3.2.1+分子晶体++课件+【知识精讲精研】高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二节

分子晶体与共价晶体

第1课时

分子晶体人教版（2019）化学选择性必修二第三章晶体结构与性质1.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体,并能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。2.能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体,理解分子晶体中微粒的堆积模型,并能用均摊法对晶胞进行分析。从组成粒子和粒子间相互作用的角度分析以下四种晶体结构的共同特点是什么？碘（I2）干冰（CO2）

碳60（C60）

冰（H2O）都由分子构成，粒子间存在分子间作用力。分子晶体只含分子的晶体称为分子晶体。1、定义都是分子晶体分子晶体构成粒子分子粒子间的作用力分子间作用力分子内各原子间共价键范德华力氢键2、常见的典型分子晶体物质类别举例所有

.部分

.部分

.几乎所有的

.绝大多数有机物H2O、H2S、NH3、CH4、HXX2

、O2、H2、S8、N2、P4、C60、稀有气体CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖非金属氢化物非金属单质非金属氧化物酸分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。晶体或固体熔融状态不导电。（熔融时不破坏化学键）分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。分子晶体氧气氮气白磷水熔点/℃-218.3-210.144.20分子晶体硫化氢甲烷乙酸尿素熔点/℃-85.6-18216.6132.7原因：分子间作用力很弱3、分子晶体的物理性质利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征，每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2？xyz1234xyzxyxyzz1423123412个4、分子晶体的结构特征(1)分子密堆积分子间作用力只是范德华力，以1个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积(面心立方体)。简化图如C60、干冰、I2、O2C60晶胞图利用冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征，每个H2O周围有几个紧密相邻的H2O？冰的晶体结构冰中的一个水分子每个H2O周围紧密相邻的H2O只有4个(2)分子非密堆积分子间的主要作用力是氢键(当然存在范德华力)，以1个分子为中心，周围有4个相邻分子，即分子非密堆积结构。冰中１个水分子周围有４个水分子冰的结构如冰、HF、NH3

思考1.为什么冰的密度比水小？由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一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，其密度比液态水小。思考2.为什么水在4℃时的密度最大?0-4℃时，当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大。超过4℃时，温度升高，水分子热运动速度加快，使得分子的平均距离加大，密度减小。问题1：与干冰相比,同为分子晶体,为什么冰中水分子紧密相邻的分子数减少?因为冰中水分子间的作用主要是氢键,氢键具有方向性,每个水分子通过氧原子的两对孤电子对和两个氢原子形成四面体结构,沿着四面体的顶点方向与周围四个水分子形成氢键,造成冰晶体中水分子的空间利用率不高,紧密相邻的分子数减少。问题2：结合上述冰与干冰的结构差异性,为什么干冰的熔、沸点比冰的低而密度却比冰的大?①由于冰中除了范德华力外还有氢键作用,破坏分子间作用力较难,所以熔、沸点比干冰的高;由于水分子间氢键的方向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体中有相当大的空隙,所以相同状况下冰的体积较大,并且由于CO2的相对分子质量>H2O的相对分子质量,所以干冰的密度大。分子晶体的结构特点1.分子晶体的基本构成微粒是分子,分子之间普遍存在的作用力是范德华力,个别晶体中分子间还含氢键,如冰中。2.只存在范德华力的晶体,晶体中分子采取密堆积,晶胞中每一个分子周围一般有12个分子紧邻。含有氢键的晶体,由于氢键的方向性,晶体中分子之间不满足密堆积,空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以密度会减小,但是熔、沸点往往会升高,如HF、NH3、冰等。5、分子晶体的判断方法①依据物质的类别判断组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。②依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断③依据物质的性质判断问题1:结合表一中的已知数据,思考影响三种分子晶体熔、沸点高低的因素是什么?表一几种分子晶体的熔、沸点分子晶体熔点/℃沸点/℃CF4-183.6-128CCl4-22.976.7CBr490190.5结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,晶体熔、沸点越高。问题2:根据表二中的数据信息,你认为属于分子晶体的是哪些物质?说明判断的理由。表二几种氯化物的熔、沸点氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔点/℃801712190-68782沸点/升华)571600属于分子晶体的是AlCl3、SiCl4。由于由分子构成的晶体,分子与分子之间以分子间作用力相互作用,而分子间作用力较小,克服分子间作用力所需能量较低,故分子晶体的熔、沸点较低,表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔、沸点较高,很明显不属于分子晶体,AlCl3、SiCl4的熔、沸点较低,应为分子晶体。6、分子晶体熔、沸点高低的判断①组成和结构相似的物质，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。②相对分子质量相等或相近，极性分子的范德华力大，熔沸点高。③含有分子间氢键的分子晶体，熔沸点较高。O2

N2HI

HBr

HCl>>>CO

N2>H2O

H2Te

H2Se

H2SHF

HClNH3

PH3>>>>>⑤烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加,熔、沸点升高,④在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低。芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照“邻位>间位>对位”的顺序。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷；C2H6

CH4

C2H5ClCH3ClCH3COOH

HCOOH>>>1.判断下列说法是否正确:(1)组成分子晶体的微粒是分子,在分子晶体中一定存在共价键和分子间作用力。(

)(2)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体。(

)(3)干冰晶体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。(

)(4)冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的分子,1mol冰中含有1mol氢键。(

)✓×××2.如图为干冰的晶胞结构示意图。(1)通过观察,有

种取向不同的CO2分子。将CO2分子视作质点,设晶胞边长为apm,则紧邻的两个CO2分子的距离为

pm。

(2)其密度ρ为

(1pm=10-10cm,设N