3.2.1分子晶体课件20242025年高二上学期人教版化学选择性必修2

第二节

分子晶体与共价晶体第三章晶体结构与性质人教版选择性必修2第1课时分子晶体生活中常见的晶体分子间作用力分子晶体离子键离子晶体共价键共价晶体金属键金属晶体1、能辨识常见的分子晶体，并能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。2、能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体，理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能用均摊法对晶胞进行分析。【学习目标】分子晶体的结构特点，氢键对冰的结构和性质的影响【重点难点】【问题】从组成粒子和粒子间相互作用的角度分析以下四种晶体结构的共同特点是什么？碘（I2）干冰（CO2）碳60（C60）

冰（H2O）【思考与讨论】1、概念只含分子的晶体叫做分子晶体。如：I2、H2O、NH3、H3PO4、C60、C6H6等在固态时都是分子晶体。分子晶体构成粒子分子粒子间的作用力分子间作用力分子内各原子间共价键一、分子晶体2、构成微粒及微粒间作用力(除了稀有气体外)(除范德华力外还可能有氢键)3、类别

①所有非金属氢化物：②几乎所有的酸：③部分非金属单质:④部分非金属氧化物:

⑤绝大多数有机物的晶体：H2O、H2S、NH3、CH4、HXH2SO4、HNO3、H3PO4（碱和盐则是离子晶体）X2、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10乙醇、冰醋酸、蔗糖、苯、萘、蒽、苯甲酸等(除B、Si、金刚石等)(除SiO2等)H2S，CH4，NaCl，NaOH，O2，N2，白磷，CO2，NO2思考：下列晶体中，哪些是分子晶体？分子晶体氧气氮气白磷水熔点/℃－218.3－210.144.20分子晶体硫化氢甲烷乙酸尿素熔点/℃－85.6－18216.6132.74、分子晶体的物理特性思考1：请根据表中数据分析分子晶体的熔点有什么特点？分子晶体熔化时一般只破坏范德华力、氢键，不破坏化学键。范德华力、氢键相对化学键较弱。为什么分子晶体的熔点比较低？熔点较低思考2：溜冰时，冰面上常常容易留下划痕，这说明冰晶体的硬度较大还是较小？说明冰晶体的硬度小思考3：分子晶体（如乙醇）一般都是绝缘体，熔融状态下也不导电。从结构的角度应该如何解释呢？构成分子晶体的微粒都是分子，熔融时没有产生自由移动的离子，因此分子晶体一般不导电。熔点低硬度小不导电（1）干冰晶体5、两种典型的分子晶体的结构分析干冰的晶胞结构图中心CO2分子注：配位数——1个分子周围最邻近的分子数目12干冰中的CO2分子间只存在

，不存在

；每个晶胞中有

个CO2分子，

个原子；每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子（CO2的配位数）有

个。范德华力氢键412

在分子晶体中，如果分子间的作用力只有范德华力，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。(如：干冰、I2、C60等)C60晶胞干冰晶胞碘晶体晶胞晶胞模型面心立方思考：冰晶体中，每个H2O周围有几个紧密相邻的H2O？和干冰晶体一样吗？若不一样，可能的原因是什么？（2）冰晶体每个H2O周围只有

个紧密相邻的H2O。

水分子间的主要作用力主要是

（当然也存在

。由于氢键具有

，使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使得晶体中分子的空间利用率降低，留有相当大的空隙，因而冰的密度比水的

。）冰晶体1molH2O中最多含有

mol氢键。氢键范德华力4方向性2小分子非密堆积1、冰融化成液态水的密度这样变化原因?为什么水在4℃时的密度最大？●【思考与讨论】当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大。超过4℃时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以4℃时水的密度最大。2、硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？硫化氢晶体中分子之间只有范德华力，范德华力无饱和性与方向性，形成分子密堆积。因此，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子。而冰晶体中水分子间存在氢键，氢键具有方向性，这迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键。因此，冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子。（3）分子晶体的结构特征微粒间作用力微粒堆积方式空间特点举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰性质特点范德华力范德华力和氢键分子密堆积分子非密堆积通常每个分子周围有12个紧邻的分子每个分子周围紧邻的分子数小于12个，空间利用率低熔、沸点低，密度大熔、沸点高，密度小密堆积——指的是晶体中原子或分子的排列方式

一维堆积

球成线

二维堆积

线成面三维堆积

面成体密堆积方式心对心心对空非最密堆积最密堆积资料链接1部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。（1）依据物质的类别判断组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。（2）依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。（3）依据物质的性质判断6、分子晶体的判断方法（1）含有分子间氢键的分子晶体，熔沸点较高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl。（2）组成和结构相似的物质，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，

熔沸点越高。如：O2>N2，HI>HBr>HCl。7、分子晶体熔沸点的比较（3）相对分子质量相等或相近，分子极性越大，范德华力越大，熔沸点越高，如CO>N2。（4）烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高，如C2H6>CH4,C2H5CI>CH3CI,CH3COOH>HCOOH。（5）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；芳香化合物苯环上的同分异构体一般按照“邻位>间位>对位”的顺序。分子晶体的定义分子晶体典型的分子晶体分子晶体的物理性质分子晶体的结构特征分子晶体的判断方法分子晶体熔沸点高低的判断课堂小结1、判断正误(1)分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键。(

)(2)分子晶体熔化时,只破坏分子间作用力，不破坏共价键。(

)(3)冰融化和干冰升华破坏的作用力完全相同。(

)(4)干冰晶体中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻分子。(

)(5)冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的分子，1mol冰中含有1mol氢键。(

)√√×√×【随堂练习】

2、下列有关分子晶体的说法中一定正确的(

)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、其结构一定为分子密堆积B3、下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是(

)A．NH3、P4、Cu

B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、SiO2、P2O5

D．CCl4、H2O、Na2O2B4、下列性质符合分子晶体性质的是(

)A、熔点为1070℃,易溶于水,水溶液导电B、熔点为3500℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂C、能溶于CS2,熔点为113℃,沸点为445℃D、熔点为97.81℃,质软,导电,密度为0.97g·cm-3C5、下列有关冰和干冰的叙述不正确的是(

)A、干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体B、冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子C、干冰比冰的熔点低得多,常压下易升华D、干冰中CO2分子间只存在范德华力,不存在氢键,一个分子周围有12个紧邻的分子A6、(1)比较下列化合物熔、沸点的高低(填“>”或“<”)。

①CO2________SO2

②NH3________PH3

③O3________O2

④Ne________Ar

⑤CH3CH2OH________CH3OH

⑥CO____