3.2.1 分子晶体 课件高二化学人教版（2019）选择性必修2

高中化学选择性必修2(第三章晶体结构与性质第二节

分子晶体与共价晶体

通过前面对于晶体与非晶体的学习，我们知道：雪花、食盐以及金刚石都是晶体。雪花食盐钻石思考：那么，这些晶体有什么不同呢？高中化学选择性必修2(雪花食盐钻石由H2O分子构成由Na+和Cl-构成由C原子构成分子间作用力静电作用力共用电子对分子晶体离子晶体共价晶体高中化学选择性必修2(【思考与讨论】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）组成粒子都是分子。粒子之间都以分子间作用力相互吸引高中化学选择性必修2(

第1课时分子晶体高中化学选择性必修2(1.以干冰、冰为例理解分子晶体的密堆积和非密堆积。2.理解分子晶体的物理性质与其结构的关系。3.能够比较常见分子晶体的熔沸点。[任务一]认识分子晶体1、概念：只含分子的晶体叫做分子晶体。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2、分子晶体中的粒子与粒子间的相互作用所有分子晶体中是否均存在化学键？为什么？否，稀有气体是单原子分子，无化学键，只有分子间作用力（稀有气体除外）高中化学选择性必修2(分析表中数据，结合已学知识，归纳分子晶体的物理性质，并说明原因。分子晶体O2N2P4H2OH2SCH4CH3COOH尿素熔点/℃-218.3-210.144.20-85.6-18216.6132.71、较低的熔点和沸点2、较小的硬度（多数分子晶体在常温时为气态或液态）原因：分子间作用力很弱[强调]分子晶体在熔化时，只破坏分子间作用力而不破坏化学键。高中化学选择性必修2(3、分子晶体的物理性质(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。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、红磷等)，且硬度较小。高中化学选择性必修2((2)分子晶体不导电。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。(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。H2O是极性溶剂，SO2、H2S、HBr等都是极性分子，它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂，则Br2、I2等非极性分子易溶于其中，而水则不溶于苯和CCl4中。高中化学选择性必修2(4,分子晶体熔沸点的比较

分子间作用力的大小决定了分子晶体的熔沸点高低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。

如：O2

N2，HI

HBr

HCl。>>>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，

如CO

N2>③含有分子间氢键的分子晶体，熔沸点较高。如H2O

H2Te

H2Se

H2S，

HF

HCl

NH3

PH3

>>>>>高中化学选择性必修2(5、常见的典型分子晶体(1)部分非金属单质：X2、O2、H2、S8、P4、C60(4)部分非金属氧化物:CO2、SO2、NO2……(5)几乎所有的酸：

H2SO4、HNO3、H3PO4(6)绝大多数有机物：乙醇、冰醋酸、蔗糖……(2)稀有气体：(3)所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX……(除SiO2等）(除B、Si、Ge等的单质、金刚石等)共价化合物

共价化合物

共大部分物

高中化学选择性必修2(练1、下列属于分子晶体性质的是（）A.熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电B.能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃C.熔点1400℃，可做半导体材料，难溶于水D.熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g·cm-3分子晶体的主要性质有：熔沸点低，硬度小，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，晶体固态和熔化时均不导电。×××√B高中化学选择性必修2(2．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是(

)A．NH3、P4、C10H8

B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、金刚石、P2O5 D．CCl4、H2O、Na2O2B3．下列有关分子晶体的说法中一定正确的(

)A．分子内均存在共价键

B．分子间一定存在范德华力C．分子间一定存在氢键

D．其结构一定为分子密堆积B

高中化学选择性必修2(练4.(1)比较下列化合物熔、沸点的高低(填“>”或“<”)。①CO2__SO2②NH3___PH3③O3__O2④Ne__Ar⑤CH3CH2OH___CH3OH⑥CO___N2(2)已知AlCl3的熔点为190℃(2.02×105Pa)，但它在180℃即开始升华。请回答：①AlCl3固体是________晶体。②设计一个可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是_____________________________________。<>>>><分子在熔融状态下，试验其是否导电，若不导电是共价化合物，若导电是离子化合物高中化学选择性必修2(干冰晶体结构下图中，每个干冰晶胞中有多少个CO2分子？[任务二]分子晶体结构特征CO2分子数=8×

＋6×=42181高中化学选择性必修2(干冰的晶体结构图中心CO2分子干冰晶体中，CO2的配位数是12在干冰晶体中，每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?高中化学选择性必修2(干冰晶胞12个在干冰晶体中，每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?高中化学选择性必修2(大多数分子晶体中，如果分子间作用力只是范德华力(无分子间氢键),若以一个分子为中心，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。如：C60、干冰、I2、O2。（1）只有范德华力→分子密堆积高中化学选择性必修2(碘晶体晶胞晶胞模型面心立方密堆积分子晶体的分子周围与其紧邻且等距的分子都是12个高中化学选择性必修2(干冰在干冰晶体中，CO2分子在范德华力作用下，以密堆积方式排列成面心立方结构：8个CO2分子分别位于立方体的8个顶点，6个CO2分子位于立方体的6个面心。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子共12个，分别分布于3个相互垂直的平面上，每个平面上有4个。干冰晶体结构高中化学选择性必修2(（1）干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。（2）每个晶胞中均摊4个CO2分子,含有12个原子。（3）每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。（4）干冰在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂。高中化学选择性必修2(冰晶体中，每个H2O周围有几个紧密相邻的H2O？和干冰晶体一样吗？若不一样，可能的原因是什么？冰晶胞4个

因为水分子间除范德华力还存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，每个水分子都与4个相邻的水分子相互吸引，构成四面体。高中化学选择性必修2(（2）存在氢键氢键具有方向性每个H2O周围紧密相邻的H2O只有4个高中化学选择性必修2(（2）非密堆积若分子间的主要作用力是氢键，由于氢键具有方向性，使得晶体中分子的空间利用率降低，留有相当大的空隙，这种晶体不具有分子密堆积特征。如HF、NH3、冰冰的结构氢键有方向性高中化学选择性必修2(冰由于水分子中O原子采取sp3杂化，因此成键电子对与孤对电子之间有特定的伸展方向，所以分子间氢键的形成也有特定的方向和数目。每个H2O分子只能通过氢键与4个H2O直接相邻排列。每个氧原子周围都有4个氢原子，其中2个氢原子是通过共价键结合，距离较近，另外2个氢原子通过氢键结合，距离较远，因此冰晶体中每个水分子均在氢键的作用下形成以它为中心其他4个水分子为顶点的变形四面体结构。冰的结构高中化学选择性必修2(冰晶体冰的结构冰中，H2O的配位数是4①水分子之间的作用力有

,但主要是

。②由于氢键具有

,使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的

个相邻的水分子相互吸引。范德华力、氢键氢键方向性4③分子以氢键相连接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol“氢键”高中化学选择性必修2(堆积方式微粒间作用力空间特点举例分子密堆积范德华力通常每个分子周围有12个紧邻的分子C60、干冰、I2、O2分子非密堆积范德华力和氢键每个分子周围紧邻的分子小于12个HF、NH3、冰总结：分子晶体的结构特征高中化学选择性必修2(1.干冰的密度比冰大的原因？冰：非密堆积干冰：密堆积由于干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻分子，而水同时存在分子间氢键，空间利用率降低，故CO2的密度比冰的高。【思考与讨论】高中化学选择性必修2(2.为什么冰的熔点比干冰的熔点高得多？由于干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高。水存在分子间氢键，CO2之间只存在范德华力，干冰的熔沸点比冰低。干冰常压下极易升华。因此，干冰在工业上广泛用作制冷剂。高中化学选择性必修2(3.结合冰的结构解释，为何水凝结成冰后密度减小？在冰