3.2.1 分子晶体 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

3.2.1分子晶体核心素养目标宏观辨识与微观探析学生能够通过对常见分子晶体（如干冰、冰等）的宏观性质观察，如硬度、熔沸点、溶解性等，从微观角度理解分子晶体中分子间作用力（范德华力、氢键）以及分子的堆积方式对其宏观性质的影响，建立起宏观性质与微观结构之间的联系。证据推理与模型认知基于实验数据和现象，如不同分子晶体熔沸点的差异，推理出分子间作用力大小与分子结构的关系。构建分子晶体的结构模型，运用模型解释和预测分子晶体的性质，培养学生依据证据进行分析推理、构建模型并运用模型解决问题的能力。科学态度与社会责任通过对分子晶体在生活和生产中的应用学习，让学生认识到化学科学对社会发展的重要贡献，培养学生严谨认真的科学态度以及关注社会、服务社会的责任感。学习重难点重点1.分子晶体的概念和结构特点，包括分子间作用力的类型（范德华力、氢键）以及分子在晶体中的排列方式。2.理解分子间作用力对分子晶体物理性质（熔沸点、硬度、溶解性等）的影响规律，能够根据分子结构判断分子间作用力大小，进而比较不同分子晶体性质的差异。3.常见分子晶体的类型及典型代表物质，如非金属氢化物、部分非金属氧化物、大多数有机物等形成的分子晶体，掌握它们的结构与性质特点难点1.分子间作用力的本质及对分子晶体性质影响的微观机理。2.理解

分子晶体中分子的堆积方式。

课前导入盐的介入，究竟怎样打破了冰中水分子间的这种平衡，让冰快速“屈服”变为液态？这背后隐藏着分子晶体怎样的微观奥秘？接下来，就让我们带着这些疑问，一同深入探索分子晶体的世界

。分子晶体CO2晶体结构1.分子晶体的定义回顾：（1）晶体中的粒子可以是分子、原子或离子；粒子间的相互作用可以是共价键、离子键或分子间作用力等。（2）根据晶体中粒子间的相互作用力及排列方式，可把晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体等。分子晶体：只含分子的晶体，或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫做分子晶体。碘晶体结构1.分子晶体的定义需要注意的是：（1）定义中的“分子”指真实存在的小分子、分子的聚集体、缔合分子、大分子（高分子），因此，H2SO4、H2O2、C4H10、萘等在固态时都是分子晶体。（2）离子化合物、金属单质、原子间相互结合形成空间网状结构（如金刚石、SiO2）的物质中没有分子，因此，Na2O2、Fe、SiO2等是化学式而不是分子式。（3）稀有气体分子是单原子分子，因此，由稀有气体单质形成的晶体也是分子晶体。二氧化硅金刚石1.分子晶体的定义分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用分子晶体构成微粒微粒间作用力分子内各原子间分子（稀有气体为原子）分子间作用力共价键（稀有气体除外）一般为范德华力，少数分子间还存在氢键。冰的晶体结构C60的晶体结构2.属于分子晶体的物质的类型物质类型举例所有非金属氢化物部分非金属单质部分非金属氧化物稀有气体几乎所有的酸绝大多数有机物H2O、H2S、NH3、CH4、HX（卤化氢）等X2（卤素单质）、O2、H2、S8、N2、P4、C60等CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等He、Ne、Ar等H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等3.分子晶体的物理性质某些分子晶体的熔点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。3.分子晶体的物理性质（1）需要注意的是：对于组成和结构相似又不含氢键的分子晶体来说，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点较小。（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电子，因而分子晶体中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、硫酸等。（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。4.分子晶体的结构特征思考：物质构成的微粒是不同的，那么，在分子晶体中，分子间的作用力不同时会对其结构产生什么影响呢？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?干冰晶体结构xyz每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子。4.分子晶体的结构特征（1）干冰晶胞是一种面心立方结构，在立方体的顶角各有一个CO2分子，6个面的中心又各有一个CO2分子（4）每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个（2）干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键（3）每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子。

大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，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,如碳60C60的晶胞4.分子晶体的结构特征4.分子晶体的结构特征块状的干冰与镁粉接触面积不大，为什么镁粉可以继续燃烧呢？现象：镁粉在干冰内继续燃烧，像冰灯中装进一个电灯泡一样，发出耀眼的白光。（切勿用手接触干冰，以免冻伤！）干冰在常压下极易升华，通常用作制冷剂干冰升华过程中破坏共价键吗？干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。4.分子晶体的结构特征若分子间除了存在范德华力，还存在氢键，那么，这对分子晶体的结构有什么影响呢？冰的晶体结构冰中的一个水分子如图，为冰晶体结构示意图。一个水分周围有几个紧邻的水分子？一个水分周围有4个紧邻的水分子。4.分子晶体的结构特征原因：水分子之间的主要作用力是氢键(也存在范德华力)，尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却跟共价键一样具有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的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。氢键具有方向性4.分子晶体的结构特征分子密堆积分子非密堆积微粒间作用力空间特点举例通常每个分子周围有12个紧邻的分子每个分子周围紧邻的分子数小于12个范德华力范德华力和氢键C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰4.分子晶体的结构特征为什么冰的密度比水小，刚刚融化时，密度变大，4℃后密度又变小？

冰晶体为非密堆积，分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水的小。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，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。融化的冰冰的晶体结构4.分子晶体的结构特征4.分子晶体的结构特征为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？冰中水分子之间除了范德华力外还有氢键作用，而干冰中分子间只存在范德华力。冰中水分子之间的作用力强于干冰中二氧化碳分子之间的作用力，所以冰的熔沸点比干冰高。在冰中由于氢键的方向性，一个水分子周围由4个紧邻的水分子，导致晶体中有相当大的空隙，属于分子非密堆积；而干冰中每个CO2周围有12个CO2分子，属于分子密堆积；所以相同状况下冰的体积较大，密度比干冰小。4.分子晶体的结构特征硫化氢晶体中只存在范德华力，属于分子密堆积，而冰中主要作用力是氢键，氢键具有方向性，氢键的存在迫使在四面体中心的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。硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻的分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？上述差异是由于两种晶体中，相应分子间的作用力不同而导致的。科学·技术·社会许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H2O的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷，因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”。天然气水合物—— 一种潜在的能源天然气分子藏在水分子笼内水分子笼是多种多样的随堂训练1.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、H2O2B随堂训练2.医院在进行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2熔融状态下不导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是()A.HgCl2晶体属于分子晶体B.HgCl2