第三章 第二节 分子晶体与共价晶体-【高考领航】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修2同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第二节　分子晶体与共价晶体 学业要求解读 活动探究建议 1.借助分子晶体、原子晶体(共价晶体)等模型认识晶体的结构特点。 2.能够从范德华力、氢键的角度分析、理解分子晶体的物理特性。 3.学会晶体熔、沸点比较的方法。 1.运用模型法和类比法，分析微观粒子间的作用力，并建立与分子晶体与共价晶体的性质的联系。 2.运用典型晶体模型判断晶体的结构特点及组成，并进行相关的计算。 学习任务一　分子晶体 一、分子晶体及分子晶体中粒子间的相互作用 1．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 　稀有气体单质是单原子分子，原子之间不存在共价键，固态时属于分子晶体。 3．物理性质 一般熔、沸点较低，硬度较小。 二、常见的典型分子晶体 1．常见的典型分子晶体 (1)所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。 (2)部分非金属单质：X2(卤素单质)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等。 (3)部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。 (4)几乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 (5)绝大多数有机物的晶体：苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。 2．堆积方式 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有分子间作用力，无氢键 有分子间氢键，它具有方向性 空间特点 每个分子周围一般有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、O2 HF、NH3、冰 [思考1]　判一判 (1)冰融化时，分子中H—O键发生断裂。(　　) (2)分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定。(　　) (3)所有分子晶体中都存在化学键。(　　) 提示：(1)×。冰属于分子晶体，融化时要克服分子间作用力和氢键，分子内的共价键不断裂。 (2)×。分子间作用力的大小决定分子晶体的熔、沸点的高低，而分子的稳定性取决于化学键的强弱。 (3)×。如稀有气体是单原子分子，其晶体中不含化学键。 两种典型的分子晶体的组成和结构 1．干冰 (1)每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子。 (2)每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。 2．冰 (1)水分子之间的作用力有范德华力，但主要是氢键。 (2)由于氢键的方向性，使四面体中心的每个水分子与四面体顶角的4个相邻的水分子相互吸引。 [典例剖析] 　(1)如图为干冰的晶体结构示意图。 通过观察分析，每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有________个，有________种取向不同的CO2分子。将CO2分子视作质点，设晶胞边长为a pm，则紧邻的两个CO2分子的距离为________pm。 (2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是________，还有________，由于该主要作用力与共价键一样具有________性，故1个水分子周围只有________个紧邻的水分子，这些水分子位于________的顶点。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率________(填“较高”或“较低”)，故冰的密度比水的密度要________(填“大”或“小”)。 [思路点拨]　(1)干冰晶体中1个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子，冰中1个H2O分子周围有4个紧邻的H2O分子。 (2)冰晶体中，每个水分子与其他4个水分子形成氢键。 [解析]　(1)观察并分析干冰的晶体结构，可知在干冰晶体中，CO2分子的四种取向，分别平行于四条体对角线。离顶点的CO2分子最近的是面心的分子，两者的距离为面对角线的一半，即a pm。每个CO2分子周围紧邻且等距离 的CO2分子共有12个。(2)在冰晶体中，水分子间的主要作用力是氢键，氢键具有方向性，1个水分子周围只有4个紧邻的水分子，使冰晶体中水分子的空间利用率较低，分子的间距较大，结构中有许多空隙，造成冰的密度小于水的密度。 [答案]　(1)12　4　a　(2)氢键　范德华力　方向　4　四面体　较低　小 [跟踪训练] 1．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、HD、C10H18　 B．PCl3、CO2、H2SO4 C．SO2、C60、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2 解析：选B。分子晶体的构成微粒为分子，分子内部以共价键结合。HD属于分子晶体，但为单质，故A错误；PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体，且属于化合物，故B正确；C60属于分子晶体，但为单质，故C错误；Na2S中含有离子键，不属于分子晶体，故D错误。 2．下列有关分子晶体的说法中一定正确的是(　　) 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．其结构一定为分子密堆积 解