2024-2025學(xué)年高中化學(xué)3.4分子間作用力分子晶體第2課時(shí)教案蘇教版選擇性必修2

3.4分子間作用力分子晶體(第2課時(shí))一、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1、能描述典型分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，區(qū)分共價(jià)晶體和分子晶體；2、熟悉分子晶體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)；3、了解石墨晶體的結(jié)構(gòu)及晶體的共性和特性。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)分子晶體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)難點(diǎn)石墨晶體的結(jié)構(gòu)及晶體的共性和特性三、教學(xué)方法講授法、探討法四、教學(xué)工具PPT、視頻五、教學(xué)過(guò)程【展示】雪花和干冰固體的圖片。【講解并描述】分子晶體是分子通過(guò)分子間作用力構(gòu)成的固態(tài)物質(zhì)。以共價(jià)鍵結(jié)合的物質(zhì)，除金剛石、晶體硅、二氧化硅等空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)屬于共價(jià)晶體外，其他多數(shù)非金屬單質(zhì)（如H2、Cl2、N2等）、非金屬元素組成的無(wú)機(jī)化合物（如H2O、HCl、CO2等）以及大多數(shù)有機(jī)化合物在低溫下形成的晶體都屬于分子晶體。典型的分子晶體【講解并描述】（1）全部非金屬氫化物：H2S、NH3、CH4、HX等（2）部分非金屬單質(zhì):O2、H2、X2、P4、C60、稀有氣體等（3）部分非金屬氧化物:CO2、SO2、NO2、P4O6、P5O10等（4）幾乎全部的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等（5）絕大多數(shù)有機(jī)化合物的晶體：乙醇、冰醋酸、蔗糖等【展示】碘、干冰、碳60、冰晶胞圖片【問(wèn)】總結(jié)分子晶體的粒子和相互作用力【生】組成粒子：分子相互作用力：分子內(nèi)：共價(jià)鍵；分子間：分子間作用力【講解并描述】分子晶體只含有分子。典型的分子晶體【展示】干冰分子晶體的結(jié)構(gòu)模型圖片。固態(tài)干冰是典型的分子晶體。獨(dú)立存在的CO2分子占據(jù)著立方體的8個(gè)頂角和6個(gè)面的中心位置?！締?wèn)】每個(gè)晶胞含幾個(gè)CO2分子？【生】每個(gè)晶胞中均攤4個(gè)CO2分子,含有12個(gè)原子。【問(wèn)】思索：每個(gè)CO2四周有幾個(gè)緊密相鄰的CO2？【展示】二氧化碳晶胞計(jì)算的動(dòng)畫(huà)過(guò)程【生】4面心+4面心+4邊角=12個(gè)分子【講解并描述】若分子間作用力只有范德華力,如干冰，即每個(gè)分子四周有12個(gè)緊鄰的分子?！菊故尽勘木w結(jié)構(gòu)圖片【講解并描述】水分子之間的作用力有范德華力、氫鍵,但主要是氫鍵。【問(wèn)】思索：每個(gè)H2O四周有幾個(gè)緊密相鄰的H2O？【生】由于氫鍵具有方向性,使四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂點(diǎn)的4個(gè)相鄰的水分子相互吸引?！局v解并描述】若分子間還含有其他作用力,如氫鍵,則每個(gè)分子四周緊鄰的分子要少于12個(gè)。分子晶體的特性【展示】某些分子晶體的熔點(diǎn)表格【生】1、分子晶體具有較低的熔、沸點(diǎn)和較小的硬度。【講解并描述】分子晶體熔化時(shí)要破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點(diǎn)一般較低，部分分子晶體易升華(如干冰、碘、紅磷、萘等)，且硬度較小?！締?wèn)】分子晶體是否導(dǎo)電？【生】不愿定?！局v解并描述】分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由移動(dòng)的離子或自由電子，因而分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電。有些分子晶體的水溶液能導(dǎo)電，如HI、乙酸等。分子晶體熔、沸點(diǎn)凹凸的推斷方法【講解并描述】①少數(shù)含氫鍵的分子晶體，比一般的分子晶體的熔點(diǎn)高。如含有H—F、H—O、H—N等共價(jià)鍵的分子間可以形成氫鍵，所以HF、H2O、NH3、醇、氨基酸、糖等物質(zhì)的熔點(diǎn)相對(duì)較高。②組成和結(jié)構(gòu)相像，分子之間不含氫鍵而利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔點(diǎn)慢慢上升。例如，常溫下Cl2為氣態(tài)，Br2為液態(tài)，而I2為固態(tài)，CO2為氣態(tài)，CS2為液態(tài)。③有機(jī)物中組成和結(jié)構(gòu)相像且不存在氫鍵的同分異構(gòu)體，相對(duì)分子質(zhì)量相同，一般支鏈越多，分子間的相互作用力越弱，熔、沸點(diǎn)越低。如熔、沸點(diǎn)：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。二、混合晶體【展示】金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型圖片【講解并描述】石墨和金剛石是碳的兩種同素異形體。金剛石屬于共價(jià)晶體，金剛石中每個(gè)碳原子以共價(jià)鍵與緊鄰的四個(gè)碳原子形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?！菊故尽渴慕Y(jié)構(gòu)視頻【講解并描述】石墨晶體形成二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)每個(gè)碳原子以共價(jià)鍵與四周的三個(gè)碳原子結(jié)合，層間為分子間作用力，因此石墨晶體是一種混合晶體。在石墨的二維結(jié)構(gòu)平面內(nèi)，每個(gè)碳原子以C—C鍵與3個(gè)碳原子結(jié)合，形成六元環(huán)層。碳原子有4個(gè)價(jià)電子，而每個(gè)碳原子僅用了3個(gè)價(jià)電子形成共價(jià)鍵，還有1個(gè)電子處于碳原子的2p軌道上。層內(nèi)碳原子的這些p軌道相互平行，相鄰碳原子的p軌道相互重疊，形成大π鍵。石墨性質(zhì)【展示】石墨的電子云圖片【講解并描述】1、石墨具有導(dǎo)電性，具有確定的方向性。石墨層內(nèi)碳原子的p軌道中的電子可在整個(gè)層內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，可以沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，因而石墨具有導(dǎo)電性。但由于相鄰碳原子層之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一層跳動(dòng)到另一層，因此石墨的導(dǎo)電性具有確定的方向性?！菊故尽裤U筆圖片2、石墨質(zhì)軟，具有具有良好的潤(rùn)滑性。由于石墨晶體層間是以分子間作用力相結(jié)合的，在外力的作用下，石墨晶體中層與層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，很簡(jiǎn)潔變形，具有良好的潤(rùn)滑性。三、晶體的共性與特性【展示】四種類型的典型晶體的晶胞1、晶體的共性【講解并描述】晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)均是由原子、離子或分子按周期性規(guī)律重復(fù)排列組成的。晶體物質(zhì)各個(gè)部分的宏觀性質(zhì)總是相同的，例如具有相同的密度、相同的化學(xué)組成等；晶體總能自發(fā)地形成多面體外形；晶體都具有確定的熔點(diǎn)。晶體類型離子晶體分子晶體共價(jià)晶體金屬晶體微粒陰、陽(yáng)離子分子原子金屬陽(yáng)離子自由電子作用力離子鍵分子間作用力共價(jià)鍵金屬鍵硬度較大較小較大較大熔沸點(diǎn)較高低較高較高導(dǎo)電性溶于水或熔融態(tài)下均導(dǎo)電熔融態(tài)不導(dǎo)電不導(dǎo)電導(dǎo)電典型實(shí)例NaOH、AgCl、Na2O等HCl、Cl2、CO2、He、P4、S等金剛石、碳化硅、剛玉、晶體硅等金屬、合金2、晶體的特性【課堂小結(jié)】師生一起回顧和總結(jié)?！菊n堂練習(xí)】1.下列各組物質(zhì)各自形成的晶體中,均屬于分子晶體的化合物是()A.NH3、HD、C8H10 B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、SO3、C60 D.CCl4、Na2S、H2O2答案：B2．下列有關(guān)分子晶體的說(shuō)法中確定正確的是()A．分子內(nèi)均存在共價(jià)鍵B．分子間確定存在范德華力C．分子間確定存在氫鍵D．其結(jié)構(gòu)確定為分子密積累答案：B3．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積累形成的晶體B．冰晶體中每個(gè)水分子四周只有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．干冰中只存在范德華力不存在氫鍵，一個(gè)分子四周有12個(gè)緊鄰的分子答案：A4、(1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于________晶體。(2)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，如ClF3、BrF3，常