收 或放出的热量是或放出的热量是_kJ(曾经清晰曾经清晰 NN键的键能为键的键能为942 kJmol1)，阐，阐明坚定性明坚定性N60_(填填“、“或或“)N2。(3)由由(2)列举列举 N60的用处的用处(举一种举一种)_。【思路【思路 点拨】点拨】(3)因为因为 反应反应 放出大年夜放出大年夜
19、 量量 的热同时生成的热同时生成 大大年夜年夜 量量 气体，因而气体，因而N60可用作高能火药可用作高能火药 。【答案【答案 】(1)分子高分子高N60、N2均形成均形成 分分子晶体，且子晶体，且N60的相对分子品质的相对分子品质 大年夜大年夜 ，分子，分子间感化间感化 劲劲 大年夜大年夜 ，故熔、沸点高，故熔、沸点高(2)13230(3)N60可作高能火药可作高能火药 【误区警示】比较分子晶体熔、沸点高低【误区警示】比较分子晶体熔、沸点高低 时，时，要充沛考虑要充沛考虑 妨碍妨碍 分子晶体熔、沸点的各种分子晶体熔、沸点的各种 因因素素 ，如相对分子品质，如相对分子品质 对形成对形成 跟跟 结
20、构都相似的结构都相似的分子晶体熔、沸点的妨碍分子晶体熔、沸点的妨碍 ，相对分子品质，相对分子品质 越大越大年夜年夜 ，分子间感化，分子间感化 劲劲 越大年夜越大年夜 ，熔、沸点越，熔、沸点越高；在同分异构体中，支链越多，熔、沸点越低。高；在同分异构体中，支链越多，熔、沸点越低。不要漏了氢键的妨碍不要漏了氢键的妨碍 ，氢键的存在使得呼应，氢键的存在使得呼应 的氢的氢化物的熔、沸点比本家化物的熔、沸点比本家 元素氢化物的熔、沸点高元素氢化物的熔、沸点高得多。得多。变式练习变式练习 2以下分子晶体，对于以下分子晶体，对于 熔、沸点高低熔、沸点高低 表白表白 中，精确中，精确 的选项是的选项是()ACl2I2BSiCl4CCl4CNH3PH3DC(CH3)4CH3(CH2)3CH3
