《2018-2019學年高中化學 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 第2課時 分子晶體課件 魯科版選修3.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中化學 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 第2課時 分子晶體課件 魯科版選修3.ppt（53頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3章第3節(jié)原子晶體與分子晶體,第2課時分子晶體,1.熟知分子晶體的概念、結(jié)構特點及常見的分子晶體。2.能夠從范德華力、氫鍵的特征，分析理解分子晶體的物理特性。,,目標導航,基礎知識導學,重點難點探究,隨堂達標檢測,,,,,欄目索引,一、分子晶體的結(jié)構與性質(zhì),基礎知識導學,,答案,分子間作用力,1.概念與物理性質(zhì),分子,分子間作用力,較弱的分子間作用力,分子間作用力,較低,較小,較強,強,高,,,答案,2.分子晶體與物質(zhì)的類別,非金屬氫化物,非金屬單質(zhì),非金屬氧化物,酸,有機物的晶體,,答案,3.微粒堆積方式,密堆積,,密堆積,,,答案,議一議所有分子晶體中是否均存在化學鍵？,答案不是。絕大多

2、數(shù)分子晶體的微粒內(nèi)部都存在化學鍵，如N2、H2O、SO2等分子內(nèi)部都有共價鍵，而稀有氣體為單原子分子，分子內(nèi)部無化學鍵，分子之間以范德華力結(jié)合，所以并非所有分子晶體的分子內(nèi)部都存在化學鍵。,二、典型分子晶體的結(jié)構分析,,答案,1.碘晶體,(1)碘晶體的晶胞是一個長方體，在它的各有1個I2分子，每個晶胞中有___個I2分子。(2)I2分子之間以結(jié)合。,每個頂點和面心上,4,范德華力,,答案,2.干冰晶體,(1)干冰晶胞是結(jié)構，在它的各有1個CO2分子，每個晶胞中有個CO2分子。(2)每個CO2分子周圍距離最近且相等的CO2分子有個。(3)干冰晶體中分子之間通過相結(jié)合，熔化時分子內(nèi)的化學鍵____

3、____。,面心立方,每個頂點和面心上,4,12,范德華力,不斷裂,,答案,3.冰晶體,(1)水分子之間的主要作用力是，當然也存在。(2)有方向性，它的存在迫使在的每個水分子與_____________方向的個相鄰水分子互相吸引。,氫鍵,范德華力,四面體中心,四面體,頂角,氫鍵,4,,答案,議一議1.為什么液態(tài)水變?yōu)楸鶗r，體積膨脹，密度減小？,答案冰晶體中主要是水分子依靠氫鍵而形成的，因氫鍵具有一定的方向性，使水分子間的間距比較大，有很大空隙，比較松散。所以水結(jié)成冰后，體積膨脹，密度減小。,2.干冰和碘易升華的原因是什么？乙醇與甲醚的相對分子質(zhì)量相等，為什么乙醇的沸點高于甲醚？,答案碘和干冰的

4、分子間以較弱的范德華力結(jié)合；乙醇分子間存在氫鍵，分子間作用力強，甲醚分子間不存在氫鍵，分子間作用力弱，所以乙醇的沸點高于甲醚。,,答案,三、石墨晶體,層狀,六邊,大π,sp2,120,范德華力,,答案,共價鍵,范德華力,,金屬鍵,混合鍵型,高,易,,答案,答案石墨晶體為層狀結(jié)構，同層內(nèi)碳原子以共價鍵結(jié)合成平面網(wǎng)狀結(jié)構，C—C鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長短，鍵能大，所以石墨的熔、沸點高。石墨晶體中每個C原子未參與雜化的軌道中含有1個未成對電子，能形成遍及整個平面的大π鍵，由于電子可以在整個六邊形網(wǎng)狀平面上運動，因此石墨沿層的平行方向能導電。,議一議1.石墨晶體不屬于原子晶體，但石墨的熔點為什

5、么高于金剛石？石墨晶體為什么具有導電性？,,返回,答案,2.石墨層狀結(jié)構中，平均每個正六邊形占有的C原子數(shù)和C—C鍵數(shù)各是多少？每一層中碳原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為多少？,答案232∶3石墨層狀結(jié)構中每個C原子為三個正六邊形共有，即對每個六邊形貢獻個C原子，所以每個正六邊形占有C原子數(shù)目為6＝2個。每個C—C鍵為2個正六邊形所共用，所以平均每個正六邊形擁有3個C—C鍵。所以每一層中碳原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為2∶3。,一、四種晶體類型的比較,重點難點探究,1.四種晶體類型的結(jié)構與性質(zhì),2.晶體類型的判斷方法(1)依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的相互作用判斷原子晶體：原子→共價鍵；分子晶體：分子→分子間

6、作用力；離子晶體：離子→離子鍵；金屬晶體：金屬陽離子和自由電子→金屬鍵。,(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體化合物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等；②分子晶體：大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)；③離子晶體：金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(如NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類；④金屬晶體：金屬單質(zhì)與合金。,(3)依據(jù)晶體的熔點判斷①離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至1000余度；②原子晶體熔點很高，常在1000度至幾

7、千度；③分子晶體熔點低，常在數(shù)百度以下至很低溫度；④金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有少數(shù)熔點很低。,(4)依據(jù)導電性判斷①原子晶體：一般不導電；,②分子晶體：,,若不是電解質(zhì)：固態(tài)、液態(tài)不導電、溶于水(不反應)不導電若是電解質(zhì)：固態(tài)、液態(tài)不導電，溶于水導電,③離子晶體：固態(tài)不導電，熔融或溶于水導電；④金屬晶體：固態(tài)或熔融均導電。(5)依據(jù)硬度和機械性能判斷原子晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；離子晶體硬度較大或較硬、脆；金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。,關鍵提醒,并不是所有的分子晶體中都有化學鍵。如稀有氣體晶體的構成微粒是單原子分子，不存在化學鍵。在分子晶體中，分子內(nèi)原子間以共價鍵結(jié)

8、合(稀有氣體除外)，相鄰分子間靠分子間作用力結(jié)合。,,解析答案,例1下表列舉了幾種物質(zhì)的性質(zhì)，據(jù)此判斷屬于分子晶體的是________。,解析分子晶體熔、沸點一般比較低，硬度較小，固態(tài)不導電。所有在常溫下呈氣態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)(除汞外)、易升華的固體物質(zhì)都屬于分子晶體。M的熔點高，肯定不是分子晶體；N是金屬鈉的性質(zhì)；其余X、Y、Z、W均為分子晶體。,答案X、Y、Z、W,變式訓練1下列數(shù)據(jù)對應物質(zhì)的熔點，據(jù)此作出下列判斷中錯誤的是(),,解析答案,A.鋁的化合物的晶體中有離子晶體B.表中只有BCl3和AlCl3是分子晶體C.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶

9、體,解析由表可知：AlCl3、BCl3、CO2是共價化合物且形成分子晶體；SiO2是原子晶體；其他是離子晶體。,答案B,解題反思,利用各類晶體的特征性質(zhì)可以推斷晶體的類型。,二、晶體熔、沸點的比較,1.不同類型晶體熔、沸點的比較一般來說，原子晶體>離子晶體>分子晶體；金屬晶體(除少數(shù)外)>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點有的很高，如鎢、鉑等，有的則很低，如汞、銫、鎵等。2.同種類型晶體熔、沸點的比較(1)原子晶體一般來說，對結(jié)構相似的原子晶體來說，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔、沸點越高。例如：金剛石>二氧化硅>碳化硅>晶體硅。,(2)分子晶體①組成和結(jié)構相似的分子晶體，一般相對分子質(zhì)量越大，范德華

10、力越大，熔、沸點越高。如I2>Br2>Cl2>F2；SnH4>GeH4>SiH4>CH4。②組成和結(jié)構不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，范德華力越大，熔、沸點越高。如CO>N2。③同類別的同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低。如正戊烷>異戊烷>新戊烷。④若分子間存在氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構相似的同類晶體大，故熔、沸點較高。如HF>HI；NH3>PH3；H2O>H2Te。,(3)離子晶體一般來說，離子所帶的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強，離子晶體的熔、沸點就越高。如NaCl>CsCl；MgO>MgCl2。(4)金屬晶體金屬陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，其金屬鍵越強，金

11、屬熔、沸點越高。如Al>Mg>Na。,(1)某些離子晶體的熔點高于某些原子晶體的熔點。如MgO(2800℃)>SiO2(1713℃)。(2)某些分子晶體的熔點高于某些金屬晶體的熔點。如堿金屬熔點較低。(3)個別金屬的熔點高于某些原子晶體的熔點。如鎢(3410℃)>SiO2(1713℃)。(4)合金的熔點一般低于成分金屬的熔點。,關鍵提醒,,解析答案,例2參考下表中物質(zhì)的熔點，回答有關問題。,(1)鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點與鹵離子及堿金屬離子的____有關，隨著_____的增大，熔點依次降低。(2)硅的鹵化物熔點及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點與___有關，隨著____的增大，____增大

12、，故熔、沸點依次升高。(3)鈉的鹵化物的熔點比相應的硅的鹵化物的熔點高得多，這與____有關，因為一般_____比_____熔點高。,解析分析表中物質(zhì)及熔點規(guī)律，將物質(zhì)晶體類型合理分類，由同類晶型熔點變化趨勢發(fā)現(xiàn)影響物質(zhì)熔點高低的規(guī)律。,答案(1)半徑半徑(2)相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量分子間作用力(3)晶體類型離子晶體分子晶體,解題反思,晶體熔、沸點比較的兩個“首先”(1)晶體熔、沸點比較時應先分析晶體類型。(2)分子晶體熔、沸點比較時應先判斷分子間是否存在氫鍵。,變式訓練2Mg是第3周期元素，該周期部分元素氟化物的熔點見下表：,,解析答案,(1)解釋表中氟化物熔點差異的原因：①_______

13、________________________________________________________________。,解析先比較不同類型晶體的熔點，NaF、MgF2為離子晶體，離子間以離子鍵結(jié)合，離子鍵作用強，SiF4固態(tài)時為分子晶體，分子間以范德華力結(jié)合，范德華力較弱，故NaF和MgF2的熔點都高于SiF4。,NaF與MgF2為離子晶體，SiF4為分子晶體，所以NaF與MgF2遠比SiF4的熔點要高,,解析答案,②___________________________________________________________________________________

14、_________________________________。,解析再比較相同類型晶體的熔點。Na＋的半徑比Mg2＋半徑大，Na＋所帶電荷數(shù)小于Mg2＋，所以MgF2的離子鍵比NaF的離子鍵強度大，MgF2熔點高于NaF熔點。,因為Mg2＋的半徑小于Na＋的半徑且Mg2＋所帶電荷數(shù)多，所以MgF2的離子鍵強度大于NaF的離子鍵強度，故MaF2的熔點大于NaF,(2)硅在一定條件下可以與Cl2反應生成SiCl4，試判斷SiCl4的沸點比CCl4的____(填“高”或“低”)，理由是______________________________________________________。

15、,解析SiCl4和CCl4組成、結(jié)構相似，SiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4的相對分子質(zhì)量，SiCl4的分子間作用力大于CCl4的分子間作用力，故SiCl4的熔點高于CCl4的熔點。,SiCl4的相對分子質(zhì)量比CCl4的大，,高,范德華力大，因此沸點高,,返回,解析答案,1.下列有關分子晶體的說法中一定正確的是()A.分子內(nèi)均存在共價鍵B.分子間一定存在范德華力C.分子間一定存在氫鍵D.其結(jié)構一定為分子密堆積,隨堂達標檢測,1,2,3,,解析答案,4,5,6,1,2,3,4,5,6,解析稀有氣體元素組成的分子晶體中，不存在由多個原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何

16、化學鍵，故A項錯誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負性較強的N、O、F原子結(jié)合的氫原子的分子之間或者分子之內(nèi)，所以B項正確，C項錯誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，所以D選項也是錯誤的。,答案B,,2.SiCl4的分子結(jié)構與CCl4相似，對其進行下列推測，不正確的是()A.SiCl4晶體是分子晶體B.常溫、常壓下SiCl4是氣體C.SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子D.SiCl4的熔點高于CCl4,解析答案,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,解析由于SiCl4具有分子結(jié)構，所以屬于分子晶體。影響分子

17、晶體熔、沸點的因素是分子間作用力的大小，在SiCl4分子間、CCl4分子間只有范德華力，SiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4的相對分子質(zhì)量，所以SiCl4的分子間作用力大，熔、沸點比CCl4高。在常溫、常壓下SiCl4是液體。CCl4的分子是正四面體結(jié)構，SiCl4與CCl4的結(jié)構相似，也是正四面體結(jié)構，是含極性鍵的非極性分子。,答案B,,3.下列說法中正確的是()A.C60汽化和I2升華克服的作用力不相同B.甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它們的熔點相近C.NaCl和HCl溶于水時，破壞的化學鍵都是離子鍵D.常溫下TiCl4是無色透明液體，熔點－23.2℃，沸點136.2℃，所以TiCl4屬于分

18、子晶體,D,解析答案,解析C60、I2均為分子晶體，汽化或升華時均克服范德華力；B中乙酸分子可形成氫鍵，其熔、沸點比甲酸甲酯高。,1,2,3,4,5,6,,4.下列物質(zhì)的熔點高低順序，正確的是()A.金剛石>晶體硅>碳化硅B.K>Na>LiC.NaBr>NaCl>NaFD.CI4>CBr4>CCl4>CH4,D,解析答案,解析A項，鍵能：C—C>C—Si>Si—Si，故熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅；B項，金屬鍵：Li>Na>K，故熔點：Li>Na>K；C項，晶格能：NaF>NaCl>NaBr，故熔點：NaF>NaCl>NaBr；D項，相對分子質(zhì)量：CI4>CBr4>CCl4>CH4，故熔點：C

19、I4>CBr4>CCl4>CH4。,1,2,3,4,5,6,,5.據(jù)報道，科研人員應用電子計算機模擬出來類似C60的物質(zhì)N60，試推測下列有關N60的說法正確的是()A.N60易溶于水B.N60是一種分子晶體，有較高的熔點和硬度C.N60的熔點高于N2D.N60的穩(wěn)定性比N2強,解析答案,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,解析C60是一種單質(zhì)，屬于分子晶體，而N60類似于C60，所以N60也是單質(zhì)，屬于分子晶體，即具有分子晶體的一些性質(zhì)，如硬度較小，熔、沸點較低。分子晶體相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高。單質(zhì)一般是非極性分子，難溶于水這種極性溶劑，因此A、B項錯誤，C項正確；N2分

20、子以N≡N結(jié)合，N60分子中只存在N—N，而N≡N比N—N牢固得多，所以D項錯誤。,答案C,,6.碳元素的單質(zhì)有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構圖：,解析答案,1,2,3,4,5,6,回答下列問題：(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為____________。,解析金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形成的，它們的組成相同，結(jié)構不同、性質(zhì)不同，互為同素異形體。,同素異形體,,(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為_____、_______。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價

21、單鍵(即C原子采取sp3雜化方式)，構成正四面體，石墨中的碳原子采取sp2雜化方式，形成平面六元環(huán)結(jié)構。,sp3,sp2,,(3)C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析C60中構成微粒是分子，所以屬于分子晶體；石墨晶體有共價鍵、金屬鍵和范德華力，所以石墨屬于混合鍵型晶體。,分子,混合鍵型,,(4)石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的_____共價鍵，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在_____共價鍵，還有____鍵。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析在金

22、剛石中只存在C—C間的σ鍵；石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在σ鍵，還存在π鍵。,σ,σ,π,,(5)C60的晶體結(jié)構類似于干冰，則每個C60晶胞的質(zhì)量為________g(用含NA的式子表示，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析C60晶體為面心立方結(jié)構，所以每個C60晶胞有4個C60分子，所以一個C60晶胞質(zhì)量。,,(6)金剛石晶胞含有________個碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r＝______a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率______(不要求計算結(jié)果)。,解析答案,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,,返回,(7)硅晶體的結(jié)構跟金剛石相似，1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是____NA個(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值),解析答案,解析由金剛石的結(jié)構模型可知，每個碳原子都與相鄰的碳原子形成一個單鍵，故每個碳原子相當于形成(4)個單鍵，則1mol硅中可形成2molSi—Si單鍵。,1,2,3,4,5,6,2,