2024-2025学年高中化学3.4分子间作用力分子晶体第2课时教案苏教版选择性必修2

3.4分子间作用力分子晶体(第2课时)一、核心素养发展目标1、能描述典型分子晶体的结构特点，区分共价晶体和分子晶体；2、熟悉分子晶体的结构及性质；3、了解石墨晶体的结构及晶体的共性和特性。二、教学重点及难点重点分子晶体的结构及性质难点石墨晶体的结构及晶体的共性和特性三、教学方法讲授法、探讨法四、教学工具PPT、视频五、教学过程【展示】雪花和干冰固体的图片。【讲解并描述】分子晶体是分子通过分子间作用力构成的固态物质。以共价键结合的物质，除金刚石、晶体硅、二氧化硅等空间网状结构的物质属于共价晶体外，其他多数非金属单质（如H2、Cl2、N2等）、非金属元素组成的无机化合物（如H2O、HCl、CO2等）以及大多数有机化合物在低温下形成的晶体都属于分子晶体。典型的分子晶体【讲解并描述】（1）全部非金属氢化物：H2S、NH3、CH4、HX等（2）部分非金属单质:O2、H2、X2、P4、C60、稀有气体等（3）部分非金属氧化物:CO2、SO2、NO2、P4O6、P5O10等（4）几乎全部的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等（5）绝大多数有机化合物的晶体：乙醇、冰醋酸、蔗糖等【展示】碘、干冰、碳60、冰晶胞图片【问】总结分子晶体的粒子和相互作用力【生】组成粒子：分子相互作用力：分子内：共价键；分子间：分子间作用力【讲解并描述】分子晶体只含有分子。典型的分子晶体【展示】干冰分子晶体的结构模型图片。固态干冰是典型的分子晶体。独立存在的CO2分子占据着立方体的8个顶角和6个面的中心位置。【问】每个晶胞含几个CO2分子？【生】每个晶胞中均摊4个CO2分子,含有12个原子。【问】思索：每个CO2四周有几个紧密相邻的CO2？【展示】二氧化碳晶胞计算的动画过程【生】4面心+4面心+4边角=12个分子【讲解并描述】若分子间作用力只有范德华力,如干冰，即每个分子四周有12个紧邻的分子。【展示】冰的晶体结构图片【讲解并描述】水分子之间的作用力有范德华力、氢键,但主要是氢键。【问】思索：每个H2O四周有几个紧密相邻的H2O？【生】由于氢键具有方向性,使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的4个相邻的水分子相互吸引。【讲解并描述】若分子间还含有其他作用力,如氢键,则每个分子四周紧邻的分子要少于12个。分子晶体的特性【展示】某些分子晶体的熔点表格【生】1、分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。【讲解并描述】分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等)，且硬度较小。【问】分子晶体是否导电？【生】不愿定。【讲解并描述】分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。分子晶体熔、沸点凹凸的推断方法【讲解并描述】①少数含氢键的分子晶体，比一般的分子晶体的熔点高。如含有H—F、H—O、H—N等共价键的分子间可以形成氢键，所以HF、H2O、NH3、醇、氨基酸、糖等物质的熔点相对较高。②组成和结构相像，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔点慢慢上升。例如，常温下Cl2为气态，Br2为液态，而I2为固态，CO2为气态，CS2为液态。③有机物中组成和结构相像且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间的相互作用力越弱，熔、沸点越低。如熔、沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。二、混合晶体【展示】金刚石和石墨的结构模型图片【讲解并描述】石墨和金刚石是碳的两种同素异形体。金刚石属于共价晶体，金刚石中每个碳原子以共价键与紧邻的四个碳原子形成三维网状结构。【展示】石墨的结构视频【讲解并描述】石墨晶体形成二维网状结构，层内每个碳原子以共价键与四周的三个碳原子结合，层间为分子间作用力，因此石墨晶体是一种混合晶体。在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成六元环层。碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用了3个价电子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的2p轨道上。层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子的p轨道相互重叠，形成大π键。石墨性质【展示】石墨的电子云图片【讲解并描述】1、石墨具有导电性，具有确定的方向性。石墨层内碳原子的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，因而石墨具有导电性。但由于相邻碳原子层之间相隔较远，电子不能从一层跳动到另一层，因此石墨的导电性具有确定的方向性。【展示】铅笔图片2、石墨质软，具有具有良好的润滑性。由于石墨晶体层间是以分子间作用力相结合的，在外力的作用下，石墨晶体中层与层之间发生相对滑动，很简洁变形，具有良好的润滑性。三、晶体的共性与特性【展示】四种类型的典型晶体的晶胞1、晶体的共性【讲解并描述】晶体内部结构均是由原子、离子或分子按周期性规律重复排列组成的。晶体物质各个部分的宏观性质总是相同的，例如具有相同的密度、相同的化学组成等；晶体总能自发地形成多面体外形；晶体都具有确定的熔点。晶体类型离子晶体分子晶体共价晶体金属晶体微粒阴、阳离子分子原子金属阳离子自由电子作用力离子键分子间作用力共价键金属键硬度较大较小较大较大熔沸点较高低较高较高导电性溶于水或熔融态下均导电熔融态不导电不导电导电典型实例NaOH、AgCl、Na2O等HCl、Cl2、CO2、He、P4、S等金刚石、碳化硅、刚玉、晶体硅等金属、合金2、晶体的特性【课堂小结】师生一起回顾和总结。【课堂练习】1.下列各组物质各自形成的晶体中,均属于分子晶体的化合物是()A.NH3、HD、C8H10 B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、SO3、C60 D.CCl4、Na2S、H2O2答案：B2．下列有关分子晶体的说法中确定正确的是()A．分子内均存在共价键B．分子间确定存在范德华力C．分子间确定存在氢键D．其结构确定为分子密积累答案：B3．下列有关冰和干冰的叙述不正确的是()A．干冰和冰都是由分子密积累形成的晶体B．冰晶体中每个水分子四周只有4个紧邻的水分子C．干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华D．干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子四周有12个紧邻的分子答案：A4、(1)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于________晶体。(2)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，如ClF3、BrF3，常