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(jià)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(shí)分子晶體生活中常見(jiàn)的晶體分子間作用力分子晶體離子鍵離子晶體共價(jià)鍵共價(jià)晶體金屬鍵金屬晶體1、能辨識(shí)常見(jiàn)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(duì)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(jiàn)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(duì)晶胞進(jìn)行分析?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氫鍵對(duì)冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響【重點(diǎn)難點(diǎn)】【問(wèn)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(diǎn)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(shí)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(jià)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(diǎn)/℃－218.3－210.144.20分子晶體硫化氫甲烷乙酸尿素熔點(diǎn)/℃－85.6－18216.6132.74、分子晶體的物理特性思考1：請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析分子晶體的熔點(diǎn)有什么特點(diǎn)？分子晶體熔化時(shí)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(duì)化學(xué)鍵較弱。為什么分子晶體的熔點(diǎn)比較低？熔點(diǎn)較低思考2：溜冰時(shí)，冰面上常常容易留下劃痕，這說(shuō)明冰晶體的硬度較大還是較小？說(shuō)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(shí)沒(méi)有產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子，因此分子晶體一般不導(dǎo)電。熔點(diǎn)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(gè)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(gè)晶胞中有

個(gè)CO2分子，

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

個(gè)。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(gè)分子為中心，其周圍最多可以有12個(gè)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(gè)H2O周圍有幾個(gè)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(gè)H2O周圍只有

個(gè)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(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(shí)的密度最大？●【思考與討論】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。2、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？硫化氫晶體中分子之間只有范德華力，范德華力無(wú)飽和性與方向性，形成分子密堆積。因此，一個(gè)硫化氫分子周圍有12個(gè)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(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子形成氫鍵。因此，冰中一個(gè)水分子周圍只有4個(gè)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(diǎn)舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰性質(zhì)特點(diǎn)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(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)，空間利用率低熔、沸點(diǎn)低，密度大熔、沸點(diǎn)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(duì)心心對(duì)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(diǎn)低，在熔融狀態(tài)或固體時(shí)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(diǎn)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(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，

熔沸點(diǎn)越高。如：O2>N2，HI>HBr>HCl。7、分子晶體熔沸點(diǎn)的比較（3）相對(duì)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(diǎn)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(diǎn)升高，如C2H6>CH4,C2H5CI>CH3CI,CH3COOH>HCOOH。（5）在烷烴的同分異構(gòu)體中，一般來(lái)說(shuō)，支鏈數(shù)越多，熔沸點(diǎn)越低。如沸點(diǎn)：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(duì)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(diǎn)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(shí),只破壞分子間作用力，不破壞共價(jià)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(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰分子。(

)(5)冰晶體中,每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)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(shuō)法中一定正確的(

)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(diǎn)為1070℃,易溶于水,水溶液導(dǎo)電B、熔點(diǎn)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(diǎn)為113℃,沸點(diǎn)為445℃D、熔點(diǎn)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(gè)水分子周圍只有4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CO2分子間只存在范德華力,不存在氫鍵,一個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子A6、(1)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____