3-4-2-分子晶體(學生版)高二化學同步講義

第2課時分子晶體目標導航目標導航1．了解分子晶體的結(jié)構和特點。2．能區(qū)別分子晶體和共價晶體。知識精講知識精講知識點01分子晶體1．分子晶體(1)概念：分子通過________________構成的固態(tài)物質(zhì)，稱為分子晶體。(2)構成分子晶體的微粒是______，微粒間的作用力是________________。2．物理性質(zhì)(1)分子晶體由于以比較弱的________________相結(jié)合，因此一般熔點________，硬度________。(2)對組成和結(jié)構________，晶體中又不含氫鍵的物質(zhì)來說，隨著相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力________，熔、沸點________。但分子間存在氫鍵的晶體熔、沸點________。(3)熔融狀態(tài)________導電，如果共價化合物分子是電解質(zhì)，溶于水時________導電，如HCl、H2SO4等；如果能與水反應生成電解質(zhì)，其水溶液________導電，如NH3、CO2等。3．干冰分子晶體的結(jié)構特征(1)分子間作用力只有___________。(2)干冰晶體是一種___________結(jié)構，每個CO2分子周圍等距離且最近的CO2分子有_____個，即配位數(shù)為_____。(3)每個晶胞中含有CO2分子為____個。4．石墨晶體的結(jié)構與性質(zhì)(1)石墨晶體是一種________晶體，為___________結(jié)構。(2)層內(nèi)每一個碳原子以共價鍵與另外_____個碳原子結(jié)合，層間為________________。(3)層內(nèi)六邊形結(jié)構中，每一個六邊形中含有________個碳原子，________個碳碳鍵，碳原子與碳碳鍵鍵數(shù)之比為________。(4)每個碳原子有_____個價電子，每個碳原子用3個價電子形成σ鍵。還有1個電子處于碳原子的2p軌道上，層內(nèi)碳原子這些的2p軌道相互平行，相鄰碳原子的p軌道相互重疊，形成________鍵。這些p軌道中的電子可在整個層內(nèi)運動，當施加外加電場時，可以沿電場方向運動，因而石墨具有________性。(5)由于石墨晶體層間是以___________相結(jié)合，在外力作用下，石墨晶體的層與層之間發(fā)生相對滑動，具有________性。【即學即練1】下列說法中，正確的是()A．冰融化時，分子中H—O鍵發(fā)生斷裂B．共價晶體共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，熔點就越高C．分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子的熔沸點就越高D．分子晶體中，分子間作用力越大，則分子越穩(wěn)定【即學即練2】甲烷晶體的晶胞結(jié)構如圖所示，下列說法正確的是()A．甲烷晶胞中的球只代表1個C原子B．晶體中1個CH4分子中有12個緊鄰的CH4分子C．甲烷晶體熔化時需克服共價鍵D．1個CH4晶胞中含有8個CH4分子【即學即練3】某化學興趣小組在學習分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點，記錄如下：NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/℃801712190－68782沸點/℃14651418230571600根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，他們認為屬于分子晶體的是()A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4C．NaCl、CaCl2 D．全部知識點02晶體的共性與個性1．晶體概述___________、___________、___________和___________是最常見的晶體類型。但不論上述晶體顆粒的大小如何，晶體內(nèi)部結(jié)構均是由原子、離子或分子按周期性規(guī)律重復排列組成的。因此，在研究這些晶體類型時，我們均可通過研究能夠反映晶體結(jié)構特征的基本重復單位——________來進行。2．晶體的共性(1)晶體物質(zhì)各個部分的宏觀性質(zhì)總是________，例如具有相同的密度、相同的化學組成等。(2)晶體總能自發(fā)地形成________外形。(3)晶體都具有確定的________。3．晶體的個性(1)絕大多數(shù)金屬晶體是________的良導體，________性好。(2)食鹽為________晶體，質(zhì)脆，熔融狀態(tài)下_____導電。(3)金剛石為________晶體，無色透明、堅硬、質(zhì)脆，常溫下不導電。(4)干冰屬于_______晶體，只能在低溫下存在。4．幾種類型的晶體的結(jié)構與性質(zhì)晶體類型金屬晶體離子晶體共價晶體分子晶體結(jié)構構成微粒微粒間作用力性質(zhì)熔、沸點硬度導電性舉例【即學即練4】航天飛機表層的防熱瓦曾成為航天飛機能否安全著陸的制約因素，防熱瓦是以石墨材料為主要成分的十分疏松的泡沫陶瓷。下列有關說法合理的是()A．石墨成為該泡沫陶瓷主要成分的主要原因是石墨是共價晶體B．石墨成為該泡沫陶瓷主要成分的主要原因是石墨熔點很高C．石墨中碳碳鍵之間的夾角是109°28′D．C60也可代替石墨用作航天飛機表層的防熱瓦材料能力拓展能力拓展考法01分子晶體的物理性質(zhì)1．常見的分子晶體（1）所有非金屬氫化物，如H2O、NH3、CH4等。（2）多數(shù)非金屬單質(zhì)，如鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。（3）部分非金屬氧化物，如CO2、SO2、P2O5等。（4）幾乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H2SiO3等。（5）絕大多數(shù)有機物，如苯、乙醇、乙酸等（不包括有機鹽）。（6）稀有氣體。2．分子晶體的物理性質(zhì)（1）由于構成分子晶體的作用力是分子間作用力，作用力比化學鍵小，因此分子晶體的熔、沸點都較低。由分子構成的物質(zhì)，常溫下大多呈氣態(tài)或液態(tài)，固態(tài)分子一般熔點也比較低，加熱易熔化或升華。（2）分子晶體在固態(tài)和熔化態(tài)不導電。（3）由分子構成的物質(zhì)有的能溶于水，溶于水后能否導電，要分析溶于水后能夠產(chǎn)生可以自由移動的離子。性可能有以下情況：①單質(zhì)和非電解質(zhì)，溶于水不發(fā)生電離，不導電，如O2、乙醇、蔗糖等。②電解質(zhì)溶于水時發(fā)生部分電離或完全電離，能導電，如CH3COOH、HCl等。③溶于水時與水發(fā)生反應，生成了電解質(zhì)，能導電，如Cl2、CO2等。3．分子晶體的物理性質(zhì)比較分子晶體的物理性質(zhì)取決于分子間作用力的大小。（1）含有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常的高。（2）組成和結(jié)構相同的分子，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點越高。（3）含有氫鍵的物質(zhì)之間溶解度較大。（4）組成相似且相對分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子的電荷分布越不均勻，范德華力越大，其熔、沸點就越高，如熔、沸點：CO>N2。（5）在同分異構體中，一般來說，支鏈越多，熔、沸點就越低，如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷。【典例1】下列敘述正確的是()A．由分子構成的物質(zhì)其熔點一般較低B．分子晶體在熔化時，共價鍵被破壞C．分子晶體中分子間作用力越大，其化學性質(zhì)越穩(wěn)定D．物質(zhì)在溶于水的過程中，化學鍵一定會被破壞或改變考法024種類型晶體的熔、沸點高低比較1．4種類型晶體的熔、沸點4種類型的晶體的熔、沸點高低，取決于組成晶體的微粒間的作用力大小，粒子間的作用力越大，晶體的熔、沸點越高；粒子間的作用力越小，晶體的熔、沸點越低。一般共價晶體的熔、沸點最高，分子晶體的熔、沸點最低。離子晶體和金屬晶體要根據(jù)物質(zhì)構成粒子間的作用力大小判斷，但一般介于上述兩者之間。如SiO2>NaCl>干冰。有的離子晶體熔點很高，如MgO。有的金屬晶體的熔點很高，如W、Cr等，有的金屬晶體的熔點很低，如汞、Na、K等。2．同類晶體的熔沸點比較方法(1)離子晶體：一般地，化學組成、結(jié)構相似的晶體，離子所帶電荷越多、半徑越小，離子鍵越強，熔、沸點越高。如KF>KCl>KI；CaCl2>KCl。(2)共價晶體：共價晶體結(jié)構相似時，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，熔、沸點越高。如金剛石>碳化硅>晶體硅。(3)金屬晶體：金屬晶體的核電荷數(shù)越多，原子半徑越小，價電子數(shù)越多，則金屬鍵越強，熔、沸點越高。如Al>Mg>Na>K。一般合金的熔、沸點比其各成分金屬的熔、沸點低。(4)分子晶體：①分子晶體的熔沸點高、低由分子間作用力（氫鍵、范德華力）的強弱決定。比較分子晶體的熔、沸點，要先看是否有氫鍵形成，若形成分子間氫鍵，熔、沸點升高，若形成分子內(nèi)氫鍵，則熔、沸點降低。②對于分子晶體，組成和結(jié)構相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，晶體的熔、沸點越高。如CI4>CBr4>CCl4>CF4。③組成相似且相對分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子的電荷分布越不均勻，范德華力越大，其熔、沸點就越高，如熔、沸點：CO>N2。④在同分異構體中，一般來說，支鏈越多，熔、沸點就越低，如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷?！镜淅?】下列物質(zhì)的熔點高低順序，正確的是()A．金剛石>晶體硅>碳化硅 B．PH3<NH3C．K>Na D．NaF<NaCl<NaBr分層提分分層提分題組A基礎過關練1．下列說法正確的是（）A．冰和水晶都是分子晶體B．共價晶體一定是共價化合物C．某物質(zhì)固態(tài)時不導電但在熔融狀態(tài)下能導電，則該物質(zhì)中一定含有離子鍵 D．干冰是分子晶體，其溶于水生成碳酸的過程只需克服分子間作用力2．下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（）A．石英B．硫酸C．C60D．食鹽3．下列敘述正確的是（）A．離子化合物的熔點一定比共價化合物的熔點高B．稀有氣體原子序數(shù)越大沸點越低C．分子間作用力越弱，分子晶體的熔點越低D．同周期元素的原子半徑越小越易失去電子4．下列說法錯誤的是（）A．共價晶體中只存在非極性共價鍵B．分子晶體的狀態(tài)變化，只需克服分子間作用力C．金屬晶體通常具有導電、導熱和良好的延展性D．離子晶體在熔化狀態(tài)下能導電5．下列各組中的固態(tài)物質(zhì)熔化（或升華）時，克服的微粒間相互作用力屬于同種類型的是（）A．碘和碘化鈉B．金剛石和重晶石C．冰醋酸和硬脂酸甘油酯D．干冰和二氧化硅6．下列說法中正確的是()A．C60汽化和I2升華克服的作用力相同B．甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它們的熔點相近C．NaCl和HCl溶于水時，破壞的化學鍵都是離子鍵D．常溫下TiCl4是無色透明液體，熔點-23.2℃，沸點136.2℃，所以TiCl4屬于離子晶體7．下列結(jié)構示意圖所對應的晶體中，化學式為XY2且屬于分子晶體的是()8．根據(jù)表中給出的幾種物質(zhì)的熔、沸點數(shù)據(jù)，判斷下列有關說法中正確的是()MgCl2AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點/℃710190－682300沸點/℃1418183572500A．SiCl4是分子晶體B．單質(zhì)B一定是共價晶體C．MgCl2不一定是離子晶體D．AlCl3的沸點比熔點低，所以測量錯誤9．SiCl4的分子結(jié)構與CCl4類似，對其作出如下推斷:①SiCl4晶體是分子晶體；②常溫、常壓下SiCl4不是氣體；③SiCl4分子是由極性鍵構成的非極性分子；④SiCl4熔點高于CCl4。其中正確的是()A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．①②③④10．通常情況下，氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結(jié)構分別如圖所示：11．下列關于這些晶體結(jié)構和性質(zhì)的敘述不正確的是()A．同一主族的元素與另一相同元素所形成的化學式相似的物質(zhì)不一定具有相同的晶體結(jié)構B．氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結(jié)構，它們具有相似的物理性質(zhì)C．二氧化碳晶體是分子晶體，其中不僅存在分子間作用力，而且也存在共價鍵D．二氧化硅晶體熔化時破壞共價鍵12．有下列幾種晶體：A．水晶B．冰醋酸C．白磷D．金剛石E．晶體氬F．干冰。（1）屬于分子晶體的是________(填字母，下同)，直接由原子構成的分子晶體是________。（2）屬于共價晶體的化合物是________。（3）直接由原子構成的晶體是________。（4）受熱熔化時，化學鍵不發(fā)生變化的是________，需克服共價鍵的是________。13．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石:3550Li:181HF:-83NaCl硅晶體:1410Na:98HCl:-115KCl硼晶體:2300K:64HBr:-89RbCl二氧化硅:1732Rb:39HI:-51MgO:2800據(jù)此回答下列問題:(1)由表格可知，A組熔點普遍偏高，據(jù)此回答：①A組屬于________晶體，其熔化時克服的粒子間的作用力是________。

②硅的熔點低于二氧化硅，是由于___________________________。

③硼晶體的硬度與硅晶體相對比：________________________。

(2)B組晶體中存在的作用力是________，其共同的物理性質(zhì)是________(填序號)，可以用____________理論解釋。

①有金屬光澤②導電性③導熱性④延展性(3)C組中HF熔點反常是因為__________________________。

(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號)。

①硬度小 ②水溶液能導電③固體能導電 ④熔融狀態(tài)能導電(5)D組晶體中NaCl、KCl、RbCl的熔點由高到低的順序為________________________，MgO晶體的熔點高于三者，其原因解釋為______________________________________________。

題組B能力提升練1．據(jù)某科學雜志報道，國外有一研究發(fā)現(xiàn)了一種新的球形分子，它的分子式為C60Si60，其分子結(jié)構好似中國傳統(tǒng)工藝品“鏤雕”，經(jīng)測定其中包含C60，也有Si60結(jié)構。下列敘述正確的是（）A．該物質(zhì)有很高的熔點、很大的硬度B．該物質(zhì)形成的晶體屬分子晶體C．該物質(zhì)分子中Si60被包裹在C60里面D．該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為24002．經(jīng)X射線研究證明PCl5在固體時，由空間構型分別是正四面體和正八面體的兩種離子構成，下列關于PCl5的推斷正確的是（）A．PCl5固體是分子晶體B．PCl5晶體由PCleq\o\al(2+,3)和PCleq\o\al(2－,7)構成，且離子數(shù)目之比為1：1 C．PCl5晶體具有良好的導電性 D．PCl5晶體由PCleq\o\al(+,4)和PCleq\o\al(－,6)構成，且離子數(shù)目之比為1：13．如圖所示是某無機化合物的二聚分子，該分子中A、B兩種元素都是第三周期的元素，分子中所有原子的最外層電子數(shù)都達到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構。下列說法不正確的是（）A．該化合物的化學式可能是Al2Cl6 B．該化合物是離子化合物，在熔融狀態(tài)下能導電C．該化合物在固態(tài)時所形成的晶體是分子晶體D．該化合物中不存在離子鍵，也不含有非極性共價鍵4．據(jù)報道科研人員應用計算機模擬出結(jié)構類似C60的物質(zhì)N60。已知：①N60分子中每個氮原子均以N﹣N鍵結(jié)合三個N原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構；②N﹣N鍵的鍵能為167kJ?mol-1。請回答下列問題．（1）N60分子組成的晶體為晶體，其熔、沸點比N2（填“高”或“低”），原因是______________________________________________________。（2）1molN60分解成N2時________（填“吸收”或“放出”）的熱量是kJ（已知N≡N鍵的鍵能為942kJ?mol-1），表明穩(wěn)定性N60（填“＞”、“＜”或“＝”）N2。（3）由（2）列舉N60的用途（舉一種）。題組C培優(yōu)拔尖練1．在20世紀90年代末期，科學家發(fā)現(xiàn)并證明碳有新的單質(zhì)形態(tài)C60存在。后來人們又相繼得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世紀初，科學家又發(fā)現(xiàn)了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子，大大豐富了碳元素單質(zhì)的家族。下列有關說法錯誤的是()A．熔點比較：C60<C70<C90<金剛石B．已知C(石墨)===C(金剛石)ΔH>0，則金剛石不如石墨穩(wěn)定C．C60晶體結(jié)構如圖所示，每個C60分子周圍與它最近且等距離的C60分子有12個D．金剛石、C60、C70、管狀碳和洋蔥狀碳都不能與H2發(fā)生加成反應2．AB型物質(zhì)形成的晶體多種多樣，下列圖示結(jié)構中最有可能是分子晶體的是()A．①②③④ B．②③⑤⑥C．②③D．①④⑤⑥3．水是自然界中普遍存