323分子晶體與共價(jià)晶體（第三課時(shí)）學(xué)案高二化學(xué)人教版選擇性必修2

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第3課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.鞏固分子晶體和共價(jià)晶體的知識(shí)。2.分子晶體與共價(jià)晶體的比較。預(yù)習(xí)（閱讀教材，完成學(xué)案）二、合作探究深度學(xué)習(xí)三、聚焦展示學(xué)習(xí)目標(biāo)一、分子晶體和共價(jià)晶體的知識(shí)再現(xiàn)一、分子晶體1．概念及微粒間的作用力(1)概念：只含分子的晶體稱為分子晶體。(2)粒子間的相互作用力：分子晶體內(nèi)相鄰分子間以分子間作用力相互吸引，分子內(nèi)原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合。2．堆積方式分子密堆積分子非密堆積作用力只有分子間作用力，無氫鍵有分子間氫鍵，它具有方向性空間特點(diǎn)每個(gè)分子周圍一般有12個(gè)緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰3．常見分子晶體及物質(zhì)類別（見課時(shí)1）4．分子晶體的物理特性(1)分子晶體具有熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小，固態(tài)不導(dǎo)電等物理特性。所有在常溫下呈氣態(tài)的物質(zhì)、常溫下呈液態(tài)的物質(zhì)(除汞外)、易升華的固體物質(zhì)都屬分子晶體。(2)分子間作用力的大小決定分子晶體的物理性質(zhì)。分子間作用力越大，分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。5、兩種典型分子晶體(1)、冰(2)、干冰二、共價(jià)晶體1．共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)共價(jià)晶體的構(gòu)成微粒是原子，微粒間作用力是共價(jià)鍵。(2)空間結(jié)構(gòu)：整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)的小分子，是一個(gè)“巨分子”。2．共價(jià)晶體與物質(zhì)的類別（見課時(shí)2）3．共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)(1)共價(jià)晶體由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，熔化時(shí)必須破壞共價(jià)鍵，而破壞它們需要很高的溫度，所以共價(jià)晶體具有很高的熔點(diǎn)。(2)結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高。4、兩種典型共價(jià)晶體(1)、金剛石(2)、二氧化硅學(xué)習(xí)目標(biāo)二、分子晶體與共價(jià)晶體的比較1．分子晶體與共價(jià)晶體的比較晶體類型共價(jià)晶體分子晶體概念相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體只含分子的晶體組成微粒原子分子微粒間作用力共價(jià)鍵分子間作用力熔、沸點(diǎn)很高較低硬度很大較小溶解性一般不溶于各種溶劑部分溶于水導(dǎo)電性不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體不導(dǎo)電，部分水溶液導(dǎo)電熔化時(shí)破壞的作用力共價(jià)鍵分子間作用力實(shí)例金剛石干冰結(jié)構(gòu)特點(diǎn)其最小的碳原子環(huán)中有6個(gè)碳原子，碳碳鍵夾角為109°28′CO2晶體中存在CO2分子2．分子晶體與共價(jià)晶體的判斷(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒種類和微粒間的作用力判斷。構(gòu)成共價(jià)晶體的微粒是原子，微粒間的作用力是共價(jià)鍵；構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，微粒間的作用力是分子間作用力。(2)依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷。共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高，常在1000℃以上；而分子晶體熔點(diǎn)低，常在數(shù)百度以下甚至更低溫度。(3)依據(jù)晶體的導(dǎo)電性判斷。分子晶體為非導(dǎo)體，但部分分子晶體溶于水后能導(dǎo)電，如HCl。共價(jià)晶體多數(shù)為非導(dǎo)體，但晶體Si、晶體Ge為半導(dǎo)體。(4)依據(jù)晶體的硬度和機(jī)械性能判斷。共價(jià)晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆。(5)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷。①大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。②常見的單質(zhì)類共價(jià)晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的化合物類共價(jià)晶體有碳化硅、二氧化硅等。四、教師歸納總結(jié)五、課堂測(cè)評(píng)1.類推的思維方法在化學(xué)學(xué)習(xí)與研究中可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)論，因此類推出的結(jié)論需經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)才能確定其符合題意與否。下列幾種類推結(jié)論正確的是（

）A.

金剛石中C—C鍵的鍵長(zhǎng)為154.45pm，C60中C—C鍵的鍵長(zhǎng)為140～145pm，所以C60的熔點(diǎn)高于金剛石B.

CO2晶體是分子晶體，SiO2晶體也是分子晶體C.

從CH4、NH4+、SO42為正面體結(jié)構(gòu)，可推測(cè)CCl4、PH4+、PO43也為正四面體結(jié)構(gòu)D.

C2H6是碳鏈為直線形的非極性分子，可推測(cè)C3H8也是碳鏈為直線形的非極性分子2.下列晶體中，任何一個(gè)原子都被相鄰四個(gè)原子包圍，以共價(jià)健形成正四面體，并向空間伸展成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是（

）A.

金剛石

B.

石墨

C.

足球烯

D.

水晶3.二氧化硅晶體是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其模型如圖所示。下列有關(guān)二氧化硅晶體的說法正確的是（

）A.

二氧化硅晶體最小環(huán)上含有12個(gè)原子B.

每個(gè)硅原子為4個(gè)最小環(huán)所共有C.

從晶體結(jié)構(gòu)可知，1molSiO2擁有2molSiO鍵D.

SiO2晶體是由極性共價(jià)鍵與非極性共價(jià)鍵共同構(gòu)成的4.下列說法錯(cuò)誤的是（

）A.

HClO、N2和Na2O等物質(zhì)中，各原子或離子的最外層均達(dá)到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.

石英和金剛石都是原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合形成的原子晶體C.

某化合物在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，則一定是離子化合物D.

HF的熱穩(wěn)定性比HBr強(qiáng)是因?yàn)镠F的分子間作用力強(qiáng)5.下列說法正確的是（

）A.

NaHSO4晶體溶于水時(shí)，離子鍵被破壞，共價(jià)鍵不受影響B(tài).

PCl5和CCl4中，每個(gè)原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C.

根據(jù)氮化鋁(AlN)熔沸點(diǎn)很高、熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電可推測(cè)它是原子晶體D.

干冰和石英晶體中的化學(xué)鍵類型相同，熔化時(shí)需克服微粒間的作用力類型也相同6.Al2A.1個(gè)氮化鋁晶胞中含有2個(gè)鋁原子

B.氮化鋁可用于制造切割金屬的刀具C.氮化鋁屬于離子晶體

D.氮化鋁晶體中Al的配位數(shù)為47.短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)之和為32。X的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)代數(shù)和等于0；其陰離子和He原子具有相同的核外電子排布；Z是地殼中含量最高的元素；W的氣態(tài)氫化物和其最高價(jià)含氧酸都是強(qiáng)酸。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A.

電負(fù)性：Z＞W(wǎng)＞Y＞X

B.

X和Y形成的分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)C.

晶體YZ2的配位數(shù)為12

D.

有機(jī)物Y3X6W2有4種結(jié)構(gòu)(不考慮立體異構(gòu))8.在慶祝中華人民共和國(guó)成立70周年的閱兵儀式上，最后亮相的DF31A洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈是我國(guó)大國(guó)地位、國(guó)防實(shí)力的顯著標(biāo)志。其制作材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多種元素。請(qǐng)回答：（1）基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為________，F(xiàn)eCl3的熔點(diǎn)為306℃，沸點(diǎn)為315℃，F(xiàn)eCl3的晶體類型是________。（2）氧化亞鐵晶體的晶胞如圖所示。已知：氧化亞鐵晶體的密度為ρg·cm3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。在該晶胞中，與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數(shù)目為________

；Fe2+與O2最短核間距為________pm。9.鈀(46Pd)催化劑在有機(jī)合成中有著重要的地位。請(qǐng)回答以下問題：（1）鈀與鎳是同族元素，它們位于周期表的________(選填s、p、d、ds、f)區(qū)。（2）四(三苯基膦)鈀()是一種常見的鈀催化劑，也是一種配合物，其配位數(shù)為________，其中“三苯基膦”中磷原子與鍵合的三個(gè)碳原子構(gòu)成的立體結(jié)構(gòu)為________

。（3）是苯并咪唑類卡賓化合物之一(Ph代表苯基)，常用作有機(jī)合成的催化劑，其晶體類型為________。配體中碳原子的雜化類型有________，其中氯原子的價(jià)電子軌道表達(dá)式為________。323分子晶體與共價(jià)晶體答案與解析1.【答案】C【解析】A．金剛石是原子晶體而C60是分子晶體，雖然C60中CC鍵長(zhǎng)小于金剛石中鍵長(zhǎng)，C60中鍵的鍵能可能大于金剛石，但其熔化時(shí)并不破壞化學(xué)鍵，只破壞分子間作用力，而金剛石熔融時(shí)要破壞共價(jià)鍵，故金剛石熔點(diǎn)高于C60的，A不符合題意；B．CO2是分子晶體，分子間存在分子間作用力，而SiO2是共價(jià)晶體，不存在分子，原子與原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，B不符合題意；C．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知，CCl4、PH4+、PO42中都能形成4個(gè)σ鍵，且孤電子對(duì)數(shù)分別為0，為正四面體結(jié)構(gòu)，且PH4+與NH4+互為等電子體，PO43與SO42也互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，C符合題意；D．C2H6是碳鏈上只有2個(gè)碳原子，所以乙烷為直線型的非極性分子，C3H8中碳原子和C2H6中的碳原子雜化類型相同都是sp3雜化，鍵角大約是109.5o，碳鏈呈鋸齒狀，而不是直線形，D不符合題意；2.【答案】A【解析】A.在金剛石原子晶體結(jié)構(gòu)中每一個(gè)碳原子都被相鄰四個(gè)碳原子包圍，以共價(jià)健形成正四面體，并向空間伸展成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，A符合題意；B.石墨是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層中，每個(gè)碳原子被相鄰的3個(gè)碳原子包圍，形成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，B不符合題意；C.足球烯是分子晶體，分子間只存在分子間作用力，不能形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，C不符合題意；D.水晶是二氧化硅，結(jié)構(gòu)和金剛石相似，但每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，D不符合題意。3.【答案】A【解析】A．二氧化硅晶體最小環(huán)上含有6個(gè)硅原子6個(gè)氧原子，共12個(gè)原子B．二氧化硅晶體和金剛石晶體的結(jié)構(gòu)類似，每個(gè)硅原子為12個(gè)最小環(huán)共有，故B不符合題意；C．1個(gè)Si與4個(gè)O形成SiO鍵，則1molSi擁有4molSiO鍵，故C不符合題意；D．SiO2晶體中只含極性共價(jià)鍵，不含非極性共價(jià)鍵，故D項(xiàng)不符合題意。4.【答案】D【解析】A．HClO、N2和Na2O等物質(zhì)中，除H原子最外層達(dá)2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)外，其他各原子或離子的最外層均達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)A不符合題意；B．石英和金剛石都是原子晶體，原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合形成，選項(xiàng)B不符合題意；C．熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物中含有自由移動(dòng)的離子，則該物質(zhì)由離子構(gòu)成，屬于離子化合物D．非金屬性：F＞Br，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，與分子間作用力無關(guān)，選項(xiàng)D符合題意；5.【答案】C【解析】A．NaHSO4晶體溶于水時(shí)，硫酸氫根也會(huì)發(fā)生電離，共價(jià)鍵被破壞B．PCl5分子中P原子最外層有10個(gè)電子，B不符合題意；C．氮化鋁在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，說明不是離子化合物，熔沸點(diǎn)高，符合原子晶體的性質(zhì)，可以推測(cè)氮化鋁屬于原子晶體，C符合題意；D．干冰和石英晶體都屬于共價(jià)化合物，均含有共價(jià)鍵，但干冰屬于分子晶體，而石英屬于原子晶體，融化時(shí)，前者破壞分子間作用力，后者破壞共價(jià)鍵6.【答案】C【解析】A.由圖示可知，鋁原子位于晶胞的頂點(diǎn)和體心，故1個(gè)氮化鋁晶胞中含有8×B.氮化鋁晶體硬度、熔點(diǎn)都很高，故可用于制造切割金屬的刀具，B不符合題意；C.氮化鋁屬于原子晶體，C符合題意；D.由圖示可知，鋁原子周圍有4個(gè)氮原子，故Al的配位數(shù)為4，D不符合題意；7.【答案】B【解析】A．非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)，非金屬性O(shè)>Cl>C>H，所以電負(fù)性O(shè)>Cl>C>H，即Z＞W(wǎng)＞Y＞

X，故A不符合題意；B．X為H元素，Y為C元素，二者可以形成多種化合物，分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)，如C2H2為直線形，故B符合題意；C．YZ2為CO2，其晶體即為干冰，晶胞為面心立方最密堆積，配位數(shù)為12，故C不符合題意；D．有機(jī)物Y3X6W2為C3H6Cl2，其結(jié)構(gòu)有ClCH2CH2CH2Cl、Cl2CHCH2CH3、CH3CCl2CH3、ClCH2CHClCH3，共4種，故D不符合題意；8.【答案】（1）3d64s2；分子晶體（2）12；3【解析】(1)Fe是26號(hào)元素，基態(tài)鐵原子的電子排布式為[Ar]3d64s2，價(jià)電子排布式為3d64s2；分子晶體的熔沸點(diǎn)較低，F(xiàn)eCl3的熔點(diǎn)為306℃，沸點(diǎn)為315℃，F(xiàn)eCl3的晶體類型是分子晶體；(2)根據(jù)FeO晶胞的圖像可知，F(xiàn)e2+分布在晶胞的頂點(diǎn)和面心上，屬于面心立方最密堆積，因此與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數(shù)目為12個(gè)；FeO晶胞中Fe2+的個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4個(gè)，O2的個(gè)數(shù)為1+12×19.【答案】（1）d（2）4；三角錐形（3）分子晶體；sp2、sp3雜化；【解析】(1)46號(hào)鈀與鎳是同族元素，它們?cè)谠刂芷诒碇形挥诘赩III