高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子晶体与共价晶体试讲课ppt课件

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1. 了解分子晶体、共价晶体的结构与性质。2. 了解共价晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等共价晶体的结构与性质的关系。3. 了解氢键对物质物理性质的影响。
一、分子晶体 1.分子晶体的定义分子间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体。非金属单质、非金属的氧化物和氢化物等无机物以及有机化合物形成的晶体，大都属于分子晶体。2.分子晶体的物理性质（1）分子晶体在熔化时，破坏的只是分子间作用力，所以只需要外界提供较少的能量。因此，分子晶体的熔点通常较低，硬度也较小，有较强的挥发性。（2）对组成和结构相似，晶体中又不含氢键的物质来说，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增强，熔、沸点升高。
3.常见分子晶体的结构（1）碘晶体如下图所示，碘晶体的晶胞是一个长方体，在它的每个顶点上有1个I2分子，每个面上有1个I2分子，每个晶胞从碘晶体中分享到4个I2分子。　　 （2）干冰晶体如上图所示，干冰晶体是一种面心立方结构，在它的每个顶点和面心上各有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子。干冰晶体中每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。
（3） 冰晶体如下图所示，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。由于氢键具有一定的方向性，中央的水分子与周围四个水分子结合，边缘的四个水分子也按照同样的规律再与其他水分子结合，每个氧原子周围都有四个氢原子。这种排列类似于蜂巢结构，比较松散，因此水由液态变成固态时，密度变小。
例1　氯化硼的熔点为-107 ℃，沸点为12.5 ℃，在其分子中键与键之间的夹角为120°，它能水解。有关叙述正确的是（　　）A.氯化硼晶体是分子晶体B.氯化硼液态时能导电而固态时不能导电 C.氯化硼分子的中心原子采取sp3杂化D.氯化硼分子属于极性分子，分子空间结构为三角锥形
解析：A对，BCl3的熔点、沸点均较低，说明BCl3晶体是分子晶体。B错，BCl3晶体是分子晶体，在固态和熔融态时均不能发生电离，故均不能导电。C错，BCl3分子中B原子的价电子对数为3+ ×（3-3×1）=3，B原子采取sp2杂化。D错，BCl3分子为平面三角形，正、负电荷中心重合，则BCl3为非极性分子。
例2　已知干冰晶胞属于面心立方晶胞（如图），晶胞中最近的两个相邻CO2分子间距为a pm，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　）A.晶胞中一个CO2分子的配位数是8B.晶胞的密度表达式是 g·cm-3C.一个晶胞中平均含6个CO2分子D. CO2分子的空间结构是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3杂化
解析：A错，以顶角CO2分子为研究对象，可得晶胞中一个CO2分子的配位数为12。B对，该晶胞中最近的两个相邻CO2分子间距为a pm，即晶胞面心上的CO2分子和其同一面上顶角的CO2之间的距离为a pm，则晶胞棱长= a pm= a×10-10 cm，晶胞体积=（ a×10-10 cm）3，该晶胞中CO2分子个数=8× +6× =4，晶胞密度= = g·cm-3= g·cm-3。C错，该晶胞中二氧化碳的分子个数=8× +6× =4。D错，CO2分子中C原子采取sp杂化。
二、共价晶体 1.共价晶体（1）共价晶体的定义相邻原子间以共价键结合而形成的具有三维骨架结构的晶体称为共价晶体。（2）常见的共价晶体①某些单质：如金刚石（C）、晶体硼（B）、晶体硅（Si）、晶体锗（Ge）等。②某些化合物：如碳化硅晶体（SiC）、二氧化硅晶体（SiO2）、氮化硼晶体（BN）、氮化铝（AlN）等。（3）共价晶体的物理性质共价晶体的熔点很高，硬度很大。对结构相似的共价晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。
例3　已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法不正确的是（　　）A.该晶体属于共价晶体B.该晶体熔化时破坏分子间作用力C.该晶体中C—N键的键能比金刚石中C—C键的键能大D.该晶体中每个氮原子连接3个碳原子，每个碳原子连接4个氮原子
{2}金刚石和二氧化硅结构
例4　下列有关共价晶体的叙述不正确的是（　　）A.金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体结构B.含1 ml C的金刚石中C—C键数目是2NA，1 ml SiO2晶体中Si—O键数目是4NAC.水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂D. SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式
解析：A对，金刚石是1个中心碳原子连接4个碳原子，二氧化硅是1个中心硅原子连接4个氧原子，均为正四面体结构。B对，金刚石中，1个C原子与另外4个C原子形成4个C—C键，这个C原子对每个单键的贡献只有 ，所以1 ml C原子形成的C—C键为4 ml× =2 ml，而二氧化硅晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个Si—O键，则1 ml SiO2晶体中Si—O键为4 ml。C错，干冰熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂。D对，共价晶体中不存在分子。