分子晶體 混合晶體

1、第2課時(shí)分子晶體混合晶體【學(xué)習(xí)目標(biāo)】熟知分子晶體的概念、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及常見(jiàn)的分子晶體。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。了解石墨晶體的結(jié)構(gòu)，會(huì)比較不同類(lèi)型的晶體熔、沸點(diǎn)?！拘轮獙?dǎo)學(xué)】一、分子晶體干冰晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，觀察分析其結(jié)構(gòu)模型，回答下列問(wèn)題:F冰晶胞構(gòu)成干冰晶體的結(jié)構(gòu)微粒，微粒間的相互作用力是。從結(jié)構(gòu)模型可以看出：干冰晶體是一種結(jié)構(gòu)一一每8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體，在六個(gè)面的中心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子。每個(gè)CO2分子周?chē)?，離該分子最近且距離相 等的CO2分子有 個(gè)。每個(gè)晶胞中有 個(gè)CO2分子。冰晶體的結(jié)構(gòu)如下圖所示，根據(jù)冰晶體的結(jié)構(gòu)，回答下列問(wèn)題：構(gòu)成冰晶體的結(jié)構(gòu)微粒，

2、微粒間的相互作用力是。在冰的晶體中，由于水分子之間存在有 性的氫鍵，迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角方向的 相鄰水分子相互吸引，這樣的排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙。由以上分析可知：分子間通過(guò)構(gòu)成的固態(tài)物質(zhì)叫分子晶體。如：干冰、碘晶體、冰等。構(gòu)成分子晶體的微粒。根據(jù)分子晶體的結(jié)構(gòu)特征，推測(cè)其具有的物理特性：分子晶體中的微粒間是以范德華力或范德華力和氫鍵而形成的晶體，因此，分子晶體的熔、沸點(diǎn)，密度，硬度，較易熔化和揮發(fā)?！練w納總結(jié)】四種晶體物理性質(zhì)的比較晶體類(lèi)型金屬晶體離子晶體分子晶體原子晶體定義金屬原子通過(guò)金屬鍵形成的晶體陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵形成的晶體分子間通

3、過(guò)分子間作用力形成的晶體相鄰原子間通過(guò)共價(jià) 鍵結(jié)合而形成的立體 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)基本微粒金屬陽(yáng)離子、自 由電子陰離子、陽(yáng)離子分子原子微粒間作用力金屬鍵離子鍵范德華力或范德華力與氫鍵共價(jià)鍵性質(zhì)熔、沸點(diǎn)一般較高，但差異大較高較低高硬度一般較大，但差異大較大較小大延展性好脆差差導(dǎo)電性固態(tài)能導(dǎo)電熔融態(tài)或溶于水時(shí)能導(dǎo)電某些溶于水后能導(dǎo)電一般不導(dǎo)電，個(gè)別為半 導(dǎo)體溶解性不溶多數(shù)溶于水相似相溶不溶熔化時(shí)需克服的作用力金屬鍵離子鍵范德華力或范德華力與氫鍵共價(jià)鍵物質(zhì)類(lèi)別金屬單質(zhì)和合金離子化合物多數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物少數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物典例K、Cu、MgNaCl、CsCl、CaF2干冰、冰、碘金剛

4、石、SiO2【活學(xué)活用】1 .根據(jù)下列性質(zhì)判斷所描述的物質(zhì)可能屬于分子晶體的是()熔點(diǎn)1070 r，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電熔點(diǎn)1128C，沸點(diǎn)4446r，硬度很大熔點(diǎn)10.31C，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電熔點(diǎn)97.81 C，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g-cm-32.水分子間可通過(guò)氫鍵彼此結(jié)合而形成(H2O)，在冰中n值為5,即每個(gè)水分子被其他4個(gè)水分子包圍形成變形四面體，如圖所示為(H2O)5單元，由無(wú)限個(gè)這樣的四面體通過(guò)氫鍵構(gòu) 成一個(gè)龐大的分子晶體，即冰。下列有關(guān)敘述正確的是()晅01mol冰中含有4mol氫鍵1mol冰中含有4X5mol氫鍵平均每個(gè)水分子只含有2個(gè)氫鍵d.平均每個(gè)水分子只含有

5、4個(gè)氫鍵二、混合晶體一石墨下面是石墨的二維平面結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、層內(nèi)的兀鍵結(jié)構(gòu)示意圖。一維平面結(jié)材制苫吾構(gòu)圾內(nèi)的丁鍵結(jié)拘回答下列問(wèn)題：在石墨晶體中，每一個(gè)碳原子以三個(gè)鍵與另外三個(gè)碳原子相連。六個(gè)碳原子在一個(gè)平面上形成了 的環(huán)，伸展成，其中鍵長(zhǎng)為142pm，屬于原子晶體的鍵長(zhǎng)范圍，因此對(duì)于同一層來(lái)說(shuō)，它 。在同一平面內(nèi)的碳原子還各剩下一個(gè)p軌道，它們相互重疊，形 ，而這些p軌道中的電子可在整個(gè)層內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，可以沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于金屬晶體中 的，所以石墨能、，這正是的特征。石墨晶體中層與層之間相隔335pm，距離較大，是以 結(jié)合起來(lái)的，即層與層之間屬于，但由于同平面上的碳原子間的結(jié)合很

6、強(qiáng)，共價(jià)鍵很難被破壞，所 以石墨的熔點(diǎn)很高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定?！練w納總結(jié)】石墨晶體中既存在共價(jià)鍵，還存在范德華力，不能簡(jiǎn)單地歸屬于任何一種晶體，所以石墨是 一種混合晶體。【活學(xué)活用】氮化硼（BN）晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有 層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤(rùn)滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu) 如圖所示：六力-相鼠化期立方稍航化面o鼠原子 麗原下列關(guān)于這兩種晶體的說(shuō)法中正確的是（）立方相氮化硼含有。鍵和n鍵，所以硬度大六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟兩種晶體中都既有極性鍵又有非極性鍵D .兩種晶體均為原子晶體在金剛石晶體中，碳原子數(shù)與化學(xué)鍵數(shù)之

7、比為。在石墨晶體中，平均每個(gè)最小 的碳原子環(huán)所擁有的化學(xué)鍵數(shù)為 個(gè)，該晶體中碳原子數(shù)與化學(xué)鍵之比為。已知，金剛石晶體與石墨晶體中的碳碳鍵長(zhǎng) 相比較，d石墨Vd金剛石，則金剛石的熔點(diǎn) （填 ”“ ”或“=”）石墨的熔點(diǎn)?！緦W(xué)習(xí)小結(jié)】概念：分子通過(guò)分子間作用力構(gòu)成的固態(tài)物質(zhì)構(gòu)成微粒：分子分子晶體微粒間的相互作用力：分子間作用力作用力:分子內(nèi)的相互作用：分子間各原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合注意：稀有氣體固態(tài)時(shí)形成分子晶體，微粒之間只存在分子間作用力，分子內(nèi)不存在化學(xué) 鍵。分子晶體熔化、汽化時(shí)克服分子間作用力。分子晶體在固態(tài)、熔融態(tài)均不導(dǎo)電。【達(dá)標(biāo)檢測(cè)】2015年7月31日，中國(guó)獲得2022年冬奧會(huì)主辦權(quán)，這

8、將促進(jìn)中國(guó)冰雪運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。以 下關(guān)于冰的說(shuō)法正確的是（）等質(zhì)量的0C冰與0C的水內(nèi)能相同冰和可燃冰都是結(jié)晶水合物冰和干冰的空間結(jié)構(gòu)相似氫鍵影響冰晶體的體積大小 下列有關(guān)冰和干冰敘述不正確的是（）干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體冰是由范德華力和氫鍵形成的晶體，每個(gè)水分子周?chē)?個(gè)緊鄰的水分子干冰比冰的熔點(diǎn)低得多，常壓下易升華干冰中只存在范德華力不存在氫鍵，一個(gè)分子周?chē)?2個(gè)緊鄰的分子 碳元素的一種單質(zhì)的化學(xué)式為C68,則關(guān)于C68的敘述錯(cuò)誤的是（）A.屬分子晶體B.可溶于CC14C.固態(tài)可導(dǎo)電D.熔點(diǎn)高于C60 根據(jù)下列各物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其固態(tài)肯定不屬于分子晶體的是（）漠化鋁（無(wú)色晶體，

9、熔點(diǎn)98C，熔融態(tài)不導(dǎo)電）碳化鋁（黃色晶體，熔點(diǎn)2200C，熔融態(tài)不導(dǎo)電）氟化鋁（無(wú)色晶體，熔融時(shí)或溶于水時(shí)破壞了相同的作用力）五氟化帆（無(wú)色晶體，熔點(diǎn)19.5C，易溶于乙醇）A.B .C.D.最近發(fā)現(xiàn)一種由M、N兩種原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示。實(shí)心球表示N原子， 空心球。表示M原子，則它的化學(xué)式為（）A. M4N4B. MNC. M14N13d. M4N5答案精析新知導(dǎo)學(xué)、 （1）CO2分子范德華力（2）面心立方12 4 （1）H2O分子 范德華力、氫鍵（2）方向4個(gè) （1）分子間作用力 分子（2）較低 較小 較小活學(xué)活用C A項(xiàng)，熔點(diǎn)1 070 C,熔點(diǎn)高，不符合分子晶體的特點(diǎn)，故A

10、錯(cuò)誤;B項(xiàng)，熔點(diǎn)1 128 C,沸點(diǎn)4 446 C，硬度很大，屬于離子晶體或原子晶體或金屬晶體的特點(diǎn)，分子晶體分子間 只存在分子間作用力，熔、沸點(diǎn)低，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，熔點(diǎn)10.31 C，熔點(diǎn)低，符合分子 晶體的熔點(diǎn)特點(diǎn)，液態(tài)不導(dǎo)電，只存在分子，水溶液能導(dǎo)電，溶于水后，分子被水分子離解 成自由移動(dòng)的離子，如CH3coohch3c00- + h +，有自由移動(dòng)的離子，就能導(dǎo)電，故C正確；D項(xiàng)，熔點(diǎn)97.81 C,質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97 g-cm_3,是金屬鈉的物理性質(zhì)，金 屬鈉屬于金屬晶體，故D錯(cuò)誤。C 由圖可知，每個(gè)水分子（處于四面體的中心）與4個(gè)水分子（處于四面體的四個(gè)頂點(diǎn)） 形成四個(gè)氫鍵，

11、因?yàn)槊總€(gè)氫鍵都是由2個(gè)水分子共同形成的，所以每個(gè)水分子形成的氫鍵數(shù) 為 4乂2=2。二、（1）共價(jià)（2）正六邊形層狀結(jié)構(gòu)原子晶體（3）大兀鍵自由電子導(dǎo)熱導(dǎo)電金屬晶 體（4）范德華力分子晶體活學(xué)活用B A項(xiàng)，由晶體結(jié)構(gòu)可知，立方相氮化硼為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與金剛石類(lèi)似，立方相氮 化硼中只含有共價(jià)單鍵，所以該化合物中含有。鍵，不存在n鍵，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，六方 相氮化硼具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤(rùn)滑劑，則熔點(diǎn)很高，能作潤(rùn)滑劑，則質(zhì)地軟，故B正 確；C項(xiàng)，兩種晶體中均只有極性鍵，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，六方相氮化硼中存在共價(jià)鍵和分子 間作用力，與石墨類(lèi)似屬于混合晶體，故D錯(cuò)誤。1 ： 2 3 2 : 3 解析 金剛石

12、晶體中每個(gè)碳原子平均擁有的化學(xué)鍵數(shù)為4X = 2,則碳原子數(shù)與化學(xué)鍵數(shù)之 比為1 ： 2。石墨晶體中，平均每個(gè)最小的碳原子環(huán)所擁有的碳原子數(shù)和化學(xué)鍵數(shù)分別為6x| =2和6x2 = 3，其比值為2 ： 3。達(dá)標(biāo)檢測(cè)D A項(xiàng)，0 C的冰熔化成0 C水，要吸收熱量，內(nèi)能增加，則0 C的冰的內(nèi)能比等質(zhì) 量的0 C的水的內(nèi)能小。故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，可燃冰”的化學(xué)式為CH48H2o，它是一種結(jié)晶 水合物，冰是水的固態(tài)形式，不是含有結(jié)晶水的物質(zhì)，不屬于水合物，姓錯(cuò)誤；C項(xiàng)，冰 為V形，干冰為直線形，空間構(gòu)型不相似，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，冰中的氫鍵比液態(tài)水中的強(qiáng)， 使得水分子排列得很規(guī)則，造成體積膨脹，所以氫鍵影響冰

13、晶體的體積大小，故D正確。A 干冰晶體中CO2分子間作用力只有范德華力，分子采取密堆積形式，一個(gè)分子周?chē)?有12個(gè)緊鄰的分子；冰晶體中水分子間除了范德華力還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性， 每個(gè)水分子周?chē)?個(gè)緊鄰的水分子，采取非緊密堆積的方式，空間利用率小，因而密度小。干冰融化需克服范德華力，冰融化還需要克服氫鍵，由于氫鍵比范德華力大，所以干冰比冰 的熔點(diǎn)低得多。C A項(xiàng)，C68是一種分子晶體，故A正確；B項(xiàng)，C68是一種分子晶體、屬于非極性分 子，難溶于水，易溶于CCl4,故B正確；C項(xiàng)，該分子晶體中無(wú)自由移動(dòng)的電子，不能導(dǎo)電， 故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于與C60的結(jié)構(gòu)相似，但是它的相對(duì)分子質(zhì)量大于C60,故熔點(diǎn)高于C60， 故D正確。C 溴化鋁，無(wú)色晶體，熔點(diǎn)98 C，熔融態(tài)不導(dǎo)電，具有分子晶體的性質(zhì)，屬于分子 晶體，故不選；碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2 200 C，熔融態(tài)不導(dǎo)電，應(yīng)