高中 高二 化學(xué)選擇性必修2 第三章 第二節(jié) 第1課時(shí) 分子晶體 教學(xué)課件

1、分子晶體主講人：石茂理學(xué) 校：深圳科學(xué)高中人教版 選擇性必修2干冰晶體干冰晶體構(gòu)成微粒微粒間作用力分子間分子內(nèi)分子范德華力共價(jià)鍵OC觀察思考只含分子的晶體稱(chēng)為分子晶體。 一、分子晶體的概念只含分子的晶體稱(chēng)為分子晶體。下列晶體中，哪些是分子晶體呢？H2S， CH4， NaCl， NaOH， O2， N2，白磷，CO2，NO21.所有非金屬氫化物：H2S， CH4 ， NH3等；2.部分非金屬單質(zhì)：O2， N2 ，白磷等；3.部分非金屬氧化物：CO2，NO2，P4O6 等；4.幾乎所有的酸；5.絕大多數(shù)有機(jī)物。二、典型的分子晶體：2.稀有氣體的晶體是否含有共價(jià)鍵？稀有氣體是單原子分子，不存在共價(jià)鍵

2、。1.所有的分子晶體內(nèi)部都只有范德華力嗎？有的分子晶體如冰晶體，分子間還存在氫鍵。思考交流1.下表列出了一些分子晶體的熔點(diǎn)，請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：分子晶體的熔點(diǎn)有什么特點(diǎn)？分子晶體氧氣氮?dú)獍琢兹埸c(diǎn)/-218.3-210.144.2分子晶體硫化氫甲烷乙酸熔點(diǎn)/-85.6-18216.6熔點(diǎn)較低；分子晶體熔化時(shí)一般只破壞范德華力、氫鍵，不破壞化學(xué)鍵。范德華力、氫鍵相對(duì)化學(xué)鍵較弱。思考交流三、分子晶體的物理特性為什么分子晶體的熔點(diǎn)比較低呢？二氧化碳與鎂的反應(yīng)（2Mg+CO2 2MgO+C)。塊狀的干冰與鎂粉接觸面積不大，為什么鎂粉可以繼續(xù)燃燒呢？現(xiàn)象：鎂粉在干冰內(nèi)繼續(xù)燃燒，像冰燈中裝進(jìn)一個(gè)電燈泡一樣，

3、發(fā)出耀眼的白光。（切勿用手接觸干冰，以免凍傷！）干冰在常壓下極易升華，通常用作制冷劑舞臺(tái)煙霧特效裝飾菜品食品冷藏保鮮2.溜冰時(shí)，冰面上常常容易留下劃痕，這說(shuō)明冰晶體的硬度較大還是較小？原因：分子間作用力較弱，容易被克服思考交流三、分子晶體的物理特性分子晶體（如冰晶體）一般硬度比較小，如何從結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行解釋呢？說(shuō)明冰晶體的硬度小構(gòu)成分子晶體的微粒都是分子，熔融時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子，因此分子晶體一般不導(dǎo)電。3.分子晶體（如乙醇）一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)下也不導(dǎo)電。從結(jié)構(gòu)的角度又應(yīng)該如何解釋呢？思考交流三、分子晶體的物理特性熔沸點(diǎn)低硬度小不導(dǎo)電溶解性“相似相溶”三、分子晶體的物理特性干冰晶體，

4、易升華冰晶體，不易升華，密度小于干冰干冰晶胞1.上圖中，每個(gè)干冰晶胞中有多少個(gè)CO2分子？4四、分子晶體的微粒堆積方式干冰晶體2.在干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周?chē)染嗑o鄰的CO2分子有多少個(gè)？干冰晶體每個(gè)CO2分子周?chē)染嗑o鄰的CO2分子有12個(gè)。四、分子晶體的微粒堆積方式干冰晶體C60的晶胞分子密堆積干冰晶胞如果分子間作用力只是范德華力，若以一個(gè)分子為中心，其周?chē)疃嗫梢杂?2個(gè)緊鄰的分子，分子晶體的這一特征稱(chēng)為分子密堆積。四、分子晶體的微粒堆積方式干冰晶體冰晶體中，每個(gè)水分子周?chē)卸嗌賯€(gè)緊鄰的水分子？和干冰晶體一樣嗎？若不一樣，可能的原因是什么？在冰晶體中，每個(gè)水分子周?chē)挥?個(gè)緊鄰的水分

5、子。因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵，氫鍵具有方向性，每個(gè)水分子都與4個(gè)相鄰的水分子相互吸引，構(gòu)成四面體，屬于非密堆積。觀察思考冰的結(jié)構(gòu)冰的結(jié)構(gòu)四、分子晶體的微粒堆積方式冰晶體冰晶體中1 mol H2O最多有多少mol 氫鍵？觀察思考冰晶體中，每個(gè)水分子與其它4個(gè)水分子形成氫鍵，每個(gè)氫鍵由2個(gè)水分子均攤，故41/22，每個(gè)水分子平均形成2個(gè)氫鍵。即冰晶體1 mol H2O中最多含有2 mol氫鍵。1234四、分子晶體的微粒堆積方式冰晶體冬季河水結(jié)冰后，冰塊往往浮在水面，為什么冰的密度比水小呢？四、分子晶體的微粒堆積方式冰晶體由于氫鍵的方向性，使冰晶體中每個(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子相互吸引，形

6、成空隙較大的網(wǎng)狀體。冰融化后，分子間的空隙減小。所以冰的密度比水小，結(jié)的冰會(huì)浮在水面上。四、分子晶體的微粒堆積方式冰晶體四、分子晶體的微粒堆積方式冰晶體（1）0-4時(shí)，溫度升高，熱運(yùn)動(dòng)使締合水分子的部分氫鍵斷裂，分子間空隙減小，密度增大；水的密度隨溫度變化的曲線如下圖所示。0-4，水的密度隨溫度的升高而增大。超過(guò)4，水的密度隨溫度的升高而減小。為什么會(huì)這樣呢?資料卡片（2）超過(guò)4時(shí)，溫度升高，水分子熱運(yùn)動(dòng)速度加快，使得分子的平均距離加大，密度減小。四、分子晶體的微粒堆積方式微粒間作用力_微粒堆積方式_舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰范德華力范德華力和氫鍵密堆積非密堆積硫化氫和水分子

7、結(jié)構(gòu)相似，但硫化氫晶體中，一個(gè)硫化氫分子周?chē)?2個(gè)緊鄰分子，而冰中一個(gè)水分子周?chē)挥?個(gè)緊鄰分子，為什么？硫化氫晶體中分子之間只有范德華力，范德華力無(wú)飽和性與方向性，能夠形成分子密堆積。因此，一個(gè)硫化氫分子周?chē)?2分緊鄰分子。而冰晶體中水分子間存在氫鍵，氫鍵具有方向性，這迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子形成氫鍵。因此，冰中一個(gè)水分子周?chē)挥?個(gè)緊鄰分子。思考討論四、分子晶體的微粒堆積方式 20世紀(jì)末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體可燃冰?？茖W(xué) 技術(shù) 社會(huì) P80天然氣水合物一種潛在的能源 2017年5月18日，我國(guó)南海神狐海域天然氣水合物試采實(shí)現(xiàn)連續(xù)超過(guò)

8、7天穩(wěn)定產(chǎn)氣。一種甲烷水合物晶體中，平均每46個(gè)分子構(gòu)成8個(gè)水分子籠，每個(gè)水分子籠可容納1個(gè)甲烷分子或水分子，若這8個(gè)分子籠中有6個(gè)容納的是甲烷分子，另外2個(gè)被水分子填充，這種可燃冰的平均分子組成是 A. CH45H2O B. CH46H2O C. CH47H2O D. CH48H2O科學(xué) 技術(shù) 社會(huì) 思考討論分子晶體 一、概念 組成微粒及微粒間相互作用 二、典型的分子晶體 三、物理特性 四、微粒堆積方式 1.只有范德華力，無(wú)分子間氫鍵密堆積 2.有分子間氫鍵非密堆積課堂總結(jié)1.下列關(guān)于分子晶體的說(shuō)法正確的是A. 分子內(nèi)均存在共價(jià)鍵B. 分子間一定存在范德華力C. 分子間一定存在氫鍵D. 晶體的熔、沸點(diǎn)一般較高課堂練習(xí)2下列各組物質(zhì)都屬于分子晶體的是A碘、二氧化碳、白磷、C60BNaCl、二氧化碳、白磷、二氧化硫CSO2、金剛石、N2、銅D醋酸、甲烷、石墨、氧化鈉3下列性質(zhì)適合于分子晶體的是() 熔點(diǎn)1 070 ，易溶于水，水溶液導(dǎo)電 熔點(diǎn)10.31 ，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電 能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8，沸點(diǎn)444.6 熔點(diǎn)97.81 ，質(zhì)軟、導(dǎo)電，密度為0.97 gcm3 A B C D4.下列說(shuō)法正確的是A. 范德華力普遍存在于分子之間，如液態(tài)水中因范德華力的存在使水分子發(fā)生締