第二节分子晶体与原子晶体第一课时.doc

第三章第二节分子晶体和原子晶体（第一课时）086 考纲要求1、了解分子晶体的概念2、了解冰、二氧化碳的晶体结构及晶体中分子间作用力类型3、掌握分子晶体关于熔、沸点等方面的物理性质 教学重点 分子晶体的概念、结构特点教学难点 氢键对冰晶体结构和性质的影响【阅读】教材P64碘晶胞、P66干冰晶胞这两个晶胞有何共同点？组成这两个晶胞的微粒都是分子。【初步感知】1、分子晶体的概念： 分子间以分子间作用力（范德华力，氢键）相结合的晶体叫分子晶体2、分子晶体的结构特点(1) 构成分子晶体的粒子是分子。晶体中只含 。(2)分子内的化学键是 。（除单原子分子）(3)相邻分子间靠 相互吸引，范德华力远小于化学键的作用；。分子间作用力只是 ，则分子晶体有 特征，即每个分子周围有 个紧邻的分子。分子间还含有其他作用力，如 ， 由于氢键具有方向性，必然要对这些分子的堆积方式和形成的晶体的构型产生影响。如晶体冰。阅读课本P66图3-11，此时分子晶体的分子密堆积要少于 个。如冰中每个水分子周围只有 个紧邻的水分子。3、分子晶体的物理性质(1)具有较 熔、沸点，易 。分子晶体熔化破坏的是 。(2)一般硬度较小。一般规律是：分子间作用力 ，分子晶体的熔、沸点越高，硬度 。(3)固体和熔融状态下 导电。(4)延展性 。(5)相似相溶规律：非极性分子一般能溶于 溶剂；极性分子一般能溶于 溶剂。 4、 根据物质的分类，属于分子晶体的物质类别（典型的分子晶体）(1)所有 ，如H2O、NH3、CH4等。(2)部分 ，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。(3)部分 ，如CO2、P4O10、SO2、SO3等。(4)几乎所有的 ，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。(5)绝大多数 ，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。【深入学习】1、分子晶体的结构特征（）分子密堆积：分子间只有 ，无分子间氢键（每个分子周围有 个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2）（） 分子的非密堆积 ：分子间除了有 ，还有分子间氢键（如：HF 、冰、NH3 ）2、典型的分子晶体的结构。阅读课本P66图3-11，图3-12. (1)冰水分子之间的主要作用力是氢键，当然也存在范德华力。晶体的结构特征是 氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与 相互吸引，使冰晶体中的水分子的空间利用率不高， 。所以冰的密度 水。(2)干冰CO2 分子间只有 ，所以干冰的晶体的结构特征是 晶胞呈 面心立方体形 ，每个晶胞中有 个CO2 分子。每个CO2分子周围 等距紧邻 的CO2分子有 个。3、分子晶体熔、沸点高低的比较规律分子晶体要熔化或气化都需要克服分子间的作用力。分子间作用力越大，物质熔化和气化 时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。 因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较 的大小。（1）组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。如：O2N2，HIHBrHCl。（2）分子量相等或相近，极性分子的范德华力大，熔沸点高，如CON2（3）含有氢键的，熔沸点较高。如H2OH2TeH2SeH2S，HFHCl，NH3PH3 （4）在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低。如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照“邻位间位对位”的顺序。【迁移运用】例1共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是 ( ) A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘例2、干冰晶体中，CO2分子的排布方式有几种？例3、四氯化硅的结构和四氯化碳类似，对其性质的推断，正确的是：四氯化碳晶体是分子晶体；通常情况下为液态；熔点高于四氯化碳；属于正四面体的分子构型。其中正确的是（ ）A仅有 B仅有 C仅有 D【课堂检测】1.（双选）下列性质适合于分子晶体的是( ) A.熔点1070，易溶于水，水溶液导电 B.熔点10.31 ，液态不导电、水溶液能导电 C.易溶于CS2、熔点112.8 ，沸点444.6 D.熔点97.81，质软、导电、密度0.97gcm3 2.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是 ( )A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘3.下列分子晶体：H2O HCl HBr HI CO N2 H2熔沸点由高到低的顺序是( ) A. B. C. D. 4.（双选）当S03晶体熔化或气化时，下述各项中发生变化的是( ) A.分子内化学键 B.分子间距离 C.分子构型 D.分子间作用力 5下列过程中，共价键被破坏的是( ) A碘升华 B溴蒸气被木炭吸附 C酒精溶于水 DHCl气体溶于水6.下列有关共价化合物的说法：具有较低的熔、沸点 不是电解质 固态时是分子晶体 都是由分子构成 液态时不导电，其中一定正确的是( ) A. B. C. D. 基础训练1下列晶体中属于原子晶体的是( ) A. 氖 B食盐 C干冰 D金刚石2下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( ) A固态氢 B固态氖 C磷 D三氧化硫 3.下列晶体中不属于原子晶体的是 ( ) A.干冰 B.金刚砂 C.金刚石 D.水晶 4.在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.6个5.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是 ( ) A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘 6.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是( ) A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低 C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D.H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点 7在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C-C键间的夹角是( ) A6个120 B5个108 C4个10928 D6个109288结合课本上干冰晶体图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为( )A6 B8 C10 D129干冰和二氧化硅晶体同属A元素的最高价氧化物，它们的熔沸点差别很大的原因是( ) A二氧化硅分子量大于二氧化碳分子量 BC、O键键能比Si、O键键能小C干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体 D干冰易升华，二氧化硅不能10.最近科学家发现了一种新分子，它具有空心的类似足球的结构，分子式为C60，下列说法正确的是 ( ) A.C60是一种新型的化合物 B.C60和石墨都是碳的同素异形体 C.C60中虽然没有离子键，但固体为离子晶体 D.C60相对分子质量为720 11.支持固态氨是分子晶体的事实是( ) A.氮原子不能形成阳离子 B.铵离子不能单独存在 C.常温下，氨是气态物质 D.氨极易溶于水 12.石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( ) A.10个 B.18个 C.24个 D.14个13.将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅（Si3N4）固体，氧化硅是一种新型的耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。则氮化硅所属的晶体类型是( )A.原子晶体B.分子晶体 C.离子晶体D.金属晶体 14.2003年美国科学杂志报道：在超高压下，科学家用激光器将CO2加热到1800K，成功制得了类似石英的CO2原子晶体。下列关于CO2晶体的叙述中不正确的是( ) A.晶体中C、O原子个数比为12B.该晶体的熔点、沸点高、硬度大C.晶体中COC键角为180D.晶体中C、O原子最外层都满足8电子结构15、氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的微粒间的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是( )A、硝石和金刚石 B、晶体硅和水晶 C、冰和干冰 D、萘和蒽16.碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石晶体硅碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）A. B. C. D. 拓展提高17右图为金刚石的晶体结构。每个C原子、每条CC键被多少个六元环共用？18右图为晶体硼的基本结构单元，已知它为正二十面体(有二十个等边三角形和一定数目的顶角)，每一个顶点各有一个硼原子，通过观察，此基本结构单元由多少硼原子构成？19.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在13000C反应获得。(1)氮化硅晶体属于_晶体。(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式_.(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为_.第二节分子晶体与原子晶体 答案1.D 2.B 3.A 4.D 5.D 6.CD 7.D 8.D 9.C 10.BD 11.C 12.D 13.A 14.C 15.B 16.A5.解析干冰是分子晶体，分于内存在共价键，分子间存在范德华力。NaCl是离子晶体只存在离子键。 NaOH是离子晶体，不仅存在离子键，还存在HO间共价键。碘也是分子晶体，分子内存在共价键，分子间存在分子间作用力。故只有B符合题意。6.解析HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱是它们的共价键键能逐渐减小的原因，与键能有关。NaF、 NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低是它们的离子键能随离子半径增大逐渐减小的原因。F2、C12、Br2、I2为分子晶体。熔、沸点逐渐降低由分子间作用力决定。H2S与H2O的熔沸点高低由分子间作用力及分子的极性决定。故选C、D。7D 根据金刚石的棱型结构特点可知最小环上碳原子数为6个，任意两个CC键间夹角为109288D 根据干冰结构特点，干冰晶体是一种立方面心结构，每个CO2周围等距离最近的CO2有12个(同层4个，上层4个，下层4个) 15解析：本题考查由物理性质特征推知晶体类型以及如何区别不同晶体的微粒间作用力。此题为信息迁移题，解答时先由氮化硅的性质（超硬、耐磨、耐高温），可推知是原子晶体。原子晶体熔化时，要克服共价键。然后分析比较各选项。答案B。16解析 此题是给出新情境的信息迁移题。给出的新情景。是碳化硅的一种晶体具有类似金刚石的结构；此题的考查内容，是化学键与晶体结构。所列三种晶体均是原子晶体，结构相似，晶体内的结合力是呈空间网状的共价键：共价键键长：C-C键 C-S键 C-S键 S-S键共价键键长越短，键能越大，则原子晶体的熔点越高。所以三者的熔点由高到低的顺序是：金刚石、碳化硅、晶体硅。答案 A。17解析：任意两条相邻的CC键参加了2个六元环的形成，每个C原子可形成4条CC键，两面相邻的组合有C6种，故每个C原子被6212个六元环共用。而每条CC键可以与相邻的3条CC键两两相邻，故每条CC键被326个六元环共用。18解析：该晶体的晶胞由二十个等边三角形构成，而每个