高中化學選擇性必修二 3.2.1 分子晶體教學設(shè)計下學期

1、第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié) 分子晶體與共價晶體第一課時 分子晶體在學習分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的基礎(chǔ)上，本節(jié)介紹了分子晶體的物理性質(zhì)的特性，然后以冰和干冰為例介紹了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系、分子間作用力對物質(zhì)狀態(tài)的影響等。課程目標學科素養(yǎng)借助分子晶體模型認識分子晶體的結(jié)構(gòu)特點。能夠從范德華力、氫鍵的特征，分析理解分子晶體的物理特性。學會比較分子晶體的熔、沸點。宏觀辨識與微觀探析：結(jié)合常見的共價分子的實例，認識物質(zhì)的構(gòu)成微粒、微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系證據(jù)推理與模型認知：借助分子晶體等模型認識晶體的結(jié)構(gòu)特點教學重點：分子晶體的結(jié)構(gòu)特點與性質(zhì)之間的關(guān)系，氫鍵對分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的影響教學難點：分子晶

2、體的結(jié)構(gòu)特點，氫鍵對冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響多媒體調(diào)試、講義分發(fā)【導入新課】碘晶胞示意圖【學生活動】觀察分析碘晶胞的結(jié)構(gòu)特點及粒子間的作用力【講解】1、分子晶體(1)概念：只含分子的晶體叫做分子晶體。如：I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固態(tài)時都是分子晶體。(2)粒子及粒子間的相互作用：構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，分子晶體中相鄰分子間靠分子間作用力相互吸引，而分子內(nèi)各原子間通常以共價鍵結(jié)合。(3)常見分子晶體 所有非金屬氫化物：如水、硫化氫、氨、氯化氫、甲烷等部分非金屬單質(zhì)：如鹵素、氧氣、硫、氮氣、白磷等部分非金屬氧化物：如CO2、P4O6、P4O10、SO2等幾乎所有的酸：如H2SO4、HN

3、O3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等絕大多數(shù)有機物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等【學生活動】分子晶體物理性質(zhì)【講解】(4)分子晶體物理性質(zhì)分子晶體具有較低的熔、沸點和較小的硬度。分子晶體熔化時需破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點一般較低分子晶體熔、沸點比較規(guī)律 少數(shù)主要以氫鍵作用形成的分子晶體，比一般的分子晶體的熔、沸點高，如含有HF、HO、HN等共價鍵的分子間可以形成氫鍵，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物質(zhì)的熔、沸點相對較高。組成與結(jié)構(gòu)相似，分子之間不含氫鍵而只利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點逐漸升高。例如，常溫下Cl

4、2呈氣態(tài)，Br2呈液態(tài)，而I2呈固態(tài)；CO2呈氣態(tài)，CS2呈液態(tài)。相對分子質(zhì)量相等或相近的極性分子構(gòu)成的分子晶體，其熔、沸點一般比非極性分子構(gòu)成的分子晶體的熔、沸點高，如CO的熔、沸點比N2的熔、沸點高。有機物中組成和結(jié)構(gòu)相似且不存在氫鍵的同分異構(gòu)體，相對分子質(zhì)量相同，一般支鏈越多，分子間的相互作用力越弱，熔、沸點越低，如熔、沸點：正戊烷異戊烷新戊烷。強調(diào)分子晶體在熔化時，只破壞分子間作用力而不破壞化學鍵。分子晶體不導電。分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由離子或自由電子，因而分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不導電。分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律，即極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易

5、溶于非極性溶劑?！緦W生活動】觀察干冰和冰的結(jié)構(gòu)模型，總結(jié)分子晶體的堆積方式?！局v解】(5)分子晶體堆積方式分子密堆積：分子間作用力只有范德華力，無分子間氫鍵。若以一個分子為中心，其周圍最多可以有12個緊鄰的分子。如C60、干冰、I2、O2等?！緦W生活動】干冰晶胞是一種面心立方結(jié)構(gòu)，在立方體的頂角各有一個CO2分子，6個面的中心又各有一個CO2分子。每個CO2分子周圍等距離且最近的CO2分子有12個。(1)干冰中的CO2分子間只存在范德華力，不存在氫鍵。(2) 每個晶胞中有4個CO2分子，12個原子。每個CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子數(shù)為12個?！緦W生活動】為什么水凝固成冰、雪、霜時，密度

6、變??？【提示】水分子之間的主要作用力是氫鍵（當然也存在范德華力)，在冰的晶體中，每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子。盡管氫鍵比共價鍵弱得多，不屬于化學鍵。卻跟共價鍵一樣具有方向性，即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰的水分子相互吸引。這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，當冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，熱運動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4時，才由于熱運動加劇，分子間距離增大，密度逐漸減小?！局v解】(5)分子晶體堆積方式非密堆積：若分子間的主要作用力是氫鍵，由于氫鍵具有方向性，使得晶體中分子的空間利用率降低，留有相當大的空隙，這種晶體不具

7、有分子密堆積特征，如HF、NH3、冰。(5)分子晶體堆積方式分子間作用力堆積方式實例范德華力分子密堆積，每個分子周圍有12個緊鄰的分子如C60、干冰、I2、O2范德華力、氫鍵分子不采用密堆積，每個分子周圍緊鄰的分子少于12個如HF、NH3、冰【學生活動】為什么干冰的熔沸點比冰低而密度卻比冰大？【提示】由于干冰中的CO2之間只存在范德華力，一個分子周圍有12個緊鄰分子，密度比冰的高。水存在分子間氫鍵，CO2之間只存在范德華力，干冰的熔沸點比冰低。干冰常壓下極易升華。而且，干冰在工業(yè)上廣泛用作制冷劑。【學生活動】干冰升華過程中破壞共價鍵嗎？【提示】干冰升華的過程中破壞分子間作用力，不破壞共價鍵?！?/p>

8、思考與討論】硫化氫分子和水分子結(jié)構(gòu)相似，但是硫化氫晶體中，一個硫化氫分子周圍有12個緊鄰分子，而冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子，為什么？【提示】硫化氫分子間只有范德華力，分子密堆積，而水分子間存在氫鍵，非密堆積。【科學社會技術(shù)】學生閱讀拓展【課堂小結(jié)】1.下列各組物質(zhì)各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是（）A NH3、P4、C10H8 B PCl3、CO2、H2SO4C SO2、SiO2、P2O5 D CCl4、H2O、Na2O2【答案】B【解析】A中，P4（白磷）為單質(zhì)，不是化合物；C中，SiO2為原子晶體；D中，Na2O2是離子化合物、離子晶體。2.下列關(guān)于分子晶體的說法正確的是()

9、A 晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B 在分子晶體中一定存在共價鍵C 冰和固體Br2都是分子晶體D 稀有氣體不能形成分子晶體【答案】C【解析】A項，分子晶體中分子間作用力越大，晶體的熔點越高，不影響分子的穩(wěn)定性；B項，在He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn形成的分子晶體中只有分子間作用力，而無共價鍵；D項，稀有氣體能形成分子晶體。3.分子晶體具有某些特征的本質(zhì)原因是（）A 組成晶體的基本微粒是分子B 熔融時不導電C 基本構(gòu)成微粒間以分子間作用力相結(jié)合D 熔點一般比較低【答案】C【解析】分子晶體相對于其他晶體來說，熔、沸點較低，硬度較小，本質(zhì)原因是其基本構(gòu)成微粒間的相互作用范德華力及氫鍵相對于化

10、學鍵來說比較弱。4.BeCl2熔點較低，易升華，溶于醇和醚，其化學性質(zhì)與AlCl3相似。由此可推測BeCl2（）A 熔融態(tài)不導電B 水溶液呈中性C 熔點比BeBr2高D 不與NaOH溶液反應(yīng)【答案】A【解析】由題知BeCl2熔點較低，易升華，溶于醇和醚，應(yīng)屬于分子晶體，所以熔融態(tài)不導電；對于組成相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，其熔、沸點越高，因此BeCl2的熔點比BeBr2低；BeCl2化學性質(zhì)與AlCl3相似，根據(jù)AlCl3能和NaOH溶液反應(yīng)，則BeCl2也可與NaOH溶液反應(yīng)；AlCl3水溶液中由于鋁離子水解而呈酸性，推知BeCl2也具有此性質(zhì)。5.SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與

11、CCl4相似，對其進行的下列推測中不正確的是（）A SiCl4晶體是分子晶體B 常溫、常壓下SiCl4是氣體C SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子D SiCl4的熔點高于CCl4【答案】B【解析】由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu)，所以屬于分子晶體。在常溫、常壓下SiCl4是液體。CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4與CCl4的結(jié)構(gòu)相似，也是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性鍵的非極性分子。影響分子晶體熔、沸點的因素是分子間作用力的大小，在SiCl4分子間、CCl4分子間只有范德華力，SiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4的相對分子質(zhì)量，所以SiCl4的分子間作用力比CCl4的大，熔、沸點比CCl4的高。6.結(jié)合課本上干冰晶體圖分析每個CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子數(shù)目為( )A 6 B 8 C 10 D 12【答案】D【解析】干冰晶體中CO2分子間作用力只有范德華力，干冰融