3.2.1 分子晶體 課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

高中化學(xué)選擇性必修2(第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)

分子晶體與共價(jià)晶體

通過前面對(duì)于晶體與非晶體的學(xué)習(xí)，我們知道：雪花、食鹽以及金剛石都是晶體。雪花食鹽鉆石思考：那么，這些晶體有什么不同呢？高中化學(xué)選擇性必修2(雪花食鹽鉆石由H2O分子構(gòu)成由Na+和Cl-構(gòu)成由C原子構(gòu)成分子間作用力靜電作用力共用電子對(duì)分子晶體離子晶體共價(jià)晶體高中化學(xué)選擇性必修2(【思考與討論】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）組成粒子都是分子。粒子之間都以分子間作用力相互吸引高中化學(xué)選擇性必修2(

第1課時(shí)分子晶體高中化學(xué)選擇性必修2(1.以干冰、冰為例理解分子晶體的密堆積和非密堆積。2.理解分子晶體的物理性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.能夠比較常見分子晶體的熔沸點(diǎn)。[任務(wù)一]認(rèn)識(shí)分子晶體1、概念：只含分子的晶體叫做分子晶體。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2、分子晶體中的粒子與粒子間的相互作用所有分子晶體中是否均存在化學(xué)鍵？為什么？否，稀有氣體是單原子分子，無化學(xué)鍵，只有分子間作用力（稀有氣體除外）高中化學(xué)選擇性必修2(分析表中數(shù)據(jù)，結(jié)合已學(xué)知識(shí)，歸納分子晶體的物理性質(zhì)，并說明原因。分子晶體O2N2P4H2OH2SCH4CH3COOH尿素熔點(diǎn)/℃-218.3-210.144.20-85.6-18216.6132.71、較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)2、較小的硬度（多數(shù)分子晶體在常溫時(shí)為氣態(tài)或液態(tài)）原因：分子間作用力很弱[強(qiáng)調(diào)]分子晶體在熔化時(shí)，只破壞分子間作用力而不破壞化學(xué)鍵。高中化學(xué)選擇性必修2(3、分子晶體的物理性質(zhì)(1)分子晶體具有較低的熔、沸點(diǎn)和較小的硬度。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、紅磷等)，且硬度較小。高中化學(xué)選擇性必修2((2)分子晶體不導(dǎo)電。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。(3)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律，即極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。H2O是極性溶劑，SO2、H2S、HBr等都是極性分子，它們?cè)谒械娜芙舛缺萅2、O2、CH4等非極性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非極性溶劑，則Br2、I2等非極性分子易溶于其中，而水則不溶于苯和CCl4中。高中化學(xué)選擇性必修2(4,分子晶體熔沸點(diǎn)的比較

分子間作用力的大小決定了分子晶體的熔沸點(diǎn)高低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。

如：O2

N2，HI

HBr

HCl。>>>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，

如CO

N2>③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

NH3

PH3

>>>>>高中化學(xué)選擇性必修2(5、常見的典型分子晶體(1)部分非金屬單質(zhì)：X2、O2、H2、S8、P4、C60(4)部分非金屬氧化物:CO2、SO2、NO2……(5)幾乎所有的酸：

H2SO4、HNO3、H3PO4(6)絕大多數(shù)有機(jī)物：乙醇、冰醋酸、蔗糖……(2)稀有氣體：(3)所有非金屬氫化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX……(除SiO2等）(除B、Si、Ge等的單質(zhì)、金剛石等)共價(jià)化合物

共價(jià)化合物

共大部分物

高中化學(xué)選擇性必修2(練1、下列屬于分子晶體性質(zhì)的是（）A.熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B.能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃C.熔點(diǎn)1400℃，可做半導(dǎo)體材料，難溶于水D.熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g·cm-3分子晶體的主要性質(zhì)有：熔沸點(diǎn)低，硬度小，極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑，晶體固態(tài)和熔化時(shí)均不導(dǎo)電?！痢痢痢藼高中化學(xué)選擇性必修2(2．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、C10H8

B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、金剛石、P2O5 D．CCl4、H2O、Na2O2B3．下列有關(guān)分子晶體的說法中一定正確的(

)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B

高中化學(xué)選擇性必修2(練4.(1)比較下列化合物熔、沸點(diǎn)的高低(填“>”或“<”)。①CO2__SO2②NH3___PH3③O3__O2④Ne__Ar⑤CH3CH2OH___CH3OH⑥CO___N2(2)已知AlCl3的熔點(diǎn)為190℃(2.02×105Pa)，但它在180℃即開始升華。請(qǐng)回答：①AlCl3固體是________晶體。②設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的實(shí)驗(yàn)，判斷氯化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是_____________________________________。<>>>><分子在熔融狀態(tài)下，試驗(yàn)其是否導(dǎo)電，若不導(dǎo)電是共價(jià)化合物，若導(dǎo)電是離子化合物高中化學(xué)選擇性必修2(干冰晶體結(jié)構(gòu)下圖中，每個(gè)干冰晶胞中有多少個(gè)CO2分子？[任務(wù)二]分子晶體結(jié)構(gòu)特征CO2分子數(shù)=8×

＋6×=42181高中化學(xué)選擇性必修2(干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖中心CO2分子干冰晶體中，CO2的配位數(shù)是12在干冰晶體中，每個(gè)CO2周圍有幾個(gè)緊密相鄰的CO2?高中化學(xué)選擇性必修2(干冰晶胞12個(gè)在干冰晶體中，每個(gè)CO2周圍有幾個(gè)緊密相鄰的CO2?高中化學(xué)選擇性必修2(大多數(shù)分子晶體中，如果分子間作用力只是范德華力(無分子間氫鍵),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：C60、干冰、I2、O2。（1）只有范德華力→分子密堆積高中化學(xué)選擇性必修2(碘晶體晶胞晶胞模型面心立方密堆積分子晶體的分子周圍與其緊鄰且等距的分子都是12個(gè)高中化學(xué)選擇性必修2(干冰在干冰晶體中，CO2分子在范德華力作用下，以密堆積方式排列成面心立方結(jié)構(gòu)：8個(gè)CO2分子分別位于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，6個(gè)CO2分子位于立方體的6個(gè)面心。每個(gè)CO2分子周圍，離該分子最近且距離相等的CO2分子共12個(gè)，分別分布于3個(gè)相互垂直的平面上，每個(gè)平面上有4個(gè)。干冰晶體結(jié)構(gòu)高中化學(xué)選擇性必修2(（1）干冰中的CO2分子間只存在范德華力，不存在氫鍵。（2）每個(gè)晶胞中均攤4個(gè)CO2分子,含有12個(gè)原子。（3）每個(gè)CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子數(shù)為12個(gè)。（4）干冰在常壓下極易升華，在工業(yè)上廣泛用作制冷劑。高中化學(xué)選擇性必修2(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？冰晶胞4個(gè)

因?yàn)樗肿娱g除范德華力還存在氫鍵，氫鍵具有方向性和飽和性，每個(gè)水分子都與4個(gè)相鄰的水分子相互吸引，構(gòu)成四面體。高中化學(xué)選擇性必修2(（2）存在氫鍵氫鍵具有方向性每個(gè)H2O周圍緊密相鄰的H2O只有4個(gè)高中化學(xué)選擇性必修2(（2）非密堆積若分子間的主要作用力是氫鍵，由于氫鍵具有方向性，使得晶體中分子的空間利用率降低，留有相當(dāng)大的空隙，這種晶體不具有分子密堆積特征。如HF、NH3、冰冰的結(jié)構(gòu)氫鍵有方向性高中化學(xué)選擇性必修2(冰由于水分子中O原子采取sp3雜化，因此成鍵電子對(duì)與孤對(duì)電子之間有特定的伸展方向，所以分子間氫鍵的形成也有特定的方向和數(shù)目。每個(gè)H2O分子只能通過氫鍵與4個(gè)H2O直接相鄰排列。每個(gè)氧原子周圍都有4個(gè)氫原子，其中2個(gè)氫原子是通過共價(jià)鍵結(jié)合，距離較近，另外2個(gè)氫原子通過氫鍵結(jié)合，距離較遠(yuǎn)，因此冰晶體中每個(gè)水分子均在氫鍵的作用下形成以它為中心其他4個(gè)水分子為頂點(diǎn)的變形四面體結(jié)構(gòu)。冰的結(jié)構(gòu)高中化學(xué)選擇性必修2(冰晶體冰的結(jié)構(gòu)冰中，H2O的配位數(shù)是4①水分子之間的作用力有

,但主要是

。②由于氫鍵具有

,使四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂點(diǎn)的

個(gè)相鄰的水分子相互吸引。范德華力、氫鍵氫鍵方向性4③分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol“氫鍵”高中化學(xué)選擇性必修2(堆積方式微粒間作用力空間特點(diǎn)舉例分子密堆積范德華力通常每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子C60、干冰、I2、O2分子非密堆積范德華力和氫鍵每個(gè)分子周圍緊鄰的分子小于12個(gè)HF、NH3、冰總結(jié)：分子晶體的結(jié)構(gòu)特征高中化學(xué)選擇性必修2(1.干冰的密度比冰大的原因？冰：非密堆積干冰：密堆積由于干冰中的CO2之間只存在范德華力，一個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰分子，而水同時(shí)存在分子間氫鍵，空間利用率降低，故CO2的密度比冰的高?！舅伎寂c討論】高中化學(xué)選擇性必修2(2.為什么冰的熔點(diǎn)比干冰的熔點(diǎn)高得多？由于干冰中的CO2之間只存在范德華力，一個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰分子，密度比冰的高。水存在分子間氫鍵，CO2之間只存在范德華力，干冰的熔沸點(diǎn)比冰低。干冰常壓下極易升華。因此，干冰在工業(yè)上廣泛用作制冷劑。高中化學(xué)選擇性必修2(3.結(jié)合冰的結(jié)構(gòu)解釋，為何水凝結(jié)成冰后密度減??？在冰