内容正文:
第三章 晶体结构与性质
益阳市一中高二化学备课组
二O二二年下期
第二节 分子晶体与共价晶体
(第1课时)
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【问题】从组成粒子和粒子间相互作用的角度分析以下四种晶体结构的共同特点是什么?
碘(I2) 干冰(CO2) 碳60(C60) 冰(H2O)
【思考与讨论】
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第一课时 分子晶体
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1、概念
只含分子的晶体叫做分子晶体。
如:I2、H2O、NH3、H3PO4、C60、C6H6等在固态时都是分子晶体。
分子晶体
构成粒子
分子
粒子间的作用力
分子间作用力
分子内各原子间
共价键
一、分子晶体
2、构成粒子及作用力
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3、类别
①所有非金属氢化物:
②几乎所有的酸:
③部分非金属单质:
④部分非金属氧化物:
⑤绝大多数有机物的晶体:
H2O、H2S、NH3、CH4、HX
H2SO4、HNO3、H3PO4(碱和盐则是离子晶体)
X2、O2、H2、 S8、P4、C60 、稀有气体
CO2、SO2、NO2、 P4O6、 P4O10
乙醇、冰醋酸、蔗糖、 苯、萘、蒽、苯甲酸等
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分子晶体有哪些物理特性,为什么?
思考与交流
分子晶体 氧气 氮气 白磷 水
熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2 0
分子晶体 硫化氢 甲烷 乙酸 尿素
熔点/℃ -85.6 -182 16.6 132.7
某些分子晶体的熔点
熔点低
硬度小
不导电
4、物理特性
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密堆积——
指的是晶体中原子或分子的排列方式
一维堆积 球成线
二维堆积 线成面
三维堆积 面成体
密堆积方式
心对心
心对空
非最密堆积
最密堆积
资料链接1
5、结构分析(分子晶体两种堆积方式)
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密堆积
由无方向性和饱和性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中,原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高,能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。
注:配位数——1个质点与周围直接接触的质点数
资料链接2
晶胞
指用假想的直线将晶体中的微粒中心连接起来所形成的三维空间格架称为结晶格子
———简称“晶格”
晶体
晶格
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CO2 分子:
中心
①认识CO2晶体
分析干冰晶体结构中每个CO2分子周围距离最近紧密相邻的CO2 分子共有 个?
干冰的晶胞
面心立方最密堆积
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干冰晶胞是一种面心立方结构,在立方体的顶角、面心各有一个CO2分子。
干冰中的CO2分子间只存在范德华力,不存在氢键;
每个晶胞中有4个CO2分子,12个原子;
每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个。
a、密堆积:如果分子间作用力只是范德华力,若以一个分子为中心,其周围通常可以有12个紧邻的分子---分子密堆积。如:C60、干冰 、I2、O2。
碘晶体晶胞
碳60的晶胞
氧(O2)的晶胞
晶胞模型
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②认识冰晶体
b、非密堆积:如果除分子间作用力还有分子间氢键,则空间利用率不高,采用非密堆积。(如:HF 、冰、NH3 )
氢键具有方向性和饱和性
【思考与交流】: 冰晶体中每个微粒周围与其紧邻且等距的同种微粒比二氧化碳晶体少的原因?为什么冰晶体中每个H2O周围紧密相邻的H2O只有4个?
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氢键:0.177nm
每个H2O周围紧密相邻的H2O只有4个
为什么干冰的熔沸点比冰低而密度却比冰大?
*由于干冰中的CO2之间只存在范德华力,一个分子 周围有12个紧邻分子,密度比冰的高。
*水存在分子间氢键,CO2之间只存在范德华力,干冰的熔沸点比冰低。(干冰常压下极易升华)
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请你预测冰与液态水的密度大