3.2 分子晶体与共价晶体 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

晶体结构与性质 第二节 分子晶体和共价晶体 请判断下列固体是否属于晶体？并说明理由。 雪花 食盐 钻石 玻璃 晶体 晶体 晶体 非晶体 思考 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 乙 酸 晶 胞 冰的晶体结构 活动1 利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征， 每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2？ 0 1 a x y z 干冰晶体结构 x y z 1 2 3 4 干冰晶体结构 x z 干冰晶体结构 x y z 干冰晶体结构 x y z 干冰晶体结构 活动2 利用冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征 每个H2O周围有几个紧密相邻的H2O？ 冰的晶体结构 为什么冰刚刚融化时，密度变大，4℃后密度又变小？ 低于4℃时，氢键使得分子间有空隙 高于4℃时，分子热运动加剧，分子间距离增大 思考 为何干冰的密度比冰的密度大？ 冰：非密堆积 干冰：密堆积 思考 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 分析表中数据，结合已学知识，归纳分子晶体的 物理性质，并说明原因。 思考 判断下列晶体是否属于分子晶体？ H2S 、O2 、 SO2 、 H2SO4 、乙醇、NaCl、Cu 思考 典型的分子晶体 （1）所有非金属氢化物：H2S 、 （2）部分非金属单质:O2 、 （3）部分非金属氧化物:CO2 、 （4）几乎所有的酸：H2SO4 、 （5）绝大多数有机化合物的晶体：乙醇、 NH3 、 CH4、HX 等 H2 、 X2 、 P4 、 C60 、稀有气体等 SO2 、 NO2 、 P4O6 、 P5O10等 HNO3 、 H3PO4等 冰醋酸、蔗糖等 天然气水合物 ——一种潜在的能源 20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。其主要气体成分是甲烷，称甲烷水合物，外形像冰，在常温常压下会迅速分解释放出甲烷又称“可燃冰”。 挡住相同△位置 透光的八面体空隙依然存在 ABAB放置 等径圆球的三维空间放置 1 2 3 4 5 6 六方最密堆积的动画演示 等径圆球的三维空间放置 面心立方最密堆积 B C A Cu、Ag、Ca等采取这种堆积方式。 等径圆球的三维空间放置 简单立方非密堆积 抽取1个晶胞 非密置层的球心相互对准 钙钛矿晶体结构 物质 熔点/℃ 沸点/℃ CO2 -56.2 （在527 kPa下测得） -78.5 SiO2 1723 2230 干冰 SiO2 思考 干冰 组成的粒子：分子 粒子间的作用力：范德华力 性质：熔点低 SiO2晶体 26 单晶硅 金刚石 SiO2 常见的共价晶体 金刚石的晶胞 （1）组成的粒子：原子 （2）粒子间的作用力：共价键 活动1 通过金刚石晶体的结构认识共价晶体结构 组成共价晶体的粒子和粒子间的作用力是什么？ 如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等 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 ①某些单质 ②某些非金属氧化物 如刚玉(ɑ-Al2O3) 典型的共价晶体 29 活动2 认识金刚石的晶体结构和性质 （1）一个金刚石晶胞中，含有几个碳原子？ 金刚石的晶胞 活动2 认识金刚石的晶体结构和性质 （2）设该晶胞的边长为a pm，则金刚石的密度为？ 金刚石的晶胞 C-C键长为多少 31 活动2 认识金刚石的晶体结构和性质 （3）金刚石中,每个碳原子与多少个碳原子成键？ 碳原子采取什么杂化方式？ 活动2 认识金刚石的晶体结构和性质 （4）金刚石中，1 mol C 形成的共价键数目是多少？ 2mol C-C键参数 键长 154 pm 键能 347.7 kJ·mol-1 金刚石 性质 熔点 ＞3500℃ 硬度大 活动2 认识金刚石的晶体结构和性质 （5）从金刚石结构的角度解释金刚石熔点高，硬 度大的原因。 低温石英晶体 活动3 认识二氧化硅的晶体结构 二氧化硅晶体结构与金刚石晶体结构有什 么相同点和不同点？ 金刚石 SiO2（方石英）晶体结构及晶胞 Si O 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ ＞3500 3000 2700 1710 1410 1211 硬度* 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 *硬度是衡量固体软硬程度的指标。硬度有不同的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即摩氏硬度，以固体互相刻画时出现刻痕的固体的硬度较低。 某些共价晶体的熔点和硬度 活动4 根据表中数据，归纳共价晶体的性质特点，并从 结构角度解释原因。 怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？ 共价晶体 金刚石 硅 锗 熔点/℃ ＞3500 1410 1211 硬度* 10 6.5 6.0 思考 晶体的类型 分子晶体 共价晶体 概念 以分子间作用力结合 相邻原子间以共价键 结合 组成的粒子 分子 原子 作用力 分子间作用力 共价键 熔点 较低 较高 硬度 小 大 分子晶体和共价晶体对比 战国水晶杯 常林钻石 $