專題3

微粒間作用力與物質性質

第四單元

分子間作用力

分子晶體第2課時

分子晶體

混合型晶體核心素養(yǎng)學習目標借助分子晶體模型認識晶體的結構特點。構建分子晶體模型，并能用模型認識分子晶體的結構特點，說明晶體中的微粒及其微粒間的相互作用。如圖是干冰(CO2)分子晶體的結構模型。通過學習有關分子間作用力的知識，你知道下列問題的答案嗎？活動探究1．構成分子晶體的微粒是什么？分子晶體中微粒間的作用力是什么？提示：分子；分子間作用力。2．分子晶體有哪些共同的物理性質？為什么它們具有這些共同的物理性質？提示：熔點較低，硬度較小；分子晶體由于以比較微弱的分子間作用力相結合，故具有這些共同的物理性質。3．干冰晶胞中含有CO2分子的數目是多少？配位數是多少？距離CO2分子最近的CO2分子是幾個？提示：4；12；12。1．石墨晶體的結構(1)石墨晶體是______結構，在每一層內，碳原子排列成________，一個個六邊形排列成平面的網狀結構，每一個碳原子都跟其他_____個碳原子相結合。(2)在同一層內，相鄰的碳原子以________相結合，每一個碳原子的一個未成對電子形成________鍵。(3)層與層之間以________________相結合。層狀[思考交流]六邊形3共價鍵大π分子間作用力2．石墨的晶體類型和性質(1)類型：石墨晶體中既有__________，又有__________，同時還有金屬鍵的特性，是一種________晶體。(2)性質：熔點高，質軟，具有導電性。共價鍵范德華力混合1．分子晶體定義分子通過分子間作用力結合構成的固態(tài)物質構成微粒分子或原子微粒間作用力分子間作用力(范德華力，部分晶體還有氫鍵)典型分子晶體(1)多數非金屬單質：X2(鹵素單質)、O2、H2、P4、單質硫、C60、稀有氣體、紅磷等；(2)非金屬氫化物：H2O、H2S、NH3、PH3、HX(鹵化氫)等；(3)多數非金屬氧化物：CO2、SO2、SO3、NO2、P4O6等；(4)含氧酸：H2CO3、HNO3、H2SO4、H2SO3等；(5)大多數有機物分子：烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、醇、醛、羧酸、酯、氨基酸、蛋白質、糖類等歸納總結

單質碘干冰冰晶胞或結構模型微粒間作用力范德華力范德華力范德華力和氫鍵晶胞微粒數44－配位數－1242．三種典型的分子晶體(1)分子晶體由于以比較弱的分子間作用力相結合，因此一般熔點較低，硬度較小。(2)對組成和結構相似，晶體中又不含氫鍵的分子晶體來說，隨著相對分子質量的增大，范德華力增大，熔、沸點升高。[名師點撥]分子間只存在范德華力的分子晶體服從緊密堆積排列原理；分子間存在氫鍵的分子晶體，由于氫鍵具有方向性，故不服從緊密堆積排列原理。3．分子晶體的物理性質1．下列有關分子晶體的說法中，正確的是(

)A．分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B．分子晶體中，共價鍵越強，鍵能越大，熔點越高C．冰融化時水分子內的共價鍵發(fā)生斷裂D．在冰的晶體結構中由于氫鍵的存在，其熔點較高鞏固練習D【解析】分子間作用力的大小決定分子的物理性質，而分子的穩(wěn)定性則取決于化學鍵的強弱，故A、B項錯誤；冰融化時克服范德華力和氫鍵，水分子內的共價鍵沒有斷裂，故C項錯誤；在冰的晶體結構中存在分子間氫鍵，使其熔點較高，故D項正確。2．下列有關分子晶體的說法中，正確的是(

)A．分子內均存在共價鍵B．分子間一定存在范德華力C．分子間一定存在氫鍵D．其結構一定不能由原子直接構成B【解析】稀有氣體分子組成的晶體中，不存在由多個原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結合成晶體，所以不存在任何化學鍵，且分子為單原子分子，故A、D項錯誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負性較大的N、O、F原子結合的氫原子的分子間或者分子內，所以B項正確，C項錯誤。3．石墨晶體中層與層、同層原子間的主要作用力分別是(

)A．范德華力，范德華力B．共價鍵，范德華力C．范德華力，共價鍵D．共價鍵，共價鍵CC60結構，又稱為巴基球、足球烯，它是一個由60個碳原子結合形成的穩(wěn)定分子，英國化學家哈羅德·沃特爾·克羅托勾畫出的C60的分子結構，富勒的啟示起了關鍵性作用，因此他們一致建議，將其命名為富勒烯。科研人員應用電子計算機模擬出來類似C60的物質N60，試據此回答下列幾個問題：(1)N60在水中的溶解性能是什么？晶體類型是什么？提示：C60是一種單質，屬于分子晶體，而N60類似于C60，所以N60也是單質，屬于分子晶體，即具有分子晶體的一些性質，如硬度較小，熔、沸點較低。單質一般是非極性分子，難溶于水這種極性溶劑。能力提升(2)N60與N2的熔點誰的更高？穩(wěn)定性呢？提示：由于分子晶體相對分子質量越大，熔、沸點越高，所以N60的熔點高于N2。N2分子以N≡N鍵結合，N60分子中只存在N—N鍵，而N≡N鍵比N—N鍵牢固得多，所以N2的穩(wěn)定性高于N60。1．分子在固態(tài)時一般為分子晶體具有分子晶體的通性。2．一般來說，組成和結構相似的分子，相對分子質量越大，范德華力越大，熔點越高。3．分子的穩(wěn)定性取決于分子中化學鍵的鍵能，一般來說，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。歸納總結1．比較下列化合物熔、沸點的高低(填“>”或“<”)。①CO2________SO2；②NH3________PH3；③O3________O2；④Ne________Ar；⑤CH3CH2OH________CH3OH。2．已知AlCl3為分子晶體。設計實驗判斷氯化鋁是離子化合物還是共價化合物：___________________________________________________________________。在熔融狀態(tài)下，驗證其是否導電，若不導電是共價化合物【解析】若驗證一種化合物是共價化合物還是離子化合物，可測其在熔融狀態(tài)下是否導電，不導電則是共價化合物，導電則是離子化合物。舉一反三＞＜＞＞＜1．下列晶體由原子直接構成，且屬于分子晶體的是(

)A．固態(tài)氫

B．固態(tài)氖C．磷

D．三氧化硫【解析】固態(tài)氫由H2分子構成，磷由磷分子構成，三氧化硫由SO3分子構成，只有固態(tài)氖直接由Ne原子構成。當堂檢測B2．下列分子晶體的熔、沸點高低的比較中，正確的是(

)A．Cl2>I2

B．SiCl4>CCl4C．NH3<PH3

D．干冰>晶體碘【解析】A、B選項屬于無氫鍵存在且分子結構相似的情況，相對分子質量大的熔、沸點高；C選項屬于有氫鍵存在具分子結構相似的情況，存在氫鍵的熔、沸點高；D選項，晶體碘常溫下是固體，二氧化碳常溫下是氣體，晶體碘的熔、沸點高。B3．如圖所示，甲、乙、丙分別表示C60、二氧化碳、碘晶體的晶胞結構模型。請回答下列問題：(1)C60的熔點為280℃，從晶體類型來看，C60屬于________晶體。(2)二氧化碳晶胞中顯示出的二氧化碳分子數為14，實際上一個二氧化碳晶胞中含有_____個二氧化碳分子，二氧化碳分子中σ鍵與π鍵的個數比為________。41∶1分子3．如圖所示，甲、乙、丙分別表示C60、二氧化碳、碘晶體的晶胞