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第三节原子晶体与分子晶体原子晶体概念:相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。构成粒子:原子构成粒子之间的作用:共价键熔化时需克服的作用:共价键2.2.常见的原子晶体常见的原子晶体•某些非金属单质:某些非金属单质:金刚石(金刚石(CC)、晶体硅)、晶体硅(Si)(Si)、、晶体硼(晶体硼(BB)、晶体锗)、晶体锗(Ge)(Ge)等等•某些非金属化合物:某些非金属化合物:碳化硅(碳化硅(SiCSiC)、)、氮化硼(氮化硼(BNBN)、氮化铝()、氮化铝(AINAIN))某些氧化物:某些氧化物:二氧化硅(二氧化硅(SiOSiO22)晶体、)晶体、思考1.在金刚石晶胞中,C原子分别位于什么位置?每个晶胞实际占有几个C原子?思考2.在金刚石晶体中,C采取什么杂化方式?每个C与多少个C成键?形成怎样的空间结构?每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个?最小碳环由多少个碳原子组成?它们是否在同一平面内?每一个碳原子被几个这样的环共有?金刚石的结构特征①每个碳原子都采取SP3杂化,被相邻的4个碳原子包围,以共价键跟4个碳原子结合,形成正四面体,被包围的碳原子处于正四面体的中心。②这些正四面体向空间发展,构成一个坚实的,彼此联结的空间网状晶体。③金刚石晶体中所有的C—C键长相等,键角相等(109.5°);④晶体中最小的碳环由6个碳组成,且不在同一平面内;每个C原子被12个六元环共有,因此最小的六元环实际占有C原子的个数为:6×1/12=1/2(个)⑤晶体中每个C参与了4条C—C键的形成,而在每条键中的贡献只有一半,故C原子与C—C键数之比为:1:(4x½)=1:2思考:6克金刚石中C—C键数为多少NA?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:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?思考3:在SiO2晶体硅原个数与Si-O共键个数之比是多少?最小的环是几元环?SiO2的结构特征在SiO2晶体中①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,每个Si原子周围结合4个O原子;同时,每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上,SiO2晶体是由Si原子和O原子按1:2的比例所组成的立体网状的晶体。②最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。③1molSiO2中含4molSi—O键阅读教材P86,思考:原子晶体有哪些物理特性?如何比较原子晶体的熔沸点高低?–熔点和沸点很高–硬度很大–一般不导电(特殊:硅)–且难溶于一些常见的溶剂一般的,原子晶体中:原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔沸点越高。如熔沸点:金刚石>SiC>晶体硅分子晶体概念:分子间以分子间作用力(范德华力,氢键)相结合的晶体叫分子晶体。构成粒子:分子(构成分子的原子间以共价键结合)构成粒子间的相互作用:分子间作用力。气化或熔化是破坏的作用力:分子间作用力。稀有气体分子为单原子分子,无共价键。组成和结构相似时,相对分子质量越大分子间作用力越大,熔沸点越高。有氢键时,熔沸点升高。典型的分子晶体:–所有非金属氢化物:H2O,H2S,NH3,CH4,HX–所有的酸:H2SO4,HNO3,H3PO4–部分非金属单质:X2,O2,H2,S8,P4,C60–部分非金属氧化物:CO2,SO2,NO2,P4O6、P4O10–大多数有机物:乙醇,冰醋酸,蔗糖观察与思考:下列两种晶体有什么共同点?碘晶体结构干冰晶体结构与与COCO22分子距离最近的分子距离最近的COCO22分子共有?个分子共有?个干冰的晶体结构图分子晶体有哪些物理特性,为什么?分子晶体有哪些物理特性,为什么?分子晶体的物理特性:分子晶体的物理特性:–较低较低的熔点和沸点(较强的挥发性)的熔点和沸点(较强的挥发性)–较小较小的硬度(多数分子晶体在常温时为的硬度(多数分子晶体在常温时为气态或液态)气态或液态)–溶解性溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关与溶质、溶剂的分子的极性相关————相似相溶。相似相溶。–一般都是一般都是绝缘体,固态或熔融状态也不绝缘体,固态或熔融状态也不导电。导电。原因:分子间作用力很弱原因:分子间作用力很弱石墨晶体石墨晶体————过渡型晶体或混合型晶体过渡型晶体或混合型晶体思考:1.每个六元环...

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