高二化学（人教版）学案选择性必修二第三章第二节第1课时分子晶体

第二节分子晶体与共价晶体学习目标重点难点1.知道分子晶体的结构特点,能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用,以及范德华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。2.知道共价晶体的结构特点,认识金刚石晶体中碳原子的三维骨架结构,能借助共价晶体模型说明共价晶体中粒子间的相互作用。3.能结合具体实例,说出分子晶体、共价晶体的粒子间相互作用与其性质(熔点、硬度等)的关系。重点分子晶体、共价晶体的结构特点与性质之间的关系,氢键对分子晶体结构与性质的影响。难点分子晶体、共价晶体的结构特点,氢键对冰的结构和性质的影响。第1课时分子晶体新知探究(一)——分子晶体的性质及物质种类1.分子晶体的概念只含分子的晶体称为分子晶体。2.分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用3.典型的分子晶体与物质类别物质类别实例所有非金属氢化物如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等部分非金属单质如卤素(X2)、O2、硫(S8)、N2、白磷(P4)、碳60(C60)等部分非金属氧化物如CO2、P4O6、P4O10、SO2、SO3等稀有气体如He、Ne、Ar等几乎所有的酸如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等绝大多数有机物如乙醇、乙酸、乙酸乙酯等4.分子晶体的物理性质分子晶体熔、沸点较低,硬度很小,不导电,溶解性一般符合“相似相溶”规律。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)分子晶体中既存在分子间作用力又一定存在共价键()(2)分子晶体熔化时可能破坏范德华力或破坏氢键()(3)分子晶体熔化或溶于水均不导电()(4)属于分子晶体的物质都不溶于水()(5)分子晶体中共价键的键能越大,分子晶体的熔、沸点越高()(6)分子晶体中,分子间作用力越大,对应的物质越稳定()2.下列属于某分子晶体性质的是()A.组成晶体的微粒是离子B.能溶于CS2,熔点为112.8℃,沸点为444.6℃C.熔点为1400℃,可作半导体材料,难溶于水D.熔点高,硬度大3.硫单质有多种组成形式(如图)。下列有关说法中不正确的是()A.上述硫单质形成的晶体其熔点一般较低B.O—H的键能大于S—H的键能,所以沸点:H2O>H2SC.S4、S6、S8形成的晶体均为分子晶体D.SO2、H2S与H2O分子的空间结构均为V形4.硅和卤素单质反应可以得到SiX4,SiX4的熔、沸点如下表:SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点/K183.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.70℃时,SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是(填化学式),沸点依次升高的原因是

________________________。|思维建模|分子晶体的判断方法及熔、沸点高低的比较(1)分子晶体的判断方法①依据物质的类别判断。②依据组成晶体的粒子及粒子间作用力判断。③依据物质的性质判断。(2)分子晶体熔、沸点高低的判断①组成和结构相似的物质(且不含氢键),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。②相对分子质量相等或相近时,极性分子的范德华力大,熔、沸点高,如CO>N2。③能形成氢键的物质,熔、沸点较高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S,HF>HCl,NH3>PH3。④对于有机物中的同分异构体,一般支链越多,熔、沸点越低,如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>>。⑤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,C2H5Cl>CH3Cl,CH3COOH>HCOOH。新知探究(二)——典型分子晶体的结构特征1.分子晶体的结构特征微粒间作用力只有分子间作用力有分子间氢键,具有性

分子堆积方式分子密堆积分子非密堆积空间特点每个分子周围最多可以有12个紧邻的分子空间利用率不高,留有相当大的空隙举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰2.两种典型的分子晶体的组成和结构(1)冰的组成及结构①水分子之间的主要作用力是,也存在。

②由于的方向性,使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。

(2)干冰的组成及结构①干冰中的CO2分子间只存在,无方向性,晶体结构采用形式。

②每个晶胞的和位置有CO2分子,平均含有4个CO2分子,每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个,CO2有4种空间取向。

应用化学1.水有不同的形态,性质也有所不同,冰浮在水面上,水的密度随温度变化而变化,如图所示。冰为什么浮在水面上?水的密度为什么会随温度发生如图所示变化?2.干冰的外观很像冰,硬度也跟冰相似,而熔点却比冰的低得多,在常压下极易升华,在工业上广泛用作制冷剂。为什么干冰熔点比冰低得多?[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(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)点燃的镁条能在干冰的小穴中继续燃烧说明CO2分子间范德华力弱,干冰易升华()(4)干冰晶体中只存在范德华力,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()(6)天然气水合物中水分子间主要通过氢键作用连接()2.在海洋深处的沉积物中含有大量可燃冰,其主要成分是甲烷水合物。甲烷水合物的结构可以看成是甲烷分子装在由水分子形成的“笼子”里。下列说法正确的是()A.甲烷分子和水分子的VSEPR模型都是正四面体形B.甲烷分子通过氢键与构成“笼子”的水分子相结合C.可燃冰属于分子晶体D.水分子的键角大于甲烷分子的键角3.如图为冰晶体的结构模型,大球代表O原子,小球代表H原子,下列有关说法正确的是()A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B.冰晶体具有空间网状结构,不属于分子晶体C.水分子间通过H—O形成冰晶体D.冰晶体融化时,水分子之间的空隙增大4.已知碘晶胞结构如图所示,请回答下列问题:(1)碘晶体属于晶体。

(2)碘晶体熔化过程中克服的作用力为。(3)假设碘晶胞中立方体的棱长为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碘单质的密度为。

课下请完成课时跟踪检测(十七)第二节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体新知探究(一)1.(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×2.选B分子晶体的主要性质有熔、沸点低,硬度小,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,固态时和熔化时均不导电。3.选BS4、S6、S8形成的晶体均为由分子形成的分子晶体,熔点一般比较低,A和C均正确;水分子的沸点高于硫化氢是因为水分子间能形成氢键,硫化氢分子间不能形成氢键,水分子间的作用力强于硫化氢,与键能的大小无关,故B错误;SO2分子中硫原子的价层电子对数为3,孤电子对数为1,分子的空间结构为V形,H2S与H2O分子中的中心原子的价层电子对数都为4,孤电子对数为2,分子的空间结构为V形,故D正确。4.解析:由题给熔、沸点数据可知,0℃时,四氟化硅为气态,四氯化硅为液态,四溴化硅、四碘化硅为固态;分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小,SiX4都是结构相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,则SiX4的沸点依次升高。答案:SiCl4SiX4都是结构相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大新知探究(二)1.方向2.(1)①氢键范德华力②氢键(2)①范德华力分子密堆积②顶角面心[应用化学]1.提示:因为冰晶体中存在的氢键有方向性,水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,其密度自然会比液态水的小,冰浮在水面上。而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,才由于热运动加剧,分子间距离加大,密度渐渐减小。2.提示:冰中水分子间存在氢键,干冰中CO2分子间只存在范德华力,无氢键,氢键的作用比范德华力强得多,所以干冰熔点比冰低得多。[题点多维训练]1.(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)√2.选CCH4的VSEPR模型为正四面体形,H2O的VSEPR模型是四面体形,A项错误;甲烷分子与构成“笼子”的水分子间不能形成氢键,B项错误;可燃冰属于分子晶体,C项正确;H2O的键角为105°,CH4的键角为109°28',D项错误。3.选AB项,冰晶体属于分子晶体;