人教版选修3第3章 第2节 分子晶体与原子晶体学案.doc

第二节分子晶体与原子晶体学习目标：1.了解分子晶体的概念及其结构。2.进一步理解分子间作用力对物质性质的影响，掌握分子晶体的物理性质及其影响因素。(重点)3.了解原子晶体的概念及其结构，掌握原子晶体的物理性质。(重点)4.学会运用模型法和类比法区分不同的晶体类型，培养学生证据推理和模型认识的能力。自 主 预 习探 新 知1分子晶体(1)结构特点构成微粒及作用力堆积方式分子间作用力堆积方式实例范德华力分子采用密堆积如 c60、干冰、i2、o2范德华力、氢键分子不采用密堆积如hf、nh3、冰(2)属于分子晶体的物质种类所有非金属氢化物，如h2o、nh3、ch4等。部分非金属单质，如卤素(x2)、o2、n2、白磷(p4)、硫(s8)等。部分非金属氧化物，如co2、p4o10、so2等。几乎所有的酸，如hno3、h2so4、h3po4、h2sio3等。绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。微点拨：分子晶体在熔化时，只破坏分子间作用力而不破坏化学键。2两种典型的分子晶体(1)干冰每个晶胞中有4个co2分子，12个原子。每个co2分子周围等距离紧邻的co2分子有12个。(2)冰水分子之间的作用力有范德华力，但主要作用力是氢键。由于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个相邻的水分子相互吸引。3原子晶体(1)结构特点及物理性质构成微粒及作用力。立体构型：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”，又称共价晶体。物理性质。a原子晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点高、硬度大。b结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。(2)常见的原子晶体物质类别：金刚石的结构特点：金刚石的晶体结构模型a在晶体中每个碳原子以四个共价单键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。b晶体中ccc夹角为10928，碳原子采取了sp3杂化。c最小环上有6个碳原子。d晶体中碳原子个数与cc键数之比为112。基础自测1判断对错(对的在括号内打，错的在括号内打)(1)分子晶体中分子间一定存在范德华力()(2)分子晶体内分子间均存在共价键()(3)原子晶体硬度通常比分子晶体大()(4)原子晶体中原子间是以共价键结合()答案(1)(2)(3)(4)2下列各组晶体都属于化合物组成的分子晶体是()ah2o、o3、ccl4bccl4、(nh4)2s、h2o2cso2、sio2、cs2dp2o5、co2、h3po4da项，o3为单质；b项，(nh4)2s为离子晶体；c项，sio2为原子晶体。3下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是() 【导学号：79652138】a原子晶体硬度通常比分子晶体大b原子晶体的熔、沸点较高c分子晶体都不溶于水d金刚石、水晶属于原子晶体c分子晶体有的能溶于水，如h2so4等。合 作 探 究攻 重 难原子晶体与分子晶体的比较与判断1原子晶体与分子晶体的比较晶体类型原子晶体分子晶体概念相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体只含分子的晶体组成微粒原子分子微粒间作用力共价键分子间作用力熔、沸点很高较低硬度很大较小溶解性一般不溶于各种溶剂部分溶于水导电性不导电，个别为半导体不导电，部分水溶液导电熔化时破坏的作用力共价键分子间作用力实例金刚石干冰结构特点其最小的碳原子环中有6个碳原子，ccc夹角为10928co2晶体中存在co2分子2判断原子晶体和分子晶体的方法：(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。构成原子晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。(2)依据晶体的熔点判断。原子晶体的熔点高，常在1 000 以上；而分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至更低温度。(3)依据晶体的导电性判断。分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如hcl。原子晶体多数为非导体，但晶体si、晶体ge为半导体。(4)依据晶体的硬度和机械性能判断。原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆。(1)原子晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在真实的分子。(2)原子晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如sio2只是表示晶体中si与o的原子个数比为12。而分子晶体的化学式表示真实的组成。对点训练1有下列物质：水晶，冰醋酸，氧化钙，白磷，晶体氩，氢氧化铝，铝，金刚石，过氧化钠，碳化钙，碳化硅，干冰，过氧化氢。根据要求填空。(1)属于原子晶体的化合物是_。(2)直接由原子构成的分子晶体是_。(3)由极性分子构成的晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(4)在一定条件下，能导电且不发生化学变化的是_，受热熔化后化学键不发生变化的是_，受热熔化需克服共价键的是_。答案(1)(2)(3)(4)分子晶体和原子晶体熔、沸点的比较1不同类型的晶体熔、沸点：原子晶体分子晶体2同一类型的晶体(1)分子晶体。分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体，熔、沸点比同族元素的氢化物反常得高。如h2oh2teh2seh2s。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。如snh4geh4sih4ch4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如con2，ch3ohch3ch3。同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。如ch3ch2ch2ch2ch3烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增加，熔、沸点升高。如c2h6ch4，c2h5clch3cl，ch3coohhcooh。(2)原子晶体。晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。原子半径越小，则化学键的键长越短，化学键就越强，键就越牢固，破坏化学键需要的能量就越大，故晶体的熔点就越高。如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低。原子半径：csi，则键长：cccsicsisisi，熔点：金刚石碳化硅晶体硅。对点训练2下列有关物质的熔点高低顺序正确的是() 【导学号：79652139】ahfhclhbrb金刚石碳化硅sio2dh2oh2s，so2seo2dhcl、hbr；so2、seo2均为组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，熔点越高。hf、h2o分子中均存在氢键，所以熔点出现“反常”现象。金刚石、碳化硅和晶体硅中，共价键键长：cccsicsisisi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。当 堂 达 标固 双 基1下列有关分子晶体的说法中正确的是()a分子内均存在共价键b分子间一定存在范德华力c分子间一定存在氢键d其结构一定不能由原子直接构成b稀有气体元素组成的晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，且分子为单原子分子，故a、d项错误。分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的n、o、f原子结合的氢原子的分子间或者分子内，所以b项正确，c项错误。2下列晶体中属于原子晶体的是()a晶体碘b食盐c胆矾d晶体硅d常见的原子晶体中属于非金属单质的有金刚石、晶体硅、晶体硼等，属于非金属化合物的有二氧化硅、碳化硅、氮化硅等。3下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是() 【导学号：79652140】sio2和so3金刚石和白磷co2和so2晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫黄和单质碘abcdc属于分子晶体的有so3、co2、so2、白磷、晶体氖、晶体氮、硫黄和单质碘。属于原子晶体的有sio2、晶体硅和金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子构成，晶体中不存在化学键。4有下列几种晶体：a.水晶，b.冰醋酸，c.白磷，d.金刚石，e.晶体氩，f.干冰。 【导学号：79652141】(1)属于分子晶体的是_(填字母，下同)，直接由原子构成的分子晶体是_。(2)属于原子晶体的化合物是_。(3)直接由原子构成的晶体是_。(4)受热熔化时，化学键不