3.2課時(shí)1分子晶體課件高二化學(xué)人教版選擇性必修2

第三章晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)

分子晶體與共價(jià)晶體

課時(shí)11.知道分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2.能借助分子晶體模型說(shuō)明分子晶體中的粒子及粒子間的相互作用，以及范德華力與氫鍵對(duì)分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的影響。構(gòu)成它們的基本粒子是什么？粒子之間靠什么作用力結(jié)合?觀察與思考組成粒子：分子相互作用分子內(nèi)：共價(jià)鍵分子間：分子間作用力碘（I2）干冰（CO2）碳60（C60）冰（H2O）1.概念：只含有分子的晶體叫做分子晶體。一、分子晶體所有非金屬氫化物H2O、NH3、CH4部分非金屬單質(zhì)X2、O2、C60

部分非金屬氧化物CO2、SO2、P4O6幾乎所有的酸H2SO4、HNO3絕大多數(shù)有機(jī)物乙醇、蔗糖2.典型的分子晶體：

大部分非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物都是分子晶體，少數(shù)是共價(jià)晶體（金剛石、Si、SiC、二氧化硅、Si3N4、BN、GaAs等）或混合型晶體（石墨）。[練一練]下列屬于分子晶體的一組物質(zhì)是（）A.CaO、NO、COB.CCl4、H2O2、HeC.CO2、SO2、NaClD.CH4、O2、Na2OB3.分子晶體的特性分子晶體氧氣氮?dú)獍琢姿埸c(diǎn)/℃－218.3－210.144.20分子晶體硫化氫甲烷乙酸尿素熔點(diǎn)/℃－85.6－18216.6132.7某些分子晶體的熔點(diǎn)分子晶體有哪些物理特性，為什么？3.分子晶體的特性(1)具有較低的熔、沸點(diǎn)和較小的硬度分子晶體熔化時(shí)要破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點(diǎn)一般較低，部分分子晶體易升華(如干冰、碘、紅磷、萘等)，且硬度較小。(2)一般不導(dǎo)電分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由移動(dòng)的離子或自由電子，因而分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電。有些分子晶體的水溶液能導(dǎo)電，如HI、乙酸等。(3)溶解性與溶質(zhì)、溶劑的分子的極性相關(guān)——相似相溶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，非極性分子易溶于非極性溶劑。如：H2O是極性溶劑，SO2、H2S、HBr等都是極性分子，它們?cè)谒械娜芙舛缺萅2、O2、CH4等非極性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非極性溶劑，則Br2、I2等非極性分子易溶于其中，而水則不溶于苯和CCl4中。[練一練]下列屬于分子晶體的性質(zhì)的是（）A.熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B.能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃C.熔點(diǎn)1400℃，可做半導(dǎo)體材料，難溶于水D.－3B（1）依據(jù)物質(zhì)的類(lèi)別判斷組成分子晶體的粒子是分子，粒子間作用是分子間作用力。分子晶體的硬度小，熔、沸點(diǎn)低，在熔融狀態(tài)或固體時(shí)均不導(dǎo)電部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體都是分子晶體。（2）依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用判斷（3）依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷思考與討論如何判斷某晶體物質(zhì)是否為分子晶體呢？二、分子晶體的結(jié)構(gòu)特征1.密堆積

只有范德華力，無(wú)分子間氫鍵——分子密堆積。這類(lèi)晶體每個(gè)分子周?chē)话阌?2個(gè)緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2。（1）干冰的晶體結(jié)構(gòu)二氧化碳分子的位置：8×1/8+6×1/2=412個(gè)每個(gè)晶胞含二氧化碳分子的個(gè)數(shù)與每個(gè)二氧化碳分子等距離且最近的二氧化碳分子有多少個(gè)？

在晶體中截取一個(gè)最小的正方體，正方體的八個(gè)頂點(diǎn)都落到CO2分子的中心，在這個(gè)正方體的每個(gè)面心上還有一個(gè)CO2分子。xyz與每個(gè)二氧化碳分子等距離且最近的二氧化碳分子有多少個(gè)？

xyz1234xyzxyzxyz12個(gè)為什么干冰、C60等分子晶體都是密堆積？所有分子晶體都是密堆積嗎？分子間作用力包括：①范德華力無(wú)方向性和飽和性

②

氫鍵具有方向性和飽和性干冰中的CO2分子間只存在范德華力，不存在氫鍵。非密堆積有分子間氫鍵——?dú)滏I具有方向性,使晶體中的空間利率不高,留有相當(dāng)大的空隙，這種晶體不具有分子密堆積特征。2.非密堆積冰中1個(gè)水分子周?chē)?個(gè)水分子氫鍵的形成條件：①部分裸露的氫原子核

②孤電子對(duì)存在氫鍵的物質(zhì)：凡是含有N-HO-HF-H的物質(zhì)

如：NH3

、H2O、HF、醇、酚、羧酸、氨基酸冰的晶體結(jié)構(gòu)思考與討論Ⅰ.為什么冰剛剛?cè)诨瘯r(shí)，密度變大，4℃后密度又變?。咳诨谋?/p>

氫鍵的存在迫使在四面體中心的水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，其密度比液態(tài)水小。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)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(guò)4℃時(shí)，由于熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子間距離加大，密度逐漸減小，所以4℃時(shí)水的密度最大。思考與討論Ⅱ.為什么干冰的熔點(diǎn)比冰低而密度卻比冰大?冰：非密堆積干冰：密堆積Ⅲ.干冰升華過(guò)程中破壞共價(jià)鍵嗎?干冰升華過(guò)程中只破壞范德華力,不破壞共價(jià)鍵。①水存在分子間氫鍵，CO2之間只存在范德華力，干冰的熔沸點(diǎn)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。②干冰中的CO2之間只存在范德華力，一個(gè)分子周?chē)?2個(gè)緊鄰分子，密度比冰的高。三、分子晶體熔沸點(diǎn)的比較①若分子間有氫鍵,則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類(lèi)晶體大,故熔、沸點(diǎn)較高。如HF>HI;NH3>PH3;H2O>H2Te。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,一般相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,熔、沸點(diǎn)越高。如I2>Br2>Cl2>F2;SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,范德華力越大,熔、沸點(diǎn)越高。如CO>N2。④同類(lèi)別的同分異構(gòu)體,支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低。如正戊烷>異戊烷>新戊烷。天然氣水合物——一種潛在的能源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。其主要?dú)怏w成分是甲烷，稱(chēng)甲烷水合物，外形像冰，在常溫常壓下會(huì)迅速分解釋放出甲烷又稱(chēng)“可燃冰”。1．下列有關(guān)冰和干冰的敘述不正確的是(

)A．干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體B．冰晶體中每個(gè)水分子周?chē)挥?個(gè)緊鄰的水分子C．干冰比冰的熔點(diǎn)低得多，常壓下易升華D．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A[練一練]2．下列有關(guān)分子晶體的說(shuō)法中一定正確的是(

)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．其結(jié)構(gòu)一定為分子密堆積B

3．HF分子晶體、NH3分子晶體與冰的結(jié)構(gòu)極為相似，在HF分子晶體中，與F原子距離最近的HF分子有(

)A．3個(gè)B．4個(gè)C．5個(gè)D．12個(gè)B

4．下列物質(zhì)按熔、沸點(diǎn)由高到低順序排列，正確的一組是(

)A．HF、HCl、HBr、HIB．F2、Cl2、Br2、I2C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．CI4、CBr4、CCl4、CF4D5.下列各組物質(zhì)各自形成的晶體中,均屬于分子晶體的化合物是(

)3、HD、C8H103、CO2、H2SO42、SO3、C604、Na2S、H2O2B6．(1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于________晶體。(2)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，如ClF3、BrF3，常溫下它們都是易揮發(fā)的液體。ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的________(填“高”或“低”)。分子低(3)比較下列化合物熔、沸點(diǎn)的高低(填“>”或“<”)。①CO2________SO2

②NH3________PH3

③O3________O2

④Ne________Ar

⑤CH3CH2OH________CH3OH

⑥CO________N2(4)已知AlCl3的熔點(diǎn)為190℃(2.0×105Pa)，但它在180℃即開(kāi)始升華。請(qǐng)回答：①AlCl3固體