选择性必修2 物质结构与性质 · 人教版
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9 分子晶体与共价晶体_第1课时

免费读1261字2024-07-22

  老师:同学们大家好,我是北京师范大学第二附属中学的化学老师之二娟。本节课的内容是分子晶体与共价晶体的第一课时分子晶体。我们会分析分子晶体的结构特点,认识分子晶体的性质特点。上节课我们学习了晶体的常识,请同学根据上节课的知识判断下列4种固体是否属于晶体,并说明理由。有同学从晶体与非晶体的宏观本质差异,是否有规则多面体外形进行了判断。雪花、石岩和钻石都有规则的多面体外形,它们都是晶体。而玻璃没有规则的多面体外形,它可以被加工成任何形状,因此玻璃是非晶体。还有同学根据晶体与非晶体性质差异进行判断,晶体都有固定的溶废点,非晶体没有,我们知道雪花、石岩、钻石都有固定的溶废点,玻璃没有固定的溶废点,所以雪花、石岩、钻石是晶体,玻璃是非晶体。那同学们不禁会思考,为什么晶体会有规则的多面体外形,组成晶体的粒子是什么呢?这些例子又是怎样排列,从而呈现出不同却又美丽的外形?我们从晶体的组成、粒子和粒子间相互作用,对雪花、食盐和钻石进行分析,知道雪花是由水分子构成的,水分子和水分子之间的作用力是分子间作用力。

  老师:食盐晶体是由钠离子和氯离子通过静电力构成的,钻石是由碳原子通过共价键构成的,因此它们分别属于分子晶体、离子晶体和共价晶体。不同的晶体之间除了构成粒子不同之外,结构上还有什么不同?会体现出怎样的不同性质?这是我们接下来几节课的重点内容。这节课我们从微观粒子的排列形式与粒子间作用力的角度共同赏析分子晶体。图中展示的是点干冰、碳60和冰的微观结构图,请同学从组成粒子和粒子间作用力的角度分析它们之间的共同点。同学们已经关注到了碘晶体中晶体结构的质碘为碘分子,干冰晶体中的质碘为二氧化碳分子。碳60晶体的质点比较复杂,是一个由60个碳原子构成的笼状多面体圆球,它是碳60分子,冰中的质点是水分子。这些晶体的组成粒子都是分子,我们把只含有分子的晶体称为分子晶体,那分子晶体中存在的作用力是什么呢?分子晶体中存在的作用力分子晶体中分子内部的原子之间存在共架键,例如碘分子内部和碳60分子内部存在非极性共价键。

  老师:二氧化碳分子内部和水分子内部存在的是碳氧极性共价键和氢氧极性共价键。分子晶体中相邻分子之间存在的是分子间的作用力,分子间的作用力包括范德华力和氢键。那么当分子晶体中存在分子间的作用力不同时,会对它的结构产生怎样的影响?我们接下来一起学习干冰和冰的晶体结构。

  老师:首先,我们一起认识干冰的晶体结构,请同学通过干冰的晶体结构分析干冰晶体中每个二氧化碳分子周围有几个紧密相邻的二氧化碳分子。为了帮助同学们更清楚地分析,我们将二氧化碳分子简化为一个质点,则二氧化碳晶体的结构图简化为该结构。我们知道晶体是无数个晶胞无细并制而成的,因此我们将二氧化碳晶体结构进行补充。

  老师:为了表述方便,我们假设二氧化碳晶体结构中正方体边长为a,并建立空间坐标系,然后以标红的二氧化碳分

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