分子晶体与共价晶体（1）-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课时第三章晶体结构与性质典型的分子晶体的结构和性质2分子晶体的概念和性质1本节重点本节难点雪花食盐钻石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；那么，这些晶体有什么不同呢？雪花食盐钻石分子间作用力分子晶体静电作用力共价键离子晶体水分子钠离子、氯离子碳原子原子晶体概念分子分子间作用力分子晶体分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用只含_______的晶体，或者分子间以______________结合形成的晶体叫分子晶体。构成微粒分子判断方法相互作用分子内：共价键分子间：分子间作用力(氢键范德华力)分子晶体示例我们知道：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？分子晶体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?xyz干冰CO2探究一分子晶体xyz干冰CO2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?探究一最紧密分子晶体xyz干冰CO2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?探究一x-z面4个分子晶体xyz干冰CO2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?探究一y-z面4个分子晶体xyz干冰CO2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?探究一x-y面4个分子晶体xyz干冰CO2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?探究一12个分子晶体分子晶体的结构特征分子密堆积只存在范德华力，每个分子周围有12个紧邻的分子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？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？探究二分子晶体冰H2O冰中一个水分子周围有4个水分子水分子之间的主要作用力是氢键(当然也存在范德华力)，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。原因为什么冰刚刚融化时，密度变大，4℃后密度又变小？请同学们根据所学内容，思考并回答下列问题：问题1冰的结构冰融化，分子间的空隙减小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。分子晶体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，空间利用率不高举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰范德华力范德华力和氢键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？为何干冰的密度比冰的密度大？请同学们根据所学内容，思考并回答下列问题：问题2干冰密堆积冰非密堆积干冰中的CO2之间只存在范德华力，分子采取密堆积形式排列，空隙小，冰中水分子间存在大量的氢键，分子采取非密堆积形式排列，导致冰中水分子间存在大量空隙，所以，在同一条件下，冰的体积比干冰的体积大，而二氧化碳的相对质量比水的相对质量大，即干冰的密度比冰的密度大。干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体(

)请同学们回顾所学内容，判断下列问题的对与错问题1问题2干冰比冰的熔点低很多，常压下易升华(

)问题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(

)问题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(

)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。请同学们根据所学内容，思考并回答下列问题：问题3较低的熔点较小的硬度

(影响因素：氢键、相对分子质量)原因：分子间作用力小分子间存在氢键时，熔点较高；不存在氢键时，结构相似的，相对分子质量越大，熔点越高。分子晶体较低的沸点、不导电分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律分子晶体总结——分子晶体的判断方法部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。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。依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断依据物质的性质判断依据物质的类别判断分子晶体总结——常见的典型分子晶体例如：H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等例如：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等所有非金属氢化物部分非金属单质例如：X2(卤素单质)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等部分非金属氧化物例如：CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等几乎所有的酸绝大多数有机物例如：如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等【例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【例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属于离子化合物C.HgCl2属于电解质，且属于强电解质D.HgCl2属于非电解质A分子晶体总结——分子晶体熔、沸点高低的判断组成和结构相似，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。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。含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高。对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。例如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞

＞

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。例如：I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl例如：CH3OH＞CH3CH3例如：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S例如：C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH【例1】下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是()①HCl

②HBr

③HI

④CO

⑤N2

⑥H2A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①C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1.下列物质固态时，一定是分子晶体的是()A.酸性氧化物 B.非金属单质C.碱性氧化物 D.含氧酸D2.水的沸点为100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7℃，引起这种差异的主要原因是()A.范德华力 B.共价键C.氢键 D.相对分子质量C3.干冰熔点很低是由于()A.CO2是非极性分子 B.C==O的键能很小C.CO2化学性质不活泼 D.CO2分子间的作用力较弱D4.干冰气化时，下列所述内容发生变化的是()A.分子内共价键 B.分子间作用力C.分子的性质 D.分子间的氢键B5.下列属于分子晶体的一组物质是()A.CaO、NO、CO B.CCl4、H2O、HeC.CO2、SO2、NaCl D.CH4、O2、Na2OB6.下列有关分子晶体熔点高低的叙述中，正确的是()A.氯气>碘单质 B.四氯化硅>四氟化硅C.NH3<PH3 D.异戊烷>正戊烷B7.自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献。(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子是极性分子还是非极性分子？___________。非极性分子(2)XeF2晶体是一种无色晶体，图2为它的晶胞结构图。XeF2晶体属于哪种类型的晶体？__________。分子晶体7.自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献