高中化學(xué)魯科版選修三第3章 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第3章 第3節(jié) 課前預(yù)習(xí) 巧設(shè)計(jì) 名師課堂 一點(diǎn)通 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)2 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 課堂10分鐘練習(xí) 課堂5分鐘歸納 課下30分鐘演練 一 原子晶體1 定義相鄰原子間以結(jié)合而形成的具有空間結(jié)構(gòu)的晶體 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 由于共價(jià)鍵的與 每個(gè)中心原子周圍排列的原子數(shù)目是的 2 由于所有原子間均以相結(jié)合 所以晶體中不存在單個(gè) 共價(jià)鍵 立體網(wǎng)狀 飽和性 方向性 有限 共價(jià)鍵 分子 3 物理性質(zhì) 1 原子晶體由于以強(qiáng)的相結(jié)合 因此一般熔點(diǎn) 硬度 2 結(jié)構(gòu)相似的原子晶體 原子半徑越小 鍵長(zhǎng) 鍵能 晶體的熔點(diǎn) 共價(jià)鍵 很高 很大 越短 越大 越高 4 常見的原子晶體 1 金剛石 在晶體中每個(gè)碳原子以與相鄰的個(gè)碳原子相結(jié)合 成為空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 晶體中C C鍵間的夾角為 碳原子采取了雜化 最小環(huán)上有個(gè)碳原子 結(jié)構(gòu)如圖所示 共價(jià)鍵 4 109 5 sp3 6 2 晶體硅 若以硅原子代替金剛石晶體結(jié)構(gòu)中的碳原子 便得到晶體硅的結(jié)構(gòu) 晶體中Si Si的鍵長(zhǎng)比金剛石中C C的鍵長(zhǎng) 所以晶體硅的熔點(diǎn)比金剛石的熔點(diǎn) 3 碳化硅 碳化硅晶體結(jié)構(gòu)類似于金剛石晶體的結(jié)構(gòu) 其中碳原子和硅原子的位置是的 所以整個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中硅與碳的原子個(gè)數(shù)比為 長(zhǎng) 低 交替 1 1 4 二氧化硅 在晶體中 硅原子和氧原子交替排列 1個(gè)硅原子和個(gè)氧原子形成個(gè)共價(jià)鍵 每個(gè)氧原子與個(gè)硅原子形成個(gè)共價(jià)鍵 故SiO2晶體中硅原子與氧原子按的比例組成 最小環(huán)上有個(gè)原子 晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示 4 4 2 1 2 2 12 二 分子晶體1 概念分子間通過結(jié)合而形成的晶體 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由于范德華力不具有 所以分子晶體在堆積排列時(shí)盡可能的利用空間 采用的方式 3 物理性質(zhì) 1 分子晶體由于以比較弱的相結(jié)合 因此一般熔點(diǎn) 硬度 2 對(duì)組成和結(jié)構(gòu) 晶體中又不含氫鍵的物質(zhì)來說 隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大 分子間作用力 熔沸點(diǎn) 分子間作用力 方向性 緊密堆積 分子間作用力 較低 較小 相似 增強(qiáng) 升高 4 典型的分子晶體 范德華力 范德華力 范德華力和氫鍵 三 石墨晶體 1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu) 在每一層內(nèi) 碳原子排列成 一個(gè)個(gè)六邊形排列成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 每一個(gè)碳原子都跟其他相結(jié)合 2 在同一個(gè)層內(nèi) 相鄰的碳原子以相結(jié)合 每一個(gè)碳原子的一個(gè)未成對(duì)電子形成鍵 3 層與層之間以相結(jié)合 2 所屬類型石墨中既有 又有 同時(shí)還有的特性 是一種晶體 具有熔點(diǎn) 質(zhì)軟 易導(dǎo)電等性質(zhì) 六邊形 3個(gè)碳原子 共價(jià)鍵 大 范德華力 共價(jià)鍵 范德華力 金屬鍵 混合鍵型 高 1 原子晶體從結(jié)構(gòu)上看比金屬晶體和離子晶體結(jié)構(gòu)松散 為什么 原子晶體為什么比金屬晶體和離子晶體更穩(wěn)定 分析 原子晶體是原子間以共價(jià)鍵形成的 由于共價(jià)鍵具有方向性和飽和性 所以原子晶體中某個(gè)原子周圍的其他原子數(shù)目是有限的 故比較松散 由于共價(jià)鍵的作用很強(qiáng) 且原子形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 所以原子晶體有著更突出的穩(wěn)定性 2 原子晶體的熔點(diǎn)一定高于金屬晶體的嗎 分子晶體的熔沸點(diǎn)一定低于金屬晶體的嗎 分析 不一定 晶體硅是原子晶體 其熔點(diǎn)為1410 比金屬鎢的熔點(diǎn) 3410 低 金屬汞 常溫下為液態(tài) 熔點(diǎn)比硫 磷 常溫下均為固態(tài) 等低 3 石墨的熔點(diǎn)比金剛石的熔點(diǎn)高 石墨是原子晶體嗎 分析 金剛石是原子晶體 石墨是混合鍵型晶體 由于鍵長(zhǎng)C C鍵 石墨 C C鍵 金剛石 所以石墨的熔點(diǎn)高于金剛石 但不屬于原子晶體 4 判斷正誤 1 原子晶體中只存在非極性鍵 2 分子晶體的狀態(tài)變化 只需克服分子間作用力 3 金剛石晶體 二氧化硅晶體中最小的環(huán)上均有6個(gè)原子 4 非金屬固體均不導(dǎo)電 解析 1 SiO2晶體中存在Si O極性鍵 2 分子晶體的狀態(tài)變化時(shí) 不發(fā)生化學(xué)變化 化學(xué)鍵不破壞 只是分子間距離改變 分子間作用力改變 3 金剛石晶體中最小的環(huán)為六元環(huán) 二氧化硅晶體中最小的環(huán)為12元環(huán) 4 有些非金屬固體能導(dǎo)電 如石墨 答案 1 2 3 4 例1 下列說法中錯(cuò)誤的是 A 干冰與二氧化硅晶體熔化時(shí) 所克服的微粒間相互作用不相同B C2H5OH與C2H5Br相比 前者的相對(duì)分子質(zhì)量遠(yuǎn)小于后者 而沸點(diǎn)卻遠(yuǎn)高于后者 其原因是前者的分子間存在氫鍵C 非金屬單質(zhì)只能形成分子晶體D 金剛石熔化時(shí)斷裂共價(jià)鍵 解析 干冰熔化時(shí)破壞范德華力 二氧化硅 金剛石等原子晶體熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵 A D選項(xiàng)均正確 乙醇的分子間易形成氫鍵 所以盡管乙醇相對(duì)分子質(zhì)量比C2H5Br小 但沸點(diǎn)高于C2H5Br B項(xiàng)正確 C Si O是非金屬元素 但金剛石 晶體硅 二氧化硅都是原子晶體 C項(xiàng)不正確 答案 C 非金屬單質(zhì)不一定全是分子晶體 也有原子晶體 如硅 非金屬單質(zhì)不一定全是絕緣體 有半導(dǎo)體 如硅 也有電的良導(dǎo)體 如石墨 由非金屬形成的物質(zhì)可能是分子晶體 原子晶體 也可能是離子晶體 如NH4Cl 等 1 不同晶體類型的熔 沸點(diǎn)高低規(guī)律一般為 原子晶體 離子晶體 分子晶體 金屬晶體的熔 沸點(diǎn)有的很高 如鎢 有的很低 如Hg 2 同種晶體類型 1 同屬原子晶體 由共價(jià)鍵形成的原子晶體中 原子半徑小的鍵長(zhǎng)短 鍵能大 晶體的熔沸點(diǎn)高 如熔點(diǎn) 金剛石 石英 晶體硅 2 同屬離子晶體 離子所帶電荷越多 離子半徑越小 則晶格能越大 熔 沸點(diǎn)越高 例如 MgO NaCl CsCl 3 同屬金屬晶體 金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多 半徑越小 金屬鍵越強(qiáng) 熔 沸點(diǎn)越高 例如 Al Mg Na 4 同屬分子晶體 分子間作用力越強(qiáng) 熔 沸點(diǎn)越高 組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體 一般相對(duì)分子質(zhì)量越大 分子間作用力越強(qiáng) 熔 沸點(diǎn)越高 例如 I2 Br2 Cl2 F2 組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì) 分子的極性越大 熔 沸點(diǎn)越高 例如 CO N2 同分異構(gòu)體之間 A 一般是支鏈越多 熔 沸點(diǎn)越低 例如 沸點(diǎn) 正戊烷 異戊烷 新戊烷 B 結(jié)構(gòu)越對(duì)稱 沸點(diǎn)越低 例如 沸點(diǎn) 鄰二甲苯 間二甲苯 對(duì)二甲苯 若分子間有氫鍵 則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大 故熔 沸點(diǎn)較高 例如 HF HBr HCl 例2 下列排序不正確的是 A 晶體熔點(diǎn)由低到高 CF4碳化硅 晶體硅C 熔點(diǎn)由高到低 Na Mg AlD 晶格能由大到小 NaF NaCl NaBr NaI 解析 A項(xiàng) 四種晶體均屬于分子晶體 且組成結(jié)構(gòu)相似 隨相對(duì)分子質(zhì)量增大 分子間作用力增大 熔 沸點(diǎn)升高 A項(xiàng)正確 B項(xiàng) 三種物質(zhì)都是原子晶體 鍵長(zhǎng)C CMg Al 金屬鍵NaNaCl NaBr NaI D項(xiàng)正確 答案 C 在比較分子晶體熔 沸點(diǎn)時(shí) 要特別注意分子間能形成氫鍵的物質(zhì) 盡管相對(duì)分子質(zhì)量小 但熔 沸點(diǎn)卻反常的高 如熔沸點(diǎn) H2O H2S NH3 PH3 HF HCl等 點(diǎn)擊下圖進(jìn)入課堂10分鐘練習(xí) 1 常見的原子晶體有金剛石 晶體硅 二氧化硅 碳化硅等 形成原子晶體的原子的半徑越小 鍵能越大 原子晶體的熔 沸點(diǎn)越高 2 金剛石 晶體硅中最小的環(huán)都是六元環(huán) 二氧化硅中最小的環(huán)是12元環(huán) 3 分子間通過分子間作用力形成分子晶體 以范德華力形成的分子晶體盡可能采取緊密堆積方式 4 石墨的固體中既有共價(jià)鍵 又有范德華力 同時(shí)還有金屬鍵的特性 所以石墨是一種混合鍵型晶體 5 晶體熔 沸點(diǎn)比較 先看晶體類型 不同晶型的熔 沸點(diǎn)一般原子晶體 離子晶體 分子晶體 屬于同種晶體時(shí) 則比較其作用力的大小 點(diǎn)擊下圖進(jìn)入課下30分鐘演練 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全