分子晶体和共价晶体高二化学人教版选择性必修2

第三章晶体结构和性质第二节分子晶体与共价晶体新课导入根据组成晶体粒子间作用力的不同，对下列各种晶体进行分类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？分子聚集形成分子晶体新课导入①定义：只含分子的晶体，以分子间作用力结合成的晶体分子晶体②分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用③注意：分子晶体中不一定含共价键，如稀有气体只有分子间作用力分子晶体熔化时一般破坏分子间作用力分子晶体的物理性质由分子间作用力决定，与共价键的稳定性无关分子晶体常见的分子晶体：①所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX②几乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H2SiO3、H3PO4③部分非金属单质：稀有气体、S8、P4、C60、O2、H2（除B、Si、金刚石等）④部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10（除SiO2等）⑤绝大多数有机物：四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖、苯、萘、苯甲酸等分子晶体物理性质(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度（分子间作用力较弱）【注意】①分子晶体中分子作用力越大，熔、沸点越高，反之越低②具有氢键的分子晶体，熔沸点反常高③对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低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、沸点升高分子晶体物理性质(2)分子晶体不导电（熔融时不产生自由移动的离子或电子）(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。课堂练习(1)组成分子晶体的微粒是分子，在分子晶体中一定存在共价键和分子间的作用力(

)(2)分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键(

)(3)分子晶体熔化或溶于水均不导电(

)(4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大(

)(5)SiCl4晶体是分子晶体，熔点高于CCl4(

)√××√×分子晶体结构特征（1）分子密堆积——大多数分子晶体的结构特征特点：分子间作用力都只是范德华力，在立方体的顶角各有一个分子，6个面的中心又各有一个分子。分子晶体干冰晶体①干冰中的CO2分子间作用力只存在范德华力，不存在分子间氢键②每个晶胞中均摊4个CO2分子③每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个分子晶体（2）分子非密堆积分子间作用力除了范德华力，还存在氢键，空间利用率不高，每个分子周围紧邻的分子少于12个冰晶体密度小于液态水原因：冰晶体中水分子未采用密堆积，使水分子间的空隙比液态水更大，冰融化成水时，分子进入空隙使水的密度增大由于氢键具有方向性，使得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课堂练习(1)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体(

)(2)干冰比冰的熔点低很多，常压下易升华(

)(3)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(

)(4)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(

)××√√(5)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？冰晶体中水分子间除了范德华力外还存在氢键，属于非密堆积模型，硫化氢分子间只存在范德华力，属于密堆积模型课堂练习下列叙述正确的是(

)A．由分子构成的物质其熔点一般较低B．分子晶体在熔化时，共价键被破坏C．分子晶体中分子间作用力越大，其化学性质越稳定D．物质在溶于水的过程中，化学键一定会被破坏或改变A课堂拓展许多气体可以与水形成水合物晶体，最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H2O的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体（CH4·nH2O）。这种晶体的主要气体成分是甲烷，因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”。新课导入【思考】碳和硅元素同为第四主族的元素，从其形成的化合物外形来看，均为晶体，而两种晶体的熔沸点却相差很大，原因是什么？共价晶体定义：相邻原子间以共价键相结合形成的三维骨架结构的晶体【注意】①共价晶体无分子式，用化学式表示②原子晶体中唯一的作用力是共价键，即影响化学性质的稳定性，又影响物理性质熔沸点、硬度大小③具有共价键的晶体不一定是共价晶体（干冰、NaOH)，由原子构成的晶体不一定是共价晶体共价晶体常见共价晶体：①某些非金属单质：硼（B）、硅（Si)、金刚石（C）、灰锡（Sn）和锗(Ge）②某些非金属化合物：金刚砂（SiC）、二氧化硅（SiO2）、氮化硼（BN）、氮化铝（AlN）、氮化硅（Si3N4)③极少数金属氧化物：氧化铝共价晶体物理性质：（1）熔沸点很高，硬度很大共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化要克服共价键，需要很高能量（2）一般不导电，但是晶体硅是半导体（3）难溶于常见溶剂共价晶体共价晶体的结构特征（1）金刚石晶体

共价晶体金刚石晶胞（面心立方晶胞）

共价晶体（2）SiO2晶体SiO2是自然界含量最高的二元氧化物，熔点1713℃，有多种结构，最常见的是低温石英，遍布河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗石里的白色晶体以及透明的水晶都是低温石英SiO2用途：制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维共价晶体

共价晶体低温石英(α-SiO2)低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。被广泛用作压电材料，如石英手表共价晶体SiO2晶胞①二氧化硅晶胞中含有的Si原子数为8，O原子数为6②1molSiO2中含4molSi—O键分子晶体和共价晶体的判断方法①依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断②依据晶体的熔点判断③依据晶体的硬度与机械性能判断④依据导电性判断⑤依据物质分类判断⑥依据物质的状态判断构成共价晶体的微粒是原子/共价键构成分子晶体的微粒是分子或原子/分子间作用力共价晶体熔点高（1000℃以上）分子晶体熔点低共价晶体硬度大分子晶体硬度小且较脆常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体分子晶体为非导体，但部分溶于水后能导电原子晶体多数为非导体，但晶体硅、锗是半导体课堂练习(1)金刚石晶体中最小碳环是六元环，且6个碳原子在同一平面内(

)(2)金刚石晶体中每个碳原子被12个碳原子环所共有，每个C—C被6个六元环共用(

)(3)1mol金刚石晶体中含有4mol碳碳键(

)(4)1mol二氧化硅晶体中含有4mol硅氧键(

)××√√课堂练习最近科学家成功研制了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的三维骨架结构。下列对该晶体的叙述错误的是(

)A．该晶体是共价晶体B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2C．该晶体中碳原子数与C—O数之比为1∶2D．该晶体中最小的环由12个原子构成C课堂练习设NA为阿伏加德罗常数的值。