高中化學(xué)選修《離子晶體分子晶體和原子晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)之二

1、第一節(jié)離子晶體、分子晶體和原子晶體(二)、學(xué)習(xí)目標(biāo)1 掌握分子間作用力和氫鍵對(duì)物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響。2 掌握構(gòu)成分子晶體的微粒，分子晶體的物理特性。3 了解物質(zhì)的“相似相溶”原理。、學(xué)習(xí)過(guò)程(一)引入新課復(fù)習(xí)提問(wèn)1常溫下氟是淡黃綠色的;氯是黃綠色的;溴是深棕紅色的;碘是紫黑色的。鹵素單質(zhì)常溫下?tīng)顟B(tài)不同的原因是新授內(nèi)容分子晶體、相似相溶原理一、知識(shí)要點(diǎn)(學(xué)生自學(xué)完成)1. 分子間作用力(1) 分子間作用力;又稱范德華力。分子間作用力存在于之間。(2) 影響因素： 分子的極性 組成和結(jié)構(gòu)相似的：2. 分子晶體(1) 定義：(2) 構(gòu)成微粒(3) 粒子間的作用力：(4) 分子晶體一般物質(zhì)類別(5)

2、分子晶體的物理性質(zhì)二、要點(diǎn)點(diǎn)撥1. 結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響：構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，分子間以分子間作用力而結(jié)合，而分子之間作用力是一種比較弱的作用。比化學(xué)鍵弱的多。因此造成分子晶體的硬度小，熔、沸點(diǎn)低(與離子晶體相比較)。分子晶體無(wú)論是液態(tài)時(shí)，還是固態(tài)時(shí)，存在的都是分子，不存在可以導(dǎo)電的粒子(陰、陽(yáng)離子或電子)，故分子晶體熔融或固態(tài)時(shí)都不導(dǎo)電，由此性質(zhì)，可判斷晶體為分子晶體。2. 氫鍵：對(duì)于HF、H20、NH3熔、沸點(diǎn)反常，原因在于三者都是極性分子(極性很強(qiáng))分子間作用力很大，超出了一般的分子間作用力的范圍(實(shí)屬氫鍵)。是介于分子間作用力和化學(xué)鍵之間的一種特殊的分子間作用力，因此，它們的熔、沸點(diǎn)反

3、常。3. 空間結(jié)構(gòu)：分子晶體中的分子構(gòu)成晶體時(shí)，一般也有自己的規(guī)律，并不象我們所想象的那樣任意排列。不同的物質(zhì)，分子之間的排列方式可能不相同，在中學(xué)，我們只了解干冰中CC2分子的排列方式就可以了。由干冰晶體求一個(gè)晶胞中CC2分子數(shù)目的方法同離子晶體。4. 影響分子間作用力的因素： 分子的極性 相對(duì)分子質(zhì)量的大小。這里所說(shuō)的分子的極性，一般指極性特別強(qiáng)的，即第二周期的幾種活潑非金屬的氫化物：HFHO、NH。其他組成和結(jié)構(gòu)相似物質(zhì)分子間作用力的大小，則要看其相對(duì)分子質(zhì)量的大小。相對(duì)分子質(zhì)量大的分子，其中一般存在原子序數(shù)比較大的元素，這些元素的原子體積一般比較大。由于每個(gè)分子的電子不斷運(yùn)動(dòng)和原子核的

4、不斷振動(dòng)，經(jīng)常發(fā)生電子云和原子核之間的瞬時(shí)相對(duì)偏移，從而使原子產(chǎn)生瞬時(shí)的極性，并且原子的體積越大，這種相對(duì)偏移也越大。因此使分子間產(chǎn)生作用。由于這種現(xiàn)象產(chǎn)生的分子間作用力一般比由于分子本身存在極性產(chǎn)生的作用要弱三、習(xí)題講練(學(xué)生先練，教師再點(diǎn)撥)例1共價(jià)鍵、離子鍵和范德華力是構(gòu)成物質(zhì)粒子間的不同作用方式，下列物質(zhì)中，只含有上述一種作用的是()A. 干冰B.氯化鈉C.氫氧化鈉D.碘解析干冰是分子晶體，分于內(nèi)存在共價(jià)鍵，分子間存在范德華力。NaCl是離子晶體只存在離子鍵。NaOH是離子晶體，不僅存在離子鍵，還存在H0間共價(jià)鍵。碘也是分子晶體，分子內(nèi)存在共價(jià)鍵，分子間存在分子間作用力。故只有B符合題

5、意。例2在解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時(shí)，與鍵能無(wú)關(guān)的變化規(guī)律是()A. HF、HCI、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱B. NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次減低C. F2、C12、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)逐漸升高D. H2S的熔沸點(diǎn)小于H0的熔、沸點(diǎn)解析HF、HCl、HBr、HI熱穩(wěn)定性依次減弱是它們的共價(jià)鍵鍵能逐漸減小的原因，與鍵能有關(guān)。NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次減低是它們的離子鍵能隨離子半徑增大逐漸減小的原因。F2、C12、B2、12為分子晶體。熔、沸點(diǎn)逐漸降低由分子間作用力決定。H2S與H20的熔沸點(diǎn)高低由分子間作用力及分子的極性決定。故選

6、C、D。例3(1)PtCl2(NH3)2成平面立方形結(jié)構(gòu)，它可以形成兩種固體。一種為淡黃色，在水中溶解度較小；另一種為黃綠色，在水中溶解度較大。請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)分別畫(huà)出這兩種固體分子的幾何構(gòu)型圖。(1) 淡黃色固體，分子構(gòu)型(1)NH3Cl黃綠色固體，分子構(gòu)型(2) 試解釋：鈉的鹵化物比相應(yīng)的硅的鹵化物熔點(diǎn)高的多解析分子對(duì)稱、無(wú)極性、顏色為淡黃色、難溶于水，因?yàn)槭欠菢O性分子分子不對(duì)稱、有極性、顏色為黃綠色能溶于水、因?yàn)榉肿佑袠O性(2)鈉的鹵化物比相應(yīng)的硅的鹵化物的熔點(diǎn)高得多，這與晶體的類型有關(guān)。前者是離子晶體而后者為分子晶體，前者靠陰、陽(yáng)離子相互作用比后者的范德華力大的多。例4在干冰晶體中每個(gè)CO分

7、子周圍緊鄰的CQ分子有個(gè)在晶體中截取一個(gè)最小的正方形；使正方形的四個(gè)頂點(diǎn)部落到CO分子的中心，則在這個(gè)正方形的平面上有個(gè)CC2分子。解析解答此題要求對(duì)干冰的晶體模型十分熟悉。以右下角CC2分子研究對(duì)象：與其緊鄰的為co2分子面心上的3個(gè)CC2分子，而CO分子被8個(gè)這樣的立方體所共有，故有3X8=24。又考慮到面心上的C02被2個(gè)這個(gè)的立方體共有，故24/2=12個(gè)。由CCb晶體模型分析得出，符合題意的最小正方形即模型的角對(duì)角面的一半，不難看出有4個(gè)CQ分于。答案12個(gè)4個(gè)四、總結(jié)1 分子間通過(guò)分子作用力相結(jié)合的晶體叫分子晶體。構(gòu)成分子晶體的微粒是分子。分子晶體中，由于分子間作用力較弱，因此，分

8、子晶體一般硬度較小，熔、沸點(diǎn)較低。2 一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，分子間作用力隨著相對(duì)分子質(zhì)量增加而增大，物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)也升高。例如：F2<Cl2<Br2<I2、CF4<CCl4<CBr4<CCl4、CO2<CS2等。SO2>CO23組成相似的分子，極性分子的熔、沸點(diǎn)大于非極性分子，如：第二講針對(duì)性練習(xí)一、選擇題1. 下列物質(zhì)在變化過(guò)程中，只需克服分子間作用力的是()A. 食鹽溶解B.鐵的熔化C.干冰升華D.氯化銨的“升華”2. 下列化學(xué)式能真實(shí)表示物質(zhì)分子組成的是()A. NaOHB.S03C.CsClD.NaClC6o，下列說(shuō)3.

9、最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新分子，它具有空心的類似足球的結(jié)構(gòu)，分子式為法正確的是()A. C60是一種新型的化合物B. C60和石墨都是碳的同素異形體C. C60中雖然沒(méi)有離子鍵，但固體為離子晶體D.C60相對(duì)分子質(zhì)量為7204. 當(dāng)S03晶體熔化或氣化時(shí)，下述各項(xiàng)中發(fā)生變化的是()A.分子內(nèi)化學(xué)鍵B.分子間距離C.分子構(gòu)型D.分子間作用力5.IA族元素的原子與最外層有7個(gè)電子的原子結(jié)合，可以形成()A.離子晶體B. 分子晶體C. 離子晶體，分子晶體都不可能形成D. 無(wú)法確定6，支持固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)是A.氮原子不能形成陽(yáng)離子B. 銨離子不能單獨(dú)存在C. 常溫下，氨是氣態(tài)物質(zhì)D. 氨極易溶于水固

10、態(tài)時(shí)是分7. 下列有關(guān)共價(jià)化合物的說(shuō)法：具有較低的熔、沸點(diǎn)不是電解質(zhì)子晶體都是由分子構(gòu)成液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，其中一定正確的是A.B.C.D.8. 下列分子晶體：HCIHBrHICONbHz熔沸點(diǎn)由高到低的順序是()A.B.C.D，9. 下列性質(zhì)適合于分子晶體的是()A. 熔點(diǎn)1070C,易溶于水，水溶液導(dǎo)電B. 熔點(diǎn)10.31C,液態(tài)不導(dǎo)電、水溶液能導(dǎo)電C. 能溶于CS2熔點(diǎn)112.8C,沸點(diǎn)444.6C3D. 熔點(diǎn)97.81C，質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97g/cm二、填空題10. 有兩組關(guān)于物質(zhì)熔點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析以上數(shù)據(jù)，回答：I組物質(zhì)NaCIKClRbClCsCl熔點(diǎn)II組物質(zhì)SiCl4GeCbSnCl

11、4PbCl4熔點(diǎn)(1) 有什么規(guī)律可循(2) 造成這些規(guī)律的主要原因是P11. 已知白磷是由P4分子形成的分子晶體，每個(gè)P4分子是正四面體結(jié)構(gòu)。分子中的四個(gè)磷原子位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。貝UP4分子中共有個(gè)PP鍵。12. 磷在空氣中充分燃燒后生成結(jié)構(gòu)如圖所示的分子。圖中圓圈表示原子、實(shí)線表示化學(xué)鍵。試回答：(1) 請(qǐng)從圖中找出磷原子，并在圖上將其涂黑。(2) 形成化合物的化學(xué)式為。(3) 分子內(nèi)的磷原子排列成形。(4) 每個(gè)磷原子處于中心。(5) 在用實(shí)線表示的化學(xué)鍵中，兩原子間單線表示的是極(填寫(xiě)非極性鍵或極性鍵)。13. 1996年諾貝化學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家.C60分

12、子是形如球狀的多面體(如圖),該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮： 分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵 C60分子只含有五邊形和六邊形； 多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系，遵循歐拉定理頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)據(jù)上所述,可推知Qo分子有12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形,C60分子所含的雙鍵數(shù)為30.請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 固體0與金剛石相比較，熔點(diǎn)較高者應(yīng)是,理由是：(2) 試估計(jì)Cgo跟F2在一定條件下，能否發(fā)生反應(yīng)生成C60F60(填“可能”或“不可能”),并簡(jiǎn)述其理由：(3) 通過(guò)計(jì)算，確定Q0分子所含單鍵數(shù).C60分子所含單鍵數(shù)為.(4) C70分子也已制得，它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考

13、慮而推知通過(guò)計(jì)算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目C70分子中所含五邊形數(shù)為,六邊形數(shù)為.第2課時(shí)練習(xí)答案一、選擇題I. A2.B3.BD4.BD5.AB6.C7.D8.C9.BC二、填空題10. (1)1組：隨離子健的減弱，熔點(diǎn)降低n組：隨分子量的增大，熔點(diǎn)升高。(2)原理：工組為離子晶體n組為分子晶體。II. 6個(gè)12. (1)°(2)P4010(3)正四面體(4)由原予排列成的正四面體極性13. 解答(1)金剛石金剛石屬原子晶體，而固體C6o不是，故金剛石熔點(diǎn)較高(答出“金剛石屬原子晶體”即給分)可能因0分子含30個(gè)雙鍵,與極活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C60F60(只要指出"C60含30個(gè)雙鍵”即給分