3.2.1+分子晶體++課件+【知識(shí)精講精研】高二化學(xué)人教版（2019）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（2019）化學(xué)選擇性必修二第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.熟知分子晶體的概念、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及常見(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。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）都由分子構(gòu)成，粒子間存在分子間作用力。分子晶體只含分子的晶體稱為分子晶體。1、定義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)鍵范德華力氫鍵2、常見(jiàn)的典型分子晶體物質(zhì)類(lèi)別舉例所有

.部分

.部分

.幾乎所有的

.絕大多數(shù)有機(jī)物H2O、H2S、NH3、CH4、HXX2

、O2、H2、S8、N2、P4、C60、稀有氣體CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖非金屬氫化物非金屬單質(zhì)非金屬氧化物酸分子晶體具有較低的熔、沸點(diǎn)和較小的硬度。晶體或固體熔融狀態(tài)不導(dǎo)電。（熔融時(shí)不破壞化學(xué)鍵）分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律。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)/℃-85.6-18216.6132.7原因：分子間作用力很弱3、分子晶體的物理性質(zhì)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，每個(gè)CO2周?chē)袔讉€(gè)緊密相鄰的CO2？xyz1234xyzxyxyzz1423123412個(gè)4、分子晶體的結(jié)構(gòu)特征(1)分子密堆積分子間作用力只是范德華力，以1個(gè)分子為中心，其周?chē)疃嗫梢杂?2個(gè)緊鄰的分子，分子晶體的這一特征稱為分子密堆積(面心立方體)。簡(jiǎn)化圖如C60、干冰、I2、O2C60晶胞圖利用冰晶體的結(jié)構(gòu)模型認(rèn)識(shí)分子晶體的結(jié)構(gòu)特征，每個(gè)H2O周?chē)袔讉€(gè)緊密相鄰的H2O？冰的晶體結(jié)構(gòu)冰中的一個(gè)水分子每個(gè)H2O周?chē)o密相鄰的H2O只有4個(gè)(2)分子非密堆積分子間的主要作用力是氫鍵(當(dāng)然存在范德華力)，以1個(gè)分子為中心，周?chē)?個(gè)相鄰分子，即分子非密堆積結(jié)構(gòu)。冰中１個(gè)水分子周?chē)校磦€(gè)水分子冰的結(jié)構(gòu)如冰、HF、NH3

思考1.為什么冰的密度比水?。坑捎跉滏I的方向性，使冰晶體中每個(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)水小。思考2.為什么水在4℃時(shí)的密度最大?0-4℃時(shí)，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)，溫度升高，水分子熱運(yùn)動(dòng)速度加快，使得分子的平均距離加大，密度減小。問(wèn)題1：與干冰相比,同為分子晶體,為什么冰中水分子緊密相鄰的分子數(shù)減少?因?yàn)楸兴肿娱g的作用主要是氫鍵,氫鍵具有方向性,每個(gè)水分子通過(guò)氧原子的兩對(duì)孤電子對(duì)和兩個(gè)氫原子形成四面體結(jié)構(gòu),沿著四面體的頂點(diǎn)方向與周?chē)膫€(gè)水分子形成氫鍵,造成冰晶體中水分子的空間利用率不高,緊密相鄰的分子數(shù)減少。問(wèn)題2：結(jié)合上述冰與干冰的結(jié)構(gòu)差異性,為什么干冰的熔、沸點(diǎn)比冰的低而密度卻比冰的大?①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(diǎn)比干冰的高;由于水分子間氫鍵的方向性,導(dǎo)致冰晶體不具有分子密堆積特征,晶體中有相當(dāng)大的空隙,所以相同狀況下冰的體積較大,并且由于CO2的相對(duì)分子質(zhì)量>H2O的相對(duì)分子質(zhì)量,所以干冰的密度大。分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.分子晶體的基本構(gòu)成微粒是分子,分子之間普遍存在的作用力是范德華力,個(gè)別晶體中分子間還含氫鍵,如冰中。2.只存在范德華力的晶體,晶體中分子采取密堆積,晶胞中每一個(gè)分子周?chē)话阌?2個(gè)分子緊鄰。含有氫鍵的晶體,由于氫鍵的方向性,晶體中分子之間不滿足密堆積,空間利用率不高,留有相當(dāng)大的空隙,所以密度會(huì)減小,但是熔、沸點(diǎn)往往會(huì)升高,如HF、NH3、冰等。5、分子晶體的判斷方法①依據(jù)物質(zhì)的類(lèi)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。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。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。②依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用判斷③依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷問(wèn)題1:結(jié)合表一中的已知數(shù)據(jù),思考影響三種分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的因素是什么?表一幾種分子晶體的熔、沸點(diǎn)分子晶體熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃CF4-183.6-128CCl4-22.976.7CBr490190.5結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,晶體熔、沸點(diǎn)越高。問(wèn)題2:根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)信息,你認(rèn)為屬于分子晶體的是哪些物質(zhì)?說(shuō)明判斷的理由。表二幾種氯化物的熔、沸點(diǎn)氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點(diǎn)/℃801712190-68782沸點(diǎn)/升華)571600屬于分子晶體的是AlCl3、SiCl4。由于由分子構(gòu)成的晶體,分子與分子之間以分子間作用力相互作用,而分子間作用力較小,克服分子間作用力所需能量較低,故分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低,表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔、沸點(diǎn)較高,很明顯不屬于分子晶體,AlCl3、SiCl4的熔、沸點(diǎn)較低,應(yīng)為分子晶體。6、分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的判斷①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。②相對(duì)分子質(zhì)量相等或相近，極性分子的范德華力大，熔沸點(diǎn)高。③含有分子間氫鍵的分子晶體，熔沸點(diǎn)較高。O2

N2HI

HBr

HCl>>>CO

N2>H2O

H2Te

H2Se

H2SHF

HClNH3

PH3>>>>>⑤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,④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。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(duì)位”的順序。如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷；C2H6

CH4

C2H5ClCH3ClCH3COOH

HCOOH>>>1.判斷下列說(shuō)法是否正確:(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(jià)鍵和分子間作用力。(

)(2)干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體。(

)(3)干冰晶體中只存在范德華力不存在氫鍵,一個(gè)分子周?chē)?2個(gè)緊鄰的分子。(

)(4)冰晶體中,每個(gè)水分子周?chē)挥?個(gè)緊鄰的分子,1mol冰中含有1mol氫鍵。(

)?×××2.如圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。(1)通過(guò)觀察,有

種取向不同的CO2分子。將CO2分子視作質(zhì)點(diǎn),設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為apm,則緊鄰的兩個(gè)CO2分子的距離為

pm。

(2)其密度ρ為

(1pm=10-10cm,設(shè)N