分子晶体　混合型晶体 学案 高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修2

第2课时分子晶体混合型晶体［核心素养发展目标］1.能辨识常见的分子晶体，理解分子晶体中构成微粒之间的作用。2.理解分子晶体的结构特征，并能利用均摊法对晶胞进行计算。3.了解石墨晶体的结构，会比较不同类型晶体的熔、沸点。一、分子晶体1.概念及微粒间的作用（1）概念：分子通过构成的固态物质。

（2）微粒间的作用：分子晶体中相邻分子之间以相互作用，分子内各原子间以_________结合（稀有气体除外）。

2.分子晶体的物理特性分子晶体是微粒间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，硬度，较易熔化和挥发。

3.典型的分子晶体（1）所有，如水、硫化氢、氨、甲烷等。

（2）多数，如卤素单质（X2）、O2、S8、N2、白磷（P4）、C60、稀有气体等。

（3）部分，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。

（4）几乎所有的，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。

（5）大多数，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。

1.正误判断（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的作用力（）（2）分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键（）（3）分子晶体熔化或溶于水均不导电（）（4）分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大（）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、HD、C10H18 B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、C60、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O23.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是（）①HCl②HBr③HI④CO⑤N2⑥H2A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①4.（2023·济南高二检测）（1）CO能与金属Fe形成化合物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，常温下它们都是易挥发的液体。ClF3的熔、沸点比BrF3的（填“高”或“低”）。

5.如图为干冰的晶体结构示意图。（1）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）在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是，还有，由于该主要作用力与共价键一样具有性，故1个水分子周围只有个紧邻的水分子，这些水分子位于的顶点。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率（填“较高”或“较低”），故冰的密度比水的密度要（填“大”或“小”）。

1.分子晶体的判断方法（1）依据物质的类别判断多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、大多数有机物都是分子晶体。（2）依据组成晶体的微粒及微粒间作用力判断组成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。（3）依据物质的性质判断分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固态时均不导电。2.分子晶体熔、沸点高低的判断（1）组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，如I2>Br2>Cl2>F2，HI>HBr>HCl。（2）组成和结构不相似的分子晶体（相对分子质量接近），分子的极性越大，熔、沸点越高，如CO>N2。（3）含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。（4）对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>>。（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，如C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。二、混合型晶体——石墨晶体1.结构模型2.结构特点（1）层内，碳原子采取杂化，以相结合形成结构。所有碳原子未参与杂化的2p轨道相互平行且相互重叠，使2p轨道中的电子可在中运动，所以石墨具有导电性，但其导电性有一定的。

（2）层与层之间以相结合，在外力作用下，石墨晶体中层与层之间发生相对滑动而具有良好的润滑性。

3.晶体类型石墨中既存在，又存在，同时具有类似金属晶体的导电性，将这类晶体称为混合型晶体。除石墨外，CaI2、CdI2、MgI2等晶体也属于混合型晶体。

1.石墨晶体中，层内C—C键的键长为142pm，而金刚石中C—C键的键长为154pm，回答下列问题。（1）熔点：石墨（填“>”“<”或“=”）金刚石。

（2）石墨中C—C键的键长小于金刚石中C—C键的键长的原因：

。

2.石墨晶体的二维平面结构如图所示，每个C原子参与个C—C键和个六元环的形成，而每个键被个C原子共用，故每一个六元环平均占有个C原子，C原子数与C—C键个数之比为。

1.2018年3月5日，《Nature》连刊两文报道了21岁的中国留美博士曹原等研究人员制得了具有超导特性的双层石墨烯新材料。以下对石墨烯的推测不正确的是（）A.石墨烯性质稳定，不能在氧气中燃烧B.石墨烯与石墨都具有导电性C.石墨烯与金刚石互为同素异形体D.石墨烯与石墨都具有较高的熔点2.（2024·黑龙江绥化一中高二检测）下列有关石墨晶体的说法正确的是（）①石墨层内作用力为共价键，层间为分子间作用力②石墨是混合型晶体③石墨中的C为sp2杂化④石墨的熔、沸点都比金刚石的低⑤石墨中碳原子个数和C—C键个数之比为1∶3⑥石墨和金刚石的硬度相同⑦石墨的导电性只能沿石墨平面的方向A.全部 B.①②③⑦C.仅②③⑦ D.①②⑤⑦答案精析一、1.（1）分子间作用力（2）分子间作用力共价键2.较低较小3.（1）非金属氢化物（2）非金属单质（3）非金属氧化物（4）酸（5）有机化合物应用体验1.（1）×（2）√（3）×（4）×2.B［HD属于分子晶体，但为单质，故A错误；PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体，且均为化合物，故B正确；C60属于分子晶体，但为单质，故C错误；Na2S中含有离子键，不属于分子晶体，故D错误。］3.C［结构和组成相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，分子晶体的熔、沸点越高，相对分子质量接近的分子，键的极性越强，熔、沸点越高。］4.（1）分子（2）低解析（1）由化合物熔点为253K，沸点为376K可知，其熔、沸点较低，所以为分子晶体。（2）组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。5.（1）22a解析（1）根据CO2晶胞边长为apm，紧邻的两个CO2分子的距离为面对角线的一半，即为a2+a22pm=22apm。（二、2.（1）sp2共价键六元环层整个碳原子平面方向性（2）范德华力3.共价键分子间作用力思考交流1.（1）>（2）金刚石中只存在C—C键间的σ键，而石墨中层内的C—C键间不仅存在σ键，还存在大π键，电子层重叠程度大，所以石墨中C—C键的键长短2.33222∶3应用体验1.A［石墨烯是只由碳原子构成的单质，能在氧气中燃烧，A项错误；石墨烯具有超导特性，可以导电，石墨中含有自由电子，所以石墨也可以导电，B项正确；石墨