3.2分子晶體與共價(jià)晶體（第(1)課時(shí)分子晶體）【核心素養(yǎng)目標(biāo)】高二化學(xué)課件（人教版20(1)9選擇性必修2）

第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體

第1課時(shí)

分子晶體

人教版選擇性必修2榆次一中

李金虎學(xué)習(xí)目標(biāo)1．使學(xué)生了解分子晶體的組成粒子、結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)；2．知道一些常見(jiàn)的屬于分子晶體的物質(zhì)類別。3．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。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過(guò)研究分子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科素養(yǎng)。2．通過(guò)典型分子晶體晶胞模型來(lái)研究晶體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理和模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)。素養(yǎng)目標(biāo)情境引入

晶體具有周期性的微觀結(jié)構(gòu)。你若能想象，二維的印花布圖案是由原子、離子或分子等構(gòu)成的，再把這種圖案推演到三維空間里去，就如同晶體的微觀結(jié)構(gòu)了。晶體的微觀基本單元稱為晶胞，就好比蜂巢里的蜂室。晶體可簡(jiǎn)單地分為分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體四種類型。另外，還存在許多過(guò)渡晶體和混合型晶體。晶體的結(jié)構(gòu)決定了晶體的性質(zhì)。晶體的熔點(diǎn)、密度、硬度、延展性、溶解性、熱分解性、化學(xué)反應(yīng)性、生物活性……都與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。教學(xué)過(guò)程分子晶體共價(jià)晶體離子晶體金屬晶體干冰晶體金剛石晶體氯化鈉晶體銅晶體教學(xué)過(guò)程一、分子晶體

(1)定義：只含分子的晶體，或者分子間以分子間作用力結(jié)合形成的晶體叫分子晶體。

(2)構(gòu)成微粒：分子

(3)微粒間的作用：分子間作用力

(4)分子內(nèi)作用力：共價(jià)鍵1．構(gòu)成粒子及作用力【注意】稀有氣體是單原子分子，不含共價(jià)鍵

分子間作用力影響晶體的物理性質(zhì)，共價(jià)鍵影響晶體的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)過(guò)程(1)所有非金屬氫化物：如H2O、NH3、CH4等。(2)部分非金屬單質(zhì)：如鹵素（X2）、O2、N2、白磷（P4）、硫（S8）等。

(3)部分非金屬氧化物：如CO2、P4O10、SO2、SO3等。

(4)幾乎所有的酸：如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。(5)絕大多數(shù)有機(jī)物：如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。2．常見(jiàn)的分子晶體【注意】金剛石不是分子晶體【注意】二氧化硅不是分子晶體教學(xué)過(guò)程3．物理性質(zhì)

【思考1】觀察表格中的數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論？【小結(jié)】分子晶體的性質(zhì)特點(diǎn)：（1）一般熔沸點(diǎn)較低；（2）硬度較?。?）溶解性與溶質(zhì)、溶劑的分子的極性相關(guān)——相似相溶（3）一般不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電教學(xué)過(guò)程1．組成和結(jié)構(gòu)相似、不含氫鍵的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。如：I2＞Br2＞Cl2＞F2

2．組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體（相對(duì)分子質(zhì)量接近），分子的極性越大，熔、沸點(diǎn)越高。如：CH3OH＞CH3CH3

3．含有分子間氫鍵的會(huì)導(dǎo)致熔、沸點(diǎn)反常升高。如：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S

4．對(duì)于有機(jī)物來(lái)說(shuō)，分子式相同，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。

5．烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機(jī)物一般隨分子里碳原子數(shù)的增加，熔、沸點(diǎn)升高。如：C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的判斷如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞

＞

教學(xué)過(guò)程

我們知道：物質(zhì)構(gòu)成的微粒是不同的，那么，在分子晶體中，分子間的作用力不同時(shí)會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生什么影響呢？碘（I2)晶胞干冰（CO2)晶胞C60晶胞冰（H2O)晶胞【注意】分子在晶胞中的位置一樣嗎?為什么有這樣的結(jié)果？教學(xué)過(guò)程(1)若分子間作用力只有范德華力，則分子晶體有分子密堆積特征，即每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子。

如：干冰：CO2的晶體。4．分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

思考：利用干冰晶體的結(jié)構(gòu)模型認(rèn)識(shí)分子晶體的結(jié)構(gòu)特征，以一個(gè)分子為中心，每個(gè)CO2周圍有幾個(gè)緊密相鄰的CO2?教學(xué)過(guò)程1xyz234教學(xué)過(guò)程xyz123456789101112教學(xué)過(guò)程

(2)分子間含有其他作用力，如：氫鍵，則每個(gè)分子周圍緊鄰的分子要少于12個(gè)。如冰中每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子。4．分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

水分子間存在氫鍵，氫鍵具有方向性和飽和性，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)相鄰水分子相互吸引，這種特征稱為分子非密堆積。教學(xué)過(guò)程思考2：為什么冰剛剛?cè)诨瘯r(shí)，密度變大，4℃后密度又變??？

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)水的小。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)，才由于熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子間距離加大，密度漸漸減小。教學(xué)過(guò)程

分子密堆積分子非密堆積微粒間作用力空間特點(diǎn)通常每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子每個(gè)分子周圍緊鄰的分子數(shù)小于12個(gè)，空間利用率不高舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰分子晶體的結(jié)構(gòu)特征范德華力范德華力和氫鍵教學(xué)過(guò)程思考3：干冰和冰的外觀相似、硬度也和冰相近，為什么干冰的熔點(diǎn)比冰的低得多，在常溫下就可以升華，且密度比冰的高？干冰中的CO2之間只存在范德華力，冰中水分子間還存在大量的氫鍵，所以干冰的熔點(diǎn)低于冰。干冰中分子采取密堆積形式排列，空隙小；冰中分子采取非密堆積形式排列，導(dǎo)致冰中水分子間存在大量空隙，所以，在同一條件下，冰的體積比干冰的體積大，而二氧化碳的相對(duì)質(zhì)量比水的相對(duì)質(zhì)量大，即干冰的密度比冰的密度大。教學(xué)過(guò)程思考4：硫化氫和水分子結(jié)構(gòu)相似，但硫化氫晶體中，一個(gè)硫化氫分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子，而冰中一個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰分子，為什么？

硫化氫晶體中只存在范德華力，屬于分子密堆積，而冰中主要作用力是氫鍵，氫鍵具有方向性，氫鍵的存在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)相鄰水分子相互吸引。

下列性質(zhì)符合分子晶體特點(diǎn)的是()

①熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電

②熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電

③能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃

④熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度為0.97g·cm－3

A．①④B．②③C．①②D．②④

典例1．【答案】B

課堂練習(xí)典例2．【答案】B

課堂練習(xí)下列說(shuō)法中，正確的是()A．冰融化時(shí)，分子中的H—O鍵發(fā)生斷裂B．有些分子間不僅存在范德華力，還可能存在氫鍵C．分子晶體中，共價(jià)鍵能越大，該分子晶體的熔、沸點(diǎn)一定越高D．分子晶體中，分子間作用力越大，對(duì)應(yīng)的物質(zhì)越穩(wěn)定典例3．課堂練習(xí)中學(xué)教材上介紹的干冰晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，每8個(gè)CO2構(gòu)成立方體，且在6個(gè)面的中心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子，在每個(gè)CO2周圍距離

a(其中a為立方體棱長(zhǎng))的CO2有()A．4個(gè)B．8個(gè)C．12個(gè)D．6個(gè)【答案】C

課堂小結(jié)課后小任務(wù)許多氣體可以與水形成水合物晶體。20世紀(jì)末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底和大陸冰川或永久凍土底部存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要?dú)怏w成分是甲烷，因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常