第二節(jié)分子晶體與共價晶體第三章晶體結構與性質(zhì)第1課時

分子晶體學習目標1、知道分子晶體的結構特點。2、能借助分子晶體模型說明分子晶體中的粒子及粒子間的相互作用，以及范德華力與氫鍵對分子晶體結構與性質(zhì)的影響。3、能結合具體實例，說出分子晶體的粒子間相互作用與其性質(zhì)（熔點、硬度等）的關系。根據(jù)組成晶體粒子間作用力的不同，對下列各種晶體進行分類氯化鈉晶體結構銅晶體結構金剛石晶體結構分子晶體共價晶體

金屬晶體

離子晶體粒子間作用力常見的晶體類型：碘晶體晶胞分子間作用力金屬鍵共價鍵離子鍵從組成粒子和粒子間相互作用的角度分析以下四種晶體結構的共同特點是什么？碘（I2）干冰（CO2）碳60（C60）

冰（H2O）【思考與討論】一、分子晶體1.概念：只含分子的晶體叫做分子晶體。構成粒子分子晶體分子粒子間的作用力分子間作用力分子內(nèi)各原子間共價鍵注意：①并非所有的分子晶體中都含共價鍵，如稀有氣體②分子晶體熔化時一般破壞分子間作用力③分子晶體構成微粒是分子，化學式就是分子式碘晶體晶胞2.構成粒子及作用力(1)部分非金屬單質(zhì)：X2、O2、H2、S8、P4、C60(4)部分非金屬氧化物:CO2、SO2、NO2……(5)幾乎所有的酸：

H2SO4、HNO3、H3PO4(6)絕大多數(shù)有機物：乙醇、冰醋酸、蔗糖……(2)稀有氣體：(除SiO2等）(除B、Si、Ge等的單質(zhì)、金剛石等)大部分非金屬單質(zhì)和共價化合物3.常見的分子晶體(3)所有非金屬氫化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX……4.物理性質(zhì)分子晶體氧氣氮氣白磷水熔點/℃-218.3-210.144.20分子晶體硫化氫甲烷乙酸尿素熔點/℃-85.6-18216.6132.7(1)分子晶體具有較低的熔、沸點和較小的硬度。分子晶體熔化時要破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點一般較低，部分分子晶體易升華(如干冰、碘、紅磷、萘等)，且硬度較小。(2)分子晶體不導電。分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由移動的離子或自由電子，因而分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不能導電。有些分子晶體的水溶液能導電，如HCl、乙酸等。(3)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律，即極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。H2O是極性溶劑，SO2、H2S、HBr等都是極性分子，它們在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非極性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非極性溶劑，則Br2、I2等非極性分子易溶于其中，而水則不溶于苯和CCl4中。課堂練習1：判斷正誤(1)組成分子晶體的微粒是分子，在分子晶體中一定存在共價鍵和分子間作用力(

)(2)分子晶體熔化時一定破壞范德華力，有些分子晶體還會破壞氫鍵(

)(3)分子晶體熔化或溶于水均不導電(

)(4)分子晶體的熔、沸點越高，分子晶體中共價鍵的鍵能越大(

)(5)水分子間存在著氫鍵，故水分子較穩(wěn)定(

)(6)H2SO4為強電解質(zhì)，硫酸晶體是能導電的(

)(7)SiCl4晶體是分子晶體，熔點高于CCl4(

)×√

××××√

課堂練習2：比較下列化合物的熔、沸點的高低（填“>”或“<”）①CO2

SO2;②NH3

PH3;③O3

O2;④Ne

Ar;⑤CH3CH2OH

CH3OH;⑥CO

N2;<>><>>小結：分子晶體熔沸點的比較：分子間作用力越強，熔沸點越高⑴若分子間存在氫鍵，則分子間作用力較大，熔沸點較高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3

⑵組成和結構相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，熔沸點越高。I2>Br2>Cl2>F2⑶相對分子質(zhì)量相近時，分子極性越大，熔沸點越高CO>N2⑷有機物的同分異構體中，支鏈數(shù)越多，熔沸點越低。如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷；5.分子晶體的結構特征特點：分子間作用力都只是范德華力，在立方體的頂角各有一個分子，6個面的中心又各有一個分子，這種堆積稱為分子密堆積。(1)分子密堆積碳60的晶胞——大多數(shù)分子晶體的結構特征碘晶體晶胞干冰晶胞面心立方最密堆積干冰的晶體結構圖中心CO2分子以干冰晶體結構為例分析：分子密堆積的結構

①干冰中的CO2分子間作用力只存在

，不存在

。

②每個晶胞中均攤

個CO2分子③每個CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子數(shù)為

個。412范德華力分子間氫鍵(2)冰的結構——非密堆積①水分子之間的作用力有范德華力、氫鍵,但主要是氫鍵。②由于氫鍵具有方向性,使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引。③使得晶體中分子的空間利用率降低，留有相當大的空隙，這種晶體不具有分子密堆積特征。冰晶體小結：典型的分子晶體的結構特點物質(zhì)干冰冰晶體結構結構特點①相鄰分子間只存在范德華力②每個晶胞中有4個CO2分子，12個原子③每個CO2分子周圍等距離且緊鄰的CO2分子有12個①水分子之間的作用力有范德華力和氫鍵，但主要作用力是氫鍵②冰中位于四面體中心的水分子與四面體頂角方向的4個相鄰的水分子相互作用③1mol冰中含有2mol氫鍵課堂練習3：正誤判斷(1)干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體()(2)干冰比冰的熔點低很多，常壓下易升華()(3)干冰晶體中只存在范德華力不存在氫鍵，一個分子周圍有12個緊鄰分子()(4)冰晶體中，每個水分子周圍只有4個緊鄰的分子，1mol冰中含有 4mol氫鍵()(5)氫鍵有方向性，所以液態(tài)水結成冰時體積會變大

()√

×√

×√

【思考與討論】硫化氫和水分子結構相似，但硫化氫晶體中，一個硫化氫分子周圍有12個緊鄰分子，而冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子，這是為什么？提示硫化氫晶體中只存在范德華力，屬于分子密堆積，而冰中主要作用力是氫鍵，氫鍵具有方向性，氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引。課堂練習4：醫(yī)院在進行外科手術時，常用HgCl2稀溶液作為手術刀的消毒劑，已知HgCl2有如下性質(zhì)：①HgCl2晶體熔點較低；②HgCl2熔融狀態(tài)下不導電；③HgCl2在水溶液中可發(fā)生微弱電離。下列關于HgCl2的敘述中正確的是()A.HgCl2晶體屬于分子晶體B.HgCl2屬于離子化合物C.HgCl2屬于電解質(zhì)，且屬于強電解質(zhì)D.HgCl2屬于非電解質(zhì)A(1)依據(jù)物質(zhì)的類別判斷部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物都是分子晶體。(2)依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用判斷組成分子晶體的微粒是分子，粒子間的作用力是分子間作用力。(3)依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固體時均不導電。小結：分子晶體的判斷方法課堂練習5：下列性質(zhì)適合于分子晶體的是（

）①熔點1070℃，易溶于水，水溶液導電②熔點10.31℃，液態(tài)不導電，水溶液導電③能溶于CS2，熔點112.8℃，沸點444.6℃④熔點97.81℃，質(zhì)軟、導電，密度為0.97g·cm－3A.①② B.①③C.②③ D.②④C取兩塊大小相同的干冰，在一塊干冰中央挖一個小穴，撒入一些鎂粉，用紅熱的鐵棒把鎂點燃，將另一塊干冰蓋上，你會看到鎂粉在干冰內(nèi)_________，像冰燈中裝進一個______一樣，發(fā)出___________。(切勿用手接觸干冰，以免凍傷！)這個實驗不但證明了金屬鎂可以跟二氧化碳____，而且也說明了干冰易_____的特性。

資料卡片——鎂與二氧化碳的反應：（2Mg+CO22MgO+C)繼續(xù)燃燒電燈泡耀眼的白光反應升華

干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，熔點卻比冰低得多，在常壓下極易升華，在工業(yè)上廣泛用作制冷劑；由于干冰中的CO2之間只存在范德華力不存在氫鍵，密度比冰的高。全球的海底和冰川底部藏在天然氣水合物中的天然氣，總量超過煤、石油和天然氣等化石燃料的總和的兩倍，是巨大的潛在能源。2017年，我國南海神狐海域試采實現(xiàn)連續(xù)超過七天的穩(wěn)定采氣。藍鯨一號天然氣水合物——一種潛在的能源課堂練習6：海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個水分子構建成8個籠，每個籠可容納1個CH4分子或1個游離H2O分子。若晶體中每8個籠只有6個容納了CH4分子，另外2個籠被游離H2O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為（

）A.CH4·14H2O