分子晶體　混合型晶體 學案 高二上學期化學蘇教版（2019）選擇性必修2

第2課時分子晶體混合型晶體［核心素養(yǎng)發(fā)展目標］1.能辨識常見的分子晶體，理解分子晶體中構成微粒之間的作用。2.理解分子晶體的結構特征，并能利用均攤法對晶胞進行計算。3.了解石墨晶體的結構，會比較不同類型晶體的熔、沸點。一、分子晶體1.概念及微粒間的作用（1）概念：分子通過構成的固態(tài)物質。

（2）微粒間的作用：分子晶體中相鄰分子之間以相互作用，分子內各原子間以_________結合（稀有氣體除外）。

2.分子晶體的物理特性分子晶體是微粒間以范德華力或范德華力和氫鍵而形成的晶體，因此，分子晶體的熔、沸點，硬度，較易熔化和揮發(fā)。

3.典型的分子晶體（1）所有，如水、硫化氫、氨、甲烷等。

（2）多數(shù)，如鹵素單質（X2）、O2、S8、N2、白磷（P4）、C60、稀有氣體等。

（3）部分，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。

（4）幾乎所有的，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。

（5）大多數(shù)，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。

1.正誤判斷（1）組成分子晶體的微粒是分子，在分子晶體中一定存在共價鍵和分子間的作用力（）（2）分子晶體熔化時一定破壞范德華力，有些分子晶體還會破壞氫鍵（）（3）分子晶體熔化或溶于水均不導電（）（4）分子晶體的熔、沸點越高，分子晶體中共價鍵的鍵能越大（）2.下列各組物質各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是（）A.NH3、HD、C10H18 B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、C60、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O23.下列分子晶體的熔、沸點由高到低的順序是（）①HCl②HBr③HI④CO⑤N2⑥H2A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①4.（2023·濟南高二檢測）（1）CO能與金屬Fe形成化合物Fe（CO）5，該化合物熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于晶體。

（2）F2與其他鹵素單質反應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、沸點比BrF3的（填“高”或“低”）。

5.如圖為干冰的晶體結構示意圖。（1）將CO2分子視作質點，設晶胞邊長為apm，則緊鄰的兩個CO2分子的距離為pm。

（2）在冰晶體中，水分子之間的主要作用力是，還有，由于該主要作用力與共價鍵一樣具有性，故1個水分子周圍只有個緊鄰的水分子，這些水分子位于的頂點。這種排列方式使冰晶體中水分子的空間利用率（填“較高”或“較低”），故冰的密度比水的密度要（填“大”或“小”）。

1.分子晶體的判斷方法（1）依據(jù)物質的類別判斷多數(shù)非金屬單質、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、大多數(shù)有機物都是分子晶體。（2）依據(jù)組成晶體的微粒及微粒間作用力判斷組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。（3）依據(jù)物質的性質判斷分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固態(tài)時均不導電。2.分子晶體熔、沸點高低的判斷（1）組成和結構相似，不含氫鍵的分子晶體，相對分子質量越大，范德華力越強，熔、沸點越高，如I2>Br2>Cl2>F2，HI>HBr>HCl。（2）組成和結構不相似的分子晶體（相對分子質量接近），分子的極性越大，熔、沸點越高，如CO>N2。（3）含有分子間氫鍵的分子晶體的熔、沸點反常升高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。（4）對于有機物中的同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>>。（5）烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨分子中碳原子數(shù)的增加，熔、沸點升高，如C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。二、混合型晶體——石墨晶體1.結構模型2.結構特點（1）層內，碳原子采取雜化，以相結合形成結構。所有碳原子未參與雜化的2p軌道相互平行且相互重疊，使2p軌道中的電子可在中運動，所以石墨具有導電性，但其導電性有一定的。

（2）層與層之間以相結合，在外力作用下，石墨晶體中層與層之間發(fā)生相對滑動而具有良好的潤滑性。

3.晶體類型石墨中既存在，又存在，同時具有類似金屬晶體的導電性，將這類晶體稱為混合型晶體。除石墨外，CaI2、CdI2、MgI2等晶體也屬于混合型晶體。

1.石墨晶體中，層內C—C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154pm，回答下列問題。（1）熔點：石墨（填“>”“<”或“=”）金剛石。

（2）石墨中C—C鍵的鍵長小于金剛石中C—C鍵的鍵長的原因：

。

2.石墨晶體的二維平面結構如圖所示，每個C原子參與個C—C鍵和個六元環(huán)的形成，而每個鍵被個C原子共用，故每一個六元環(huán)平均占有個C原子，C原子數(shù)與C—C鍵個數(shù)之比為。

1.2018年3月5日，《Nature》連刊兩文報道了21歲的中國留美博士曹原等研究人員制得了具有超導特性的雙層石墨烯新材料。以下對石墨烯的推測不正確的是（）A.石墨烯性質穩(wěn)定，不能在氧氣中燃燒B.石墨烯與石墨都具有導電性C.石墨烯與金剛石互為同素異形體D.石墨烯與石墨都具有較高的熔點2.（2024·黑龍江綏化一中高二檢測）下列有關石墨晶體的說法正確的是（）①石墨層內作用力為共價鍵，層間為分子間作用力②石墨是混合型晶體③石墨中的C為sp2雜化④石墨的熔、沸點都比金剛石的低⑤石墨中碳原子個數(shù)和C—C鍵個數(shù)之比為1∶3⑥石墨和金剛石的硬度相同⑦石墨的導電性只能沿石墨平面的方向A.全部 B.①②③⑦C.僅②③⑦ D.①②⑤⑦答案精析一、1.（1）分子間作用力（2）分子間作用力共價鍵2.較低較小3.（1）非金屬氫化物（2）非金屬單質（3）非金屬氧化物（4）酸（5）有機化合物應用體驗1.（1）×（2）√（3）×（4）×2.B［HD屬于分子晶體，但為單質，故A錯誤；PCl3、CO2、H2SO4均屬于分子晶體，且均為化合物，故B正確；C60屬于分子晶體，但為單質，故C錯誤；Na2S中含有離子鍵，不屬于分子晶體，故D錯誤。］3.C［結構和組成相似的分子晶體，相對分子質量越大，分子間的范德華力越大，分子晶體的熔、沸點越高，相對分子質量接近的分子，鍵的極性越強，熔、沸點越高。］4.（1）分子（2）低解析（1）由化合物熔點為253K，沸點為376K可知，其熔、沸點較低，所以為分子晶體。（2）組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，范德華力越大，熔、沸點越高，所以ClF3的熔、沸點比BrF3的低。5.（1）22a解析（1）根據(jù)CO2晶胞邊長為apm，緊鄰的兩個CO2分子的距離為面對角線的一半，即為a2+a22pm=22apm。（二、2.（1）sp2共價鍵六元環(huán)層整個碳原子平面方向性（2）范德華力3.共價鍵分子間作用力思考交流1.（1）>（2）金剛石中只存在C—C鍵間的σ鍵，而石墨中層內的C—C鍵間不僅存在σ鍵，還存在大π鍵，電子層重疊程度大，所以石墨中C—C鍵的鍵長短2.33222∶3應用體驗1.A［石墨烯是只由碳原子構成的單質，能在氧氣中燃燒，A項錯誤；石墨烯具有超導特性，可以導電，石墨中含有自由電子，所以石墨也可以導電，B項正確；石墨