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第二節(jié) 分子晶體與原子晶體,什么叫(1)共價(jià)鍵；(2)范德華力；(3)氫鍵？ 提示 (1)原子間通過共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵； (2)分子之間存在的一種把分子聚集在一起的作用力叫范德華力； (3)由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中(或同分子中)電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力。 金剛石、二氧化硅、NH3、CO2等物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)有什么特點(diǎn)？ 提示 金剛石、二氧化硅的熔、沸點(diǎn)很高；NH3、CO2的熔、沸點(diǎn)很低。,1．,2．,1．了解分子晶體和原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的 一般特點(diǎn)。 2．理解分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。 3．了解分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。 4．了解氫鍵及其對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。,分子晶體：由_____構(gòu)成，相鄰分子的相互作用靠_______ _______相互吸引。 分子晶體特點(diǎn)：___熔點(diǎn)、___升華。 構(gòu)成分子晶體的作用力包括_________和_____。 分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)___個(gè)緊鄰的分子密堆積，如O2和C60。 (2)冰的晶體：構(gòu)成晶體的作用力是_____，每個(gè)水分子周圍只有___個(gè)緊鄰的水分子，呈_________形。,1.,分子,分子間,作用力,2．,低,易,3．,范德華力,氫鍵,4．,12,氫鍵,4,正四面體,特點(diǎn)：____密度最大。 (3)干冰：CO2的晶體。分子間存在_________，性質(zhì)特點(diǎn)是：______________，工業(yè)上用作_______。,4℃,范德華力,熔點(diǎn)低、易升華,制冷劑,原子晶體：原子都以_______相結(jié)合，是三維的共價(jià)鍵 _____結(jié)構(gòu)。 金剛石結(jié)構(gòu)：_____________網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，C—C—C夾角為_________，____雜化。 特點(diǎn)：①________________；②_______(填“溶于”或“不溶于”)一般的溶劑；③不能導(dǎo)電。 3．SiO2原子晶體：制_____、玻璃、寶石、_______、硅光電池、芯片和_________等。,1.,共價(jià)鍵,網(wǎng)狀,2．,正四面體空間,109°28′,sp3,硬度最大、熔點(diǎn)高,不溶于,水泥,單晶硅,光導(dǎo)纖維,常見分子晶體可分為哪幾類？ 提示 (1)所有非金屬的氫化物，如水、硫化氫、氨、氯化氫、甲烷等。 (2)部分非金屬單質(zhì)，如鹵素(X2)、氧氣、硫(S8)、氮、白磷(P4)、C60等。 (3)部分非金屬氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。 (4)幾乎所有的酸。 (5)絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體。,【慎思1】,常見的原子晶體有哪幾類？ 提示 (1)某些非金屬單質(zhì)，如硼、硅、鍺、金剛石。 (2)某些非金屬化合物，如碳化硅、氮化硼。 (3)某些氧化物，如水晶。,【慎思2】,有下列物質(zhì)：①水晶、②冰醋酸、③氧化鈣、④白磷、⑤晶體氬、⑥氫氧化鋁、⑦鋁、⑧金剛石、⑨過氧化鈉、⑩碳化鈣、?碳化硅、?干冰、?過氧化氫。根據(jù)要求填空。 (1)屬于原子晶體的化合物是________。 (2)直接由原子構(gòu)成的分子晶體是________。 (3)由極性分子構(gòu)成的晶體是________，屬于分子晶體的單質(zhì)是________。 (4)在一定條件下，能導(dǎo)電且不發(fā)生化學(xué)變化的是________，受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是________，受熱熔化需克服共價(jià)鍵的是________。,【例1】?,解析 本題考查的是原子晶體、分子晶體的辨別及晶體內(nèi)作用力類型的分析。屬于原子晶體的有：金剛石、碳化硅和水晶；屬于分子晶體的有：氬(無化學(xué)鍵)、白磷(非極性分子)、干冰(由極性鍵構(gòu)成的非極性分子)、過氧化氫和冰醋酸(由極性鍵和非極性鍵構(gòu)成的極性分子)；金屬導(dǎo)電過程不發(fā)生化學(xué)變化；晶體熔化時(shí)，分子晶體只需克服分子間作用力，不破壞化學(xué)鍵，而原子晶體、離子晶體、金屬晶體熔化需破壞化學(xué)鍵。 答案 (1)①? (2)⑤ (3)②? ④⑤ (4)⑦ ②④⑤?? ①⑧?,解答該類題目的關(guān)鍵是熟練掌握常見物質(zhì)的晶體類型，分子晶體的構(gòu)成微粒必為分子(稀有氣體為單原子分子)，原子晶體是由原子通過共價(jià)鍵直接形成的，其構(gòu)成微粒為原子。,下列屬于分子晶體的性質(zhì)的是 ( )。 A．熔點(diǎn)1 070 ℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電 B．熔點(diǎn)10.31 ℃，液體不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電 C．熔點(diǎn)97.81 ℃，質(zhì)軟，能導(dǎo)電，密度是0.97 g·cm－3 D．熔點(diǎn)63.65 ℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電，水溶液也能導(dǎo)電 解析 分子晶體的特點(diǎn)是熔、沸點(diǎn)低、硬度小、熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，其水溶液有些可以導(dǎo)電。A項(xiàng)中熔點(diǎn)太高，C項(xiàng)中能導(dǎo)電的說法不正確，D項(xiàng)中熔化時(shí)能導(dǎo)電的說法也錯(cuò)誤。 答案 B,【體驗(yàn)1】?,對(duì)于不同類型的晶體來說，熔沸點(diǎn)的高低順序?yàn)椋涸泳w＞分子晶體。 對(duì)于同屬于分子晶體的不同晶體 (1)分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高；非金屬氫化物分子間含有氫鍵的分子晶體，熔沸點(diǎn)比同族元素的氫化物反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 (2)組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高。例如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 (3)組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔沸點(diǎn)越高。例如，CO＞H2，CH3OH＞CH3CH3。,2．,1．,(4)同分異構(gòu)體的支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。如： CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞ (5)烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機(jī)物一般隨分子里碳原子的增加，熔沸點(diǎn)升高。如：C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。,對(duì)于同屬于原子晶體的不同晶體 (1)晶體的熔沸點(diǎn)高低取決于共價(jià)鍵的鍵長和鍵能。鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。 (2)若沒有告知鍵長或鍵能數(shù)據(jù)時(shí)，可比較原子半徑的大小。一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)就越高。原子半徑越小，則化學(xué)鍵的鍵長越短，化學(xué)鍵就越強(qiáng)，鍵就越牢固，破壞化學(xué)鍵需要的能量就越大，故晶體的熔點(diǎn)就越高。例如，比較金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點(diǎn)高低： 原子半徑：C＜Si，則鍵長：C—C＜C—Si＜Si—Si，故鍵能：C—C＞C—Si＞Si—Si，熔點(diǎn)：金剛石＞碳化硅＞晶體硅。,3．,碳化硅(SiC)是一種晶體，具有類似于金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和Si原子的位置是交替的。在下列三種晶體：①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是 ( )。 A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③,【例2】?,解析 本題考查的是不同原子晶體熔沸點(diǎn)高低的比較。C與Si同為ⅣA族元素，它們的相似性表現(xiàn)在金剛石是原子晶體，晶體硅、碳化硅也是原子晶體。從碳到硅原子半徑逐漸增大，形成共價(jià)鍵的鍵能逐漸減弱?？赏茢嗵蓟璧娜埸c(diǎn)應(yīng)在Si與C之間。三種原子晶體空間結(jié)構(gòu)相似，熔點(diǎn)決定于它們的鍵長與鍵能，故熔點(diǎn)從高到低分別是金剛石、碳化硅、晶體硅。故正確答案為A。 答案 A,比較晶體的熔沸點(diǎn)高低，首先弄清晶體屬于哪種類型，然后根據(jù)不同晶體的規(guī)律進(jìn)行判斷。分子晶體的熔沸點(diǎn)由分子間作用力大小決定，同時(shí)注意含氫鍵物質(zhì)的反常；原子晶體則比較共價(jià)鍵的強(qiáng)弱。,(1)圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，觀察圖形，確定在干冰中每個(gè)CO2分子周圍有________個(gè)與之緊鄰且等距離的CO2分子。在干冰中撒入鎂粉，用紅熱的鐵棒引燃后，再蓋上另一塊干冰，有黑色物質(zhì)生成，反應(yīng)的,【體驗(yàn)2】?,化學(xué)方程式是___________________________________。 (2)下列三種晶體①CO2 ②CS2 ③SiO2的熔點(diǎn)由高到低的順序是________＞________＞________(用序號(hào)填空)，其原因是________________________________________。,(2)一般來說，原子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體的熔點(diǎn)，因?yàn)樵泳w熔化時(shí)要破壞共價(jià)鍵，而分子晶體熔化時(shí)只是克服分子間作用力，分子間作用力比共價(jià)鍵弱得多。如果同為分子晶體，當(dāng)分子的組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。,(2)③ ② ① SiO2是原子晶體，CO2、CS2是分子晶體，所以SiO2熔點(diǎn)最高；CO2和CS2組成和結(jié)構(gòu)相似，且CS2的相對(duì)分子質(zhì)量大于CO2的相對(duì)分子質(zhì)量，所以CS2的熔點(diǎn)高于CO2,實(shí)驗(yàn)探究七 非金屬單質(zhì)是原子晶體還是分子晶 體的判斷方法 (1)依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的作用判斷：構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是共價(jià)鍵；構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是分子間作用力。 (2)依據(jù)晶體的熔、沸點(diǎn)判斷：原子晶體的熔、沸點(diǎn)高，常在1 000 ℃以上；分子晶體的熔、沸點(diǎn)低，常在數(shù)百攝氏度以下甚至更低的溫度。,【探究原理】,(3)依據(jù)導(dǎo)電性判斷：分子晶體為非導(dǎo)體，但部分分子晶體溶于水后能導(dǎo)電；原子晶體多數(shù)為非導(dǎo)體，但晶體硅、晶體鍺是半導(dǎo)體。 (4)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷：原子晶體硬度大，分子晶體硬度小且較脆。 注意 原子晶體的微觀結(jié)構(gòu)與分子晶體的區(qū)別主要體現(xiàn)在：①構(gòu)成微粒不同，原子晶體中只存在原子，沒有分子；②相互作用不同，原子晶體中原子間的相互作用是共價(jià)鍵，而分子晶體中分子間的相互作用是分子間作用力。,現(xiàn)有幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表所示： 根據(jù)上表回答下列問題： (1)A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的微粒間作用力是________。,【問題探究】,(2)B組晶體的共同物理性質(zhì)是________(填序號(hào))。 ①有金屬光澤 ②導(dǎo)電性 ③導(dǎo)熱性 ④延展性 (3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于_________________________ ________________________________________________。 思路點(diǎn)撥 A組由于熔點(diǎn)都很高，所以為原子晶體，原子晶體熔化時(shí)破壞的是共價(jià)鍵；B組均為金屬晶體，故具有金屬的物理通性；C組都是分子晶體，且結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高，HF相對(duì)分子質(zhì)量最小，熔點(diǎn)卻比HCl高，分子晶體中熔點(diǎn)的反常可以聯(lián)想到氫鍵，HF熔化時(shí)，除了破壞分子間作用力外還要破壞氫鍵，所需能量更多，導(dǎo)致熔點(diǎn)高。 答案 (1)原子 共價(jià)鍵 (2)①②③④ (3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時(shí)需要消耗的能量更多,