第二节原子晶体和分子晶体虚拟班介绍.ppt

〖思考1〗为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？ 由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。 由于水分子间氢键的方向性，导致冰晶体不具有分子密堆积特征，晶体中有相当大的空隙，所以相同状况下冰体积较大 由于CO2分子的相对分子质量H2O，所以干冰的密度大。 思考2：为什么冰刚刚融化为液态时密度反而增大，超过4摄氏度密度才渐渐减小？ 冰的结构是比较疏松的，当冰刚刚熔化成液态水时，部分氢键遭到破坏，而水中仍保持有许多运动自由的、以氢键结合的小集团，且不断的变动、改组。由于这些小集团可以堆积 比较紧密，因而冰刚刚熔化时体积反而缩小，密度反而变大。 思考1：在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？ 思考2：在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？ 思考3：在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？ 四、典型实例分析 原子晶体的结构特点 109o28′ 共价键 〖练习〗在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是 A．6个120° B．5个108° C．4个109°28′ D．6个109°28′ D 〖练习〗在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成? 二氧化硅晶体中最小环由十二个原子构成 6个Si 6个O 思考1：在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？ 思考2：在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？硅原子个数与Si－O共价键个数之比是多少？氧原子个数与Si－O共价键个数之比是多少？ 109o28′ Si O 共价键 晶体类型 分子晶体 原子晶体 典型例子 干冰 ①每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子。 ②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子有12个。 金刚石 ①在晶体中每个碳原子以4个共价键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构。 ②晶体中C—C—C夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。它们不能再一个平面上，最多有4个碳在同一个平面，每个碳原子被12个最小的环共用。 ③最小环上有6个碳原子。 ④晶体中C原子个数与C—C键数之比为 1∶(4× )＝1∶2。 四、典型实例分析 晶体类型 分子晶体 原子晶体 典型例子 冰 ①水分子之间的作用力有范德华力，但主要作用力是氢键。 ②由于氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶点的4个相邻的水分子相互吸引。 二氧化硅 ①在晶体中每个硅原子和4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合。故SiO2晶体中硅原子与氧原 子按1∶2的比例组成。晶体中Si原子个数与Si—O键数之比为1∶4 ②最小环上有12个原子。6个O和6个Si 金刚石晶胞的结构是面心立方格子，C原子分布于8个顶角和6个面心。在晶胞内部有4个C原子位于4条体对角线的1/4、3/4处，每个原子周围都有4个C原子，配位数为4，C原子之间形成共价键，一个C原子位于正四面体的中心，另外4个与之共价的C原子在正四面体的顶角上，每个晶胞内含8个C原子。 一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展－石墨 碳的两种同素异形体金刚石、石墨 硬度 熔沸点 金刚石 石墨 坚硬 柔软 很高 高于金刚石 层内，每个碳原子与其他3个碳原子形成C-C键，构成正六边形，键角为120。，形成平面网状结构，但在层与层之间以分子间作用力结合。 思考：石墨为什么很软？ 石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。 思考：石墨和金刚石中碳原子的轨道杂化类型是否相同？石墨的熔沸点为什么高于金刚石？ 思考：石墨属于哪类晶体？为什么？ 石墨为混合型晶体。层内存在共价键,层间以分子间作用力结合,兼具有原子晶体、分子晶体的特征 课本P76。 小结：金刚石、石墨的比较 项目 金刚石 石墨 晶体形状 晶体中的作用 由最少碳原子形成环的形状与个数 碳原子成键数 　　　键的平均数 　　 原子的平均数 每个环中 正四面体空间网状 六边形平面层状 共价键 共价键 范德华力 ６个原子不同面 ６个原子同面 ４ ３ 6×1/2=3 6×1/3=2 练习1：