分子晶体 混合晶体

1、第2课时分子晶体混合晶体【学习目标】熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。了解石墨晶体的结构，会比较不同类型的晶体熔、沸点。【新知导学】一、分子晶体干冰晶胞结构如图所示，观察分析其结构模型，回答下列问题:F冰晶胞构成干冰晶体的结构微粒，微粒间的相互作用力是。从结构模型可以看出：干冰晶体是一种结构一一每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相 等的CO2分子有 个。每个晶胞中有 个CO2分子。冰晶体的结构如下图所示，根据冰晶体的结构，回答下列问题：构成冰晶体的结构微粒，

2、微粒间的相互作用力是。在冰的晶体中，由于水分子之间存在有 性的氢键，迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 相邻水分子相互吸引，这样的排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。由以上分析可知：分子间通过构成的固态物质叫分子晶体。如：干冰、碘晶体、冰等。构成分子晶体的微粒。根据分子晶体的结构特征，推测其具有的物理特性：分子晶体中的微粒间是以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体，因此，分子晶体的熔、沸点，密度，硬度，较易熔化和挥发。【归纳总结】四种晶体物理性质的比较晶体类型金属晶体离子晶体分子晶体原子晶体定义金属原子通过金属键形成的晶体阴、阳离子通过离子键形成的晶体分子间通

3、过分子间作用力形成的晶体相邻原子间通过共价 键结合而形成的立体 网状结构的晶体结构基本微粒金属阳离子、自 由电子阴离子、阳离子分子原子微粒间作用力金属键离子键范德华力或范德华力与氢键共价键性质熔、沸点一般较高，但差异大较高较低高硬度一般较大，但差异大较大较小大延展性好脆差差导电性固态能导电熔融态或溶于水时能导电某些溶于水后能导电一般不导电，个别为半 导体溶解性不溶多数溶于水相似相溶不溶熔化时需克服的作用力金属键离子键范德华力或范德华力与氢键共价键物质类别金属单质和合金离子化合物多数的非金属单质和共价化合物少数的非金属单质和共价化合物典例K、Cu、MgNaCl、CsCl、CaF2干冰、冰、碘金刚

4、石、SiO2【活学活用】1 .根据下列性质判断所描述的物质可能属于分子晶体的是()熔点1070 r，易溶于水，水溶液能导电熔点1128C，沸点4446r，硬度很大熔点10.31C，液态不导电，水溶液能导电熔点97.81 C，质软，导电，密度0.97g-cm-32.水分子间可通过氢键彼此结合而形成(H2O)，在冰中n值为5,即每个水分子被其他4个水分子包围形成变形四面体，如图所示为(H2O)5单元，由无限个这样的四面体通过氢键构 成一个庞大的分子晶体，即冰。下列有关叙述正确的是()晅01mol冰中含有4mol氢键1mol冰中含有4X5mol氢键平均每个水分子只含有2个氢键d.平均每个水分子只含有

5、4个氢键二、混合晶体一石墨下面是石墨的二维平面结构、层状结构、层内的兀键结构示意图。一维平面结材制苫吾构圾内的丁键结拘回答下列问题：在石墨晶体中，每一个碳原子以三个键与另外三个碳原子相连。六个碳原子在一个平面上形成了 的环，伸展成，其中键长为142pm，属于原子晶体的键长范围，因此对于同一层来说，它 。在同一平面内的碳原子还各剩下一个p轨道，它们相互重叠，形 ，而这些p轨道中的电子可在整个层内运动，当施加电场时，可以沿电场方向运动，相当于金属晶体中 的，所以石墨能、，这正是的特征。石墨晶体中层与层之间相隔335pm，距离较大，是以 结合起来的，即层与层之间属于，但由于同平面上的碳原子间的结合很

6、强，共价键很难被破坏，所 以石墨的熔点很高，化学性质稳定。【归纳总结】石墨晶体中既存在共价键，还存在范德华力，不能简单地归属于任何一种晶体，所以石墨是 一种混合晶体。【活学活用】氮化硼（BN）晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有 层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构 如图所示：六力-相鼠化期立方稍航化面o鼠原子 丽原下列关于这两种晶体的说法中正确的是（）立方相氮化硼含有。键和n键，所以硬度大六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软两种晶体中都既有极性键又有非极性键D .两种晶体均为原子晶体在金刚石晶体中，碳原子数与化学键数之

7、比为。在石墨晶体中，平均每个最小 的碳原子环所拥有的化学键数为 个，该晶体中碳原子数与化学键之比为。已知，金刚石晶体与石墨晶体中的碳碳键长 相比较，d石墨Vd金刚石，则金刚石的熔点 （填 ”“ ”或“=”）石墨的熔点。【学习小结】概念：分子通过分子间作用力构成的固态物质构成微粒：分子分子晶体微粒间的相互作用力：分子间作用力作用力:分子内的相互作用：分子间各原子间以共价键相结合注意：稀有气体固态时形成分子晶体，微粒之间只存在分子间作用力，分子内不存在化学 键。分子晶体熔化、汽化时克服分子间作用力。分子晶体在固态、熔融态均不导电。【达标检测】2015年7月31日，中国获得2022年冬奥会主办权，这

8、将促进中国冰雪运动的发展。以 下关于冰的说法正确的是（）等质量的0C冰与0C的水内能相同冰和可燃冰都是结晶水合物冰和干冰的空间结构相似氢键影响冰晶体的体积大小 下列有关冰和干冰叙述不正确的是（）干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体冰是由范德华力和氢键形成的晶体，每个水分子周围有4个紧邻的水分子干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子 碳元素的一种单质的化学式为C68,则关于C68的叙述错误的是（）A.属分子晶体B.可溶于CC14C.固态可导电D.熔点高于C60 根据下列各物质的物理性质，判断其固态肯定不属于分子晶体的是（）漠化铝（无色晶体，

9、熔点98C，熔融态不导电）碳化铝（黄色晶体，熔点2200C，熔融态不导电）氟化铝（无色晶体，熔融时或溶于水时破坏了相同的作用力）五氟化帆（无色晶体，熔点19.5C，易溶于乙醇）A.B .C.D.最近发现一种由M、N两种原子构成的气态团簇分子，如图所示。实心球表示N原子， 空心球。表示M原子，则它的化学式为（）A. M4N4B. MNC. M14N13d. M4N5答案精析新知导学、 （1）CO2分子范德华力（2）面心立方12 4 （1）H2O分子 范德华力、氢键（2）方向4个 （1）分子间作用力 分子（2）较低 较小 较小活学活用C A项，熔点1 070 C,熔点高，不符合分子晶体的特点，故A

10、错误;B项，熔点1 128 C,沸点4 446 C，硬度很大，属于离子晶体或原子晶体或金属晶体的特点，分子晶体分子间 只存在分子间作用力，熔、沸点低，故B错误；C项，熔点10.31 C，熔点低，符合分子 晶体的熔点特点，液态不导电，只存在分子，水溶液能导电，溶于水后，分子被水分子离解 成自由移动的离子，如CH3coohch3c00- + h +，有自由移动的离子，就能导电，故C正确；D项，熔点97.81 C,质软、导电、密度0.97 g-cm_3,是金属钠的物理性质，金 属钠属于金属晶体，故D错误。C 由图可知，每个水分子（处于四面体的中心）与4个水分子（处于四面体的四个顶点） 形成四个氢键，

11、因为每个氢键都是由2个水分子共同形成的，所以每个水分子形成的氢键数 为 4乂2=2。二、（1）共价（2）正六边形层状结构原子晶体（3）大兀键自由电子导热导电金属晶 体（4）范德华力分子晶体活学活用B A项，由晶体结构可知，立方相氮化硼为空间网状结构，与金刚石类似，立方相氮 化硼中只含有共价单键，所以该化合物中含有。键，不存在n键，故A错误；B项，六方 相氮化硼具有层状结构，可作高温润滑剂，则熔点很高，能作润滑剂，则质地软，故B正 确；C项，两种晶体中均只有极性键，故C错误；D项，六方相氮化硼中存在共价键和分子 间作用力，与石墨类似属于混合晶体，故D错误。1 ： 2 3 2 : 3 解析 金刚石

12、晶体中每个碳原子平均拥有的化学键数为4X = 2,则碳原子数与化学键数之 比为1 ： 2。石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的碳原子数和化学键数分别为6x| =2和6x2 = 3，其比值为2 ： 3。达标检测D A项，0 C的冰熔化成0 C水，要吸收热量，内能增加，则0 C的冰的内能比等质 量的0 C的水的内能小。故A错误；B项，可燃冰”的化学式为CH48H2o，它是一种结晶 水合物，冰是水的固态形式，不是含有结晶水的物质，不属于水合物，姓错误；C项，冰 为V形，干冰为直线形，空间构型不相似，故C错误；D项，冰中的氢键比液态水中的强， 使得水分子排列得很规则，造成体积膨胀，所以氢键影响冰

13、晶体的体积大小，故D正确。A 干冰晶体中CO2分子间作用力只有范德华力，分子采取密堆积形式，一个分子周围 有12个紧邻的分子；冰晶体中水分子间除了范德华力还存在氢键，由于氢键具有方向性， 每个水分子周围有4个紧邻的水分子，采取非紧密堆积的方式，空间利用率小，因而密度小。干冰融化需克服范德华力，冰融化还需要克服氢键，由于氢键比范德华力大，所以干冰比冰 的熔点低得多。C A项，C68是一种分子晶体，故A正确；B项，C68是一种分子晶体、属于非极性分 子，难溶于水，易溶于CCl4,故B正确；C项，该分子晶体中无自由移动的电子，不能导电， 故C错误；D项，由于与C60的结构相似，但是它的相对分子质量大于C60,故熔点高于C60， 故D正确。C 溴化铝，无色晶体，熔点98 C，熔融态不导电，具有分子晶体的性质，属于分子 晶体，故不选；碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 C，熔融态不导电，应