高中化學：3.2.1《分子晶體》課件(新人教版選修3).ppt

1、第二節(jié) 分子晶體,回顧: 1、什么叫晶體？什么叫非晶體？ 2、晶體與非晶體在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有什么差異？ 3、利用分攤法計算晶胞中粒子數(shù)目,交流討論,雪花、冰糖、食鹽、水晶這些固體是否屬于晶體？請說明理由。,碘晶體結(jié)構(gòu),干冰晶體結(jié)構(gòu),觀察與思考：下列兩種晶體有什么共同點？,一、分子晶體,構(gòu)成晶體的粒子是分子，粒子間以分子間作用力（范德華力，氫鍵）相互作用的晶體叫分子晶體。,1、概念：,2、組成微粒：,分子,3、粒子間作用力：,分子內(nèi)原子間以共價鍵結(jié)合，相鄰分子間靠分子間作用力或氫鍵相互吸引,結(jié)合表格和已有知識,分析:分子晶體有哪些物理特性？為什么?,思考與交流,4、物理特性：,(1)較低的熔點和沸

2、點，易升華；,注:分子間作用力越大,熔沸點越高(相對分子質(zhì)量,分子極性,氫鍵) 分子晶體熔化時一般只破壞分子間作用力,不破壞化學鍵,也有例外,如S8,分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間的作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化和汽化時需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點就越高。 因此，比較分子晶體的熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力（包括范力和氫鍵）的大小。,分子晶體熔、沸點高低的比較規(guī)律,（1）組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點越高。如：O2N2，HIHBrHCl。 （2）分子量相等或相近，極性分子的范德華力大，熔沸點高，如CON2 （3）含有氫鍵的，熔沸點較高。如H

3、2OH2TeH2SeH2S，HFHCl，NH3PH3 （4）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；芳香烴及其衍生物苯環(huán)上的同分異構(gòu)體一般按照“鄰位間位對位”的順序。,(2)較小的硬度；,(3)一般都是絕緣體，熔融狀態(tài)也不導電。有些在水溶液中可以導電.,原因：分子間作用力較弱,5、典型的分子晶體：,（1）所有非金屬氫化物：H2O，H2S，NH3， CH4，HX （2）部分非金屬單質(zhì):X2，O2，H2， S8， P4， C60 （3）部分非金屬氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 （4）幾乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3

4、PO4 （5）絕大多數(shù)有機物的晶體：乙醇，冰醋酸， 蔗糖,分子的密堆積,氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu),碳60的晶胞,分子的密堆積,（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個 ）,干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖,干冰晶體結(jié)構(gòu)模型,冰中個水分子周圍有個水分子,冰的結(jié)構(gòu),氫鍵具有方向性,分子的非密堆積,6、分子晶體結(jié)構(gòu)特征,（1）密堆積,有分子間氫鍵氫鍵具有方向性,使晶體中的空間利率不高,留有相當大的空隙.這種晶體不具有分子密堆積特征. 分子晶體的分子堆積要少于12個.如：HF 、NH3、冰（每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子）。,（2）非密堆積,只有范德華力，無分子間氫鍵分子密堆積。這類晶體每個分子周圍一般有12個緊

5、鄰的分子，如：C60、干冰 、I2、O2。,分子的密度取決于晶體的體積，取決于緊密堆積程度，分子晶體的緊密堆積由以下兩個因素決定：,（1）范德華力 （2）分子間氫鍵,歸納要點,思考1是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？ 思考2為什么冰融化為水時,密度增大？,不對，分子間氫鍵也是一種分子間作用力， 如冰中就同時存在著范德華力和氫鍵。,在冰晶體中,每個分子周圍只有4個緊鄰的水分子,由于水分子之間的主要作用力是氫鍵,氫鍵跟共價鍵一樣具有方向性,即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引,這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不變,留有相當大的空隙。當冰剛剛?cè)?/p>

6、化為液態(tài)水時,熱運動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體,水分子間的空隙減小,密度反而增大。,思考3為何干冰的熔沸點比冰低，密度卻比冰大？,由于冰中除了范德華力外還有氫鍵作用，破壞分子間作用力較難，所以熔沸點比干冰高。 由于分子間作用力特別是氫鍵的方向性，導致晶體中有相當大的空隙，所以相同狀況下體積較大 由于CO2分子的相對分子質(zhì)量H2O，所以干冰的密度大。,籠狀化合物,科學視野,天然氣水合物一種潛在的能源,天然氣水合物,c20bf.wrl,c60f.wrl,c70bf.wrl,c80f.wrl,許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這類水合物晶體的是19世紀初的英國化學家戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學式為Cl28

7、H20的水合物晶體。20世紀末，科學家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要氣體成分是甲烷， 因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰”,科學視野：天然氣水合物一種潛在的能源,小結(jié):,1、分子晶體：由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。 2、分子晶體特點：低熔點、升華、硬度很小等。 3、常見分子晶體分類：(1)所有非金屬氫化物 (2)部分非金屬單質(zhì)， (3)部分非金屬氧化物(4)幾乎所有的酸(而堿和鹽則是離子晶體 (5)絕大多數(shù)有機物的晶體。 晶體分子結(jié)構(gòu)特征 （）只有范德華力，無分子間氫鍵分子密堆積（每個分子周圍有12個緊

8、鄰的分子，如：C60、干冰 、I2、O2 （）有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征 （如：HF 、冰、NH3 ）,1、下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（） A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食鹽,C,練習,2、干冰氣化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是 A、分子內(nèi)共價鍵 B、分子間作用力 C、分子鍵距離 D、分子間的氫鍵,BC,3、冰醋酸固體中不存在的作用力是（ ） A、離子鍵 B、極性鍵 C、非極性鍵 D、范德華力,A,4、水分子間存在著氫鍵的作用，使水分子彼此結(jié)合而成（H2O）n。在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形的正四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體，其結(jié)構(gòu)如圖：試分析： 1mol 冰中有 mol氫鍵？ H2O的熔沸點比H2S高還是低？為什么？ 已知氫鍵也有方向性，試分析為什么冬季河水總是從水面上開始結(jié)冰？,2,氫鍵,由于氫鍵的方向性，使冰晶體中每個水分子與四面體頂點的4個分子相互吸引，形成空隙較大的網(wǎng)狀體，密度比水小，所以結(jié)的冰會浮在水面上,6.下列屬于分子晶體的是 （ ） A、CaO、NO、CO B、Cl2、H2O2、He C、CO2、SO2、MgCl2 D、CH4、NH3、NaOH,5. 下列性質(zhì)符合分子晶體的是（ ） A、熔點是1070 ，易溶于水，水溶液能導電。 B、熔點是10.31，液態(tài)不導電，水溶液能導電