3.2.1分子晶體課件20242025年高二上學(xué)期人教版化學(xué)選擇性必修2

第二節(jié)

分子晶體與共價晶體第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)人教版選擇性必修2第1課時分子晶體生活中常見的晶體分子間作用力分子晶體離子鍵離子晶體共價鍵共價晶體金屬鍵金屬晶體1、能辨識常見的分子晶體，并能從微觀角度分析分子晶體中各構(gòu)成微粒之間的作用和對分子晶體物理性質(zhì)的影響。2、能利用分子晶體的通性推斷常見的分子晶體，理解分子晶體中微粒的堆積模型，并能用均攤法對晶胞進(jìn)行分析。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】分子晶體的結(jié)構(gòu)特點，氫鍵對冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響【重點難點】【問題】從組成粒子和粒子間相互作用的角度分析以下四種晶體結(jié)構(gòu)的共同特點是什么？碘（I2）干冰（CO2）碳60（C60）

冰（H2O）【思考與討論】1、概念只含分子的晶體叫做分子晶體。如：I2、H2O、NH3、H3PO4、C60、C6H6等在固態(tài)時都是分子晶體。分子晶體構(gòu)成粒子分子粒子間的作用力分子間作用力分子內(nèi)各原子間共價鍵一、分子晶體2、構(gòu)成微粒及微粒間作用力(除了稀有氣體外)(除范德華力外還可能有氫鍵)3、類別

①所有非金屬氫化物：②幾乎所有的酸：③部分非金屬單質(zhì):④部分非金屬氧化物:

⑤絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體：H2O、H2S、NH3、CH4、HXH2SO4、HNO3、H3PO4（堿和鹽則是離子晶體）X2、O2、H2、S8、P4、C60、稀有氣體CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10乙醇、冰醋酸、蔗糖、苯、萘、蒽、苯甲酸等(除B、Si、金剛石等)(除SiO2等)H2S，CH4，NaCl，NaOH，O2，N2，白磷，CO2，NO2思考：下列晶體中，哪些是分子晶體？分子晶體氧氣氮?dú)獍琢姿埸c/℃－218.3－210.144.20分子晶體硫化氫甲烷乙酸尿素熔點/℃－85.6－18216.6132.74、分子晶體的物理特性思考1：請根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析分子晶體的熔點有什么特點？分子晶體熔化時一般只破壞范德華力、氫鍵，不破壞化學(xué)鍵。范德華力、氫鍵相對化學(xué)鍵較弱。為什么分子晶體的熔點比較低？熔點較低思考2：溜冰時，冰面上常常容易留下劃痕，這說明冰晶體的硬度較大還是較??？說明冰晶體的硬度小思考3：分子晶體（如乙醇）一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)下也不導(dǎo)電。從結(jié)構(gòu)的角度應(yīng)該如何解釋呢？構(gòu)成分子晶體的微粒都是分子，熔融時沒有產(chǎn)生自由移動的離子，因此分子晶體一般不導(dǎo)電。熔點低硬度小不導(dǎo)電（1）干冰晶體5、兩種典型的分子晶體的結(jié)構(gòu)分析干冰的晶胞結(jié)構(gòu)圖中心CO2分子注：配位數(shù)——1個分子周圍最鄰近的分子數(shù)目12干冰中的CO2分子間只存在

，不存在

；每個晶胞中有

個CO2分子，

個原子；每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子（CO2的配位數(shù)）有

個。范德華力氫鍵412

在分子晶體中，如果分子間的作用力只有范德華力，若以一個分子為中心，其周圍最多可以有12個緊鄰的分子，分子晶體的這一特征稱為分子密堆積。(如：干冰、I2、C60等)C60晶胞干冰晶胞碘晶體晶胞晶胞模型面心立方思考：冰晶體中，每個H2O周圍有幾個緊密相鄰的H2O？和干冰晶體一樣嗎？若不一樣，可能的原因是什么？（2）冰晶體每個H2O周圍只有

個緊密相鄰的H2O。

水分子間的主要作用力主要是

（當(dāng)然也存在

。由于氫鍵具有

，使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引。這一排列使得晶體中分子的空間利用率降低，留有相當(dāng)大的空隙，因而冰的密度比水的

。）冰晶體1molH2O中最多含有

mol氫鍵。氫鍵范德華力4方向性2小分子非密堆積1、冰融化成液態(tài)水的密度這樣變化原因?為什么水在4℃時的密度最大？●【思考與討論】當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，熱運(yùn)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，由于熱運(yùn)動加劇，分子間距離加大，密度逐漸減小，所以4℃時水的密度最大。2、硫化氫和水分子結(jié)構(gòu)相似，但硫化氫晶體中，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？硫化氫晶體中分子之間只有范德華力，范德華力無飽和性與方向性，形成分子密堆積。因此，一個硫化氫分子周圍有12個緊鄰分子。而冰晶體中水分子間存在氫鍵，氫鍵具有方向性，這迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子形成氫鍵。因此，冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子。（3）分子晶體的結(jié)構(gòu)特征微粒間作用力微粒堆積方式空間特點舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰性質(zhì)特點范德華力范德華力和氫鍵分子密堆積分子非密堆積通常每個分子周圍有12個緊鄰的分子每個分子周圍緊鄰的分子數(shù)小于12個，空間利用率低熔、沸點低，密度大熔、沸點高，密度小密堆積——指的是晶體中原子或分子的排列方式

一維堆積

球成線

二維堆積

線成面三維堆積

面成體密堆積方式心對心心對空非最密堆積最密堆積資料鏈接1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。（1）依據(jù)物質(zhì)的類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。（2）依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用判斷分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固體時均不導(dǎo)電。（3）依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷6、分子晶體的判斷方法（1）含有分子間氫鍵的分子晶體，熔沸點較高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl。（2）組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，不含氫鍵的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，

熔沸點越高。如：O2>N2，HI>HBr>HCl。7、分子晶體熔沸點的比較（3）相對分子質(zhì)量相等或相近，分子極性越大，范德華力越大，熔沸點越高，如CO>N2。（4）烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機(jī)物一般隨分子中碳原子數(shù)的增加，熔、沸點升高，如C2H6>CH4,C2H5CI>CH3CI,CH3COOH>HCOOH。（5）在烷烴的同分異構(gòu)體中，一般來說，支鏈數(shù)越多，熔沸點越低。如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷；芳香化合物苯環(huán)上的同分異構(gòu)體一般按照“鄰位>間位>對位”的順序。分子晶體的定義分子晶體典型的分子晶體分子晶體的物理性質(zhì)分子晶體的結(jié)構(gòu)特征分子晶體的判斷方法分子晶體熔沸點高低的判斷課堂小結(jié)1、判斷正誤(1)分子晶體中一定含有分子間作用力，不一定含有化學(xué)鍵。(

)(2)分子晶體熔化時,只破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。(

)(3)冰融化和干冰升華破壞的作用力完全相同。(

)(4)干冰晶體中只存在范德華力不存在氫鍵，一個分子周圍有12個緊鄰分子。(

)(5)冰晶體中,每個水分子周圍只有4個緊鄰的分子，1mol冰中含有1mol氫鍵。(

)√√×√×【隨堂練習(xí)】

2、下列有關(guān)分子晶體的說法中一定正確的(

)A、分子內(nèi)均存在共價鍵

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B3、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、Cu

B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、SiO2、P2O5

D．CCl4、H2O、Na2O2B4、下列性質(zhì)符合分子晶體性質(zhì)的是(

)A、熔點為1070℃,易溶于水,水溶液導(dǎo)電B、熔點為3500℃,不導(dǎo)電,質(zhì)硬,難溶于水和有機(jī)溶劑C、能溶于CS2,熔點為113℃,沸點為445℃D、熔點為97.81℃,質(zhì)軟,導(dǎo)電,密度為0.97g·cm-3C5、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,每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子C、干冰比冰的熔點低得多,常壓下易升華D、干冰中CO2分子間只存在范德華力,不存在氫鍵,一個分子周圍有12個緊鄰的分子A6、(1)比較下列化合物熔、沸點的高低(填“>”或“<”)。

①CO2________SO2

②NH3________PH3

③O3________O2

④Ne________Ar

⑤CH3CH2OH________CH3OH

⑥CO____