第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第1課時教學(xué)目標(biāo)1、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1)重點(diǎn)：分子晶體、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)之間的關(guān)系，氫鍵對分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的影響。2)難點(diǎn)：分子晶體、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氫鍵對冰的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。溫故知新晶體中的粒子可以是分子、原子或離子；粒子間的相互作用可以是共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵或分子間作用力（范德華力和氫鍵）。

根據(jù)晶體中的粒子間的相互作用及排列方式，可把晶體分為分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體和金屬晶體。NaClCu金剛石冰一、分子晶體觀察干冰的晶體結(jié)構(gòu)，填寫下表觀察思考干冰晶體構(gòu)成微粒微粒間作用力分子間分子內(nèi)分子范德華力共價(jià)鍵1、概念：只含分子的晶體稱為分子晶體。問題：所有分子晶體中是否均存在化學(xué)鍵？為什么？否，稀有氣體是單原子分子，無化學(xué)鍵，只有分子間作用力一、分子晶體下列晶體中，哪些是分子晶體呢？觀察思考NaCl、H2O、NH3、Si、Cl2、P4、SiO2、CO2、SO3H2SO4、H3PO4、HCl、CH3CH2Br、CH3CH2OH2、典型的分子晶體(1)所有非金屬氫化物：H2O、NH3、CH4、HX等(2)部分非金屬單質(zhì):X2、S8、P4、C60、稀有氣體等（除金剛石和硅單質(zhì)）

(3)部分非金屬氧化物:CO2、SO3、NO2、P4O10（除SiO2等）(4)幾乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等(5)絕大多數(shù)有機(jī)物：乙醇、乙酸、蔗糖等一、分子晶體3、分子晶體的物理性質(zhì)觀察思考表3-2某些分子晶體的熔點(diǎn)分子晶體氧氣氮?dú)獍琢姿埸c(diǎn)/℃?218.3?210.144.20分子晶體硫化氫甲烷乙酸尿素熔點(diǎn)/℃?85.6?182.516.7132.7結(jié)合表格和已有知識，分析分子晶體有哪些物理特性？為什么?(1)分子晶體具有較低的熔點(diǎn)原因：分子晶體熔化時一般只破壞范德華力、氫鍵，不破壞化學(xué)鍵。范德華力、氫鍵相對化學(xué)鍵較弱。一、分子晶體3、分子晶體的物理性質(zhì)(1)分子晶體具有較低的熔點(diǎn)(2)分子晶體硬度小(分子間作用力較弱，容易被克服)(3)分子晶體不導(dǎo)電：

(4)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律構(gòu)成分子晶體的微粒都是分子，在熔融狀態(tài)下沒有產(chǎn)生自由移動的離子（如H2SO4沒有導(dǎo)電性）1．現(xiàn)有下列三組物質(zhì)，你能判斷出它們的熔、沸點(diǎn)由低到高的順序嗎？(1)HF、HCl、HBr(2)Cl2、Br2、I2(3)丙烷、正丁烷、異丁烷提示：(1)HCl<HBr<HF。(2)Cl2<Br2<I2。(3)丙烷<異丁烷<正丁烷。分子晶體的熔、沸點(diǎn)比較(1)若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大，熔、沸點(diǎn)較高。例如：HF＞HI；NH3＞PH3；H2O＞H2Te。(2)組成和結(jié)構(gòu)相似，一般相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。例如：SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。(3)組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。例如：CO＞N2。(4)同類別的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。例如：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。一、分子晶體4、分子晶體的微粒堆積方式——干冰晶體干冰晶胞觀察思考1、每個干冰晶胞中有____個CO2分子2、每個CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有____個412分子密堆積一、分子晶體4、分子晶體的微粒堆積方式密堆積微粒間作用力空間特點(diǎn)舉例范德華力通常每個分子周圍最多有12個緊鄰的分子如：C60、干冰、I2、O2C60的晶胞一、分子晶體冰晶體中，每個水分子周圍有多少個緊鄰的水分子？和干冰晶體一樣嗎？若不一樣，可能的原因是什么？觀察思考冰的結(jié)構(gòu)1234(1)每個H2O周圍只有4個緊鄰的H2O(2)因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵，氫鍵具有方向性，每個H2O都與4個相鄰的H2O相互吸引，構(gòu)成四面體，屬于非密堆積。一、分子晶體4、分子晶體的微粒堆積方式非密堆積密堆積微粒間作用力空間特點(diǎn)舉例范德華力通常每個分子周圍最多有12個緊鄰的分子如：C60、干冰、I2、O2范德華力、氫鍵每個分子周圍緊鄰的分子數(shù)小于12如：HF、NH3、冰一、分子晶體冰晶體中1molH2O最多有______mol氫鍵觀察思考冰的結(jié)構(gòu)12342一、分子晶體4、分子晶體的微粒堆積方式——冰晶體(非密堆積)觀察思考冬季河水結(jié)冰后，冰塊往往浮在水面，為什么冰的密度比水小呢？冰的結(jié)構(gòu)冰融化，分子間的空隙減小由于氫鍵的方向性，使冰晶體中每個H2O與四面體頂角方向的4個相鄰H2O相互吸引，形成空隙較大的網(wǎng)狀體。冰融化后，分子間的空隙減小。所以冰的密度比水小，冰會浮在水面上。一、分子晶體4、分子晶體的微粒堆積方式——冰晶體(非密堆積)觀察思考為什么水在4℃時的密度最大？大量氫鍵非密堆積空隙大密度小氫鍵減少部分解體空隙減小密度增大熱運(yùn)動加劇分子間距加大密度減小冰水約4℃水超過4℃一、分子晶體思考討論

硫化氫和水分子結(jié)構(gòu)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，為什么？

硫化氫晶體中分子之間只有范德華力，范德華力無飽和性與方向性，能夠形成分子密堆積。因此，一個硫化氫分子周圍有12分緊鄰分子。

而冰晶體中水分子間存在氫鍵，氫鍵具有方向性，這迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的四個相鄰水分子形成氫鍵。因此，冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子。第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第2課時導(dǎo)入新課思考與交流比較CO2和金剛石的一些物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，試判斷金剛石晶體是否屬于分子晶體？化學(xué)式狀態(tài)(室溫)熔點(diǎn)/℃CO2氣態(tài)?78.5金剛石固態(tài)＞3500干冰晶胞金剛石晶體結(jié)構(gòu)和晶胞示意圖二、共價(jià)晶體1、概念：相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。共價(jià)晶體構(gòu)成微粒微粒間作用力原子共價(jià)鍵二、共價(jià)晶體2、共價(jià)晶體的類別除了金剛石，還有哪些物質(zhì)屬于共價(jià)晶體呢？讓我們沿著元素周期表一起尋找。(1)某些單質(zhì)：以碳為中心同主族向下：硅(Si)、鍺(Ge)、灰錫(Sn)等同周期向左、向右：硼(B)(2)某些非金屬化合物：二氧化硅(SiO2)、金剛砂(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼（BN）等二、共價(jià)晶體表3?3某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度原子晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/oC＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.03、共價(jià)晶體的性質(zhì)(1)熔點(diǎn)高：原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，要使物質(zhì)熔化需要克服共價(jià)鍵，需要很高的能量。結(jié)論：結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高。(2)硬度大、一般不導(dǎo)電，但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體二、共價(jià)晶體3、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)——金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶胞示意圖二、共價(jià)晶體3、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)——金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)(1)每個碳與相鄰____個碳以______鍵結(jié)合，形成_________結(jié)構(gòu)；鍵角為_______，碳原子采取了____雜化。(2)最小碳環(huán)由__個C組成且不在同一平面內(nèi)，最多有___個C共平面(3)1mol金剛石中含有C?C共價(jià)鍵數(shù)

____mol。4共價(jià)正四面體109o28′sp3642（4）每個碳原子被______個六元環(huán)共用，1個碳環(huán)占有的碳原子為____126×(1/12)=0.5個金剛石模型的演變(等電子體原理)

1、與碳同族單質(zhì)(如Si、Ge)都具有與金剛石相似的結(jié)構(gòu)2、第ⅣA族相鄰元素間也可形成相似結(jié)構(gòu)的晶體(如SiC)3、與第ⅣA族同周期的元素間根據(jù)等電子體原理，如：BN、GaAs等也可形成與金剛石結(jié)構(gòu)相似的晶體。金剛石晶體硅SiCGaAs

金剛石模型的衍生(方石英SiO2)晶體硅的晶胞中，在Si?Si鍵之間插入O原子，即得到方石英的晶胞(最常見的SiO2晶胞)。二、共價(jià)晶體3、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)——二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)(1)晶體中每個硅原子與____個氧原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成________結(jié)構(gòu)；每個正四面體占有____個Si，___個O。故該晶體中硅、氧原子個數(shù)比為______。(2)最小環(huán)上有___個原子(__個Si和__個O)

1molSiO2晶體中含____molSi?O鍵4正四面體121:212664思考與討論P(yáng)82(1)“具有共價(jià)鍵的晶體叫做共價(jià)晶體”。這種說法對嗎？為什么？不對。分子晶體中的CO2、H2O等大多數(shù)分子也有共價(jià)鍵；很多離子晶體，如NaOH、KNO3、NH4Cl等，在離子內(nèi)部也含有共價(jià)鍵。共價(jià)晶體石英硅鍺熔點(diǎn)/℃171014101211硬度*76.56.0(2)怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度均依次降低?三者的組成元素為同一主族元素，形成的晶體結(jié)構(gòu)類似，結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高，硬度越大。1．氮化硼是一種新合成的無機(jī)材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫、抗腐蝕的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)熔化時所克服的粒子間作用力與氮化硼熔化時所克服的粒子間作用力的類型相同的是(

)A．硫酸鈉和金剛石

B．冰和干冰C．晶體硅和水晶

D．苯和四氯化碳解析：選C。氮化硼超硬、耐磨、耐高溫，是一種共價(jià)晶體，熔化時破壞共價(jià)鍵。A選項(xiàng)中的硫酸鈉熔化時破壞離子鍵，A選項(xiàng)錯誤；B、D選項(xiàng)中的四種物質(zhì)都是分子晶體，熔化時都破壞分子間作用力，B、D選項(xiàng)錯誤；C選項(xiàng)中的兩種物質(zhì)均為共價(jià)晶體，熔化時均破壞共價(jià)鍵，C選項(xiàng)正確。2．現(xiàn)有下列幾種晶體：A.水晶；B.冰醋酸；C.白磷；D.金剛石；E.氬氣；F.干冰。請回答下列問題：(1)屬于分子晶體的是________(填字母，下同)，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是________。(2)屬于共價(jià)晶體的化合物是________。(3)晶體中存在化學(xué)鍵，受熱熔化時，化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是________，需克服共價(jià)鍵的是________。答案：(1)BCEF

E

(2)AD

(4)BCF

AD晶體的類型分子晶體共價(jià)晶體概念以分子間作用力結(jié)合相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合組成的粒子分子原子作用力分子間：范德華力、氫鍵(部分)分子內(nèi)：共價(jià)鍵(除了稀有氣體)共價(jià)鍵熔點(diǎn)較低較高硬度小大【歸納總結(jié)】分子晶體和共價(jià)晶體對比高考真題中的晶體沸點(diǎn)問題[2021浙江卷]已知3種共價(jià)晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表：金