3.2分子晶体与共价晶体 讲义-2021-2022学年高中化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体的结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 第一部分：分子晶体 一、分子晶体及其结构特点 1、概念：分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体 2、微粒间作用：分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引 3、常见分子晶体及物质类别 物质种类 实例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 所有的含氧酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4、两种典型分子晶体的组成与结构 (1)干冰 ①每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子 ②距离每个CO2分子的距离最近且等距离的CO2分子数为12个 ③每个干冰晶胞中有4种CO2分子的伸展方向，每种伸展反向有一个CO2分子 (2)冰 ①水分子之间的作用力有范德华力和氢键，但主要是氢键 ②由于氢键的方向性，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 二、分子晶体的物理性质 1、物理特性 (1)分子晶体的熔、沸点较低，密度较小，硬度较小，较易熔化和挥发 (2)一般是绝缘体，熔融状态也不导电 (3)溶解性符合“相似相溶规律” 2、分子晶体熔、沸点高低的比较规律 分子晶体中分子间作用力越大，物质熔、沸点越高，反之越低。一般情况下，相对分子质量越大，分子 间作用力越大，如果有氢键存在，熔沸点偏高。 三、分子晶体的判断方法 1、依据物质的类别判断 部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、所有的含氧酸、绝大多数有机物的晶体都是 分子晶体 2、依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断 微粒是分子的一定是分子晶体，含有分子间作用力的晶体一定是分子晶体 3、依据物质的性质判断 分子晶体的硬度较小，熔、沸点较低，在熔融状态或固体时均不导电 第二部分：共价晶体 一、共价晶体及其结构特点 1、概念：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体叫共价晶体，又叫共价晶体 2、构成微粒及微粒间作用 3、常见共价晶体及物质类别 (1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等 (2)某些非金属化合物：如金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等 4、两种典型共价晶体的组成与结构 (1)金刚石 金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角 为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共 价键相连的空间网状结构。其中最小的环是六元环 (2)二氧化硅 二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与2个 硅原子相结合，向空间扩展，形成空间网状结构。晶体结构中最小的环上有6个硅原子和6个氧原子， 硅、氧原子个数比为1：2 注：①共价晶体中不存在单个的分子，其化学式不是分子式，仅表示该物质中原子个数比 ②由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体分子构成的晶体属于分子晶体 ③共价晶体中一定存在共价键，而物质中存在共价键的晶体不一定是共价晶体，如干冰中碳原 子与氧原子之间存在共价键，但干冰是分子晶 二、共价晶体的物理性质 1、物理性质 (1)熔点很高 (2)硬度很大(金刚石是天然存在的最硬的物质) (3)一般不导电(但晶体硅、晶体锗是半导体) (4)不溶于一般溶剂 2、共价晶体熔点和硬度的比较规律 结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高，硬度越大 三、共价晶体与分子晶体的比较 晶体类型 共价晶体 分子晶体 构成微粒 原子 分子 微粒间作用力 共价键 分子间作用力 结构特点 空间网状结构 分子密堆积或非密堆积 物理性质 熔点高，硬度大，不溶于一般溶剂 熔、沸点低，硬度小，遵守“相似相溶”规律 熔化时破坏的作用力 共价键 范德华力(有时破坏氢键) 举例 金刚石 冰、干冰 1 $17 SCHF 种子化学家族 种子化学出品 第三章 晶体的结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 第一部分：分子晶体 一、分子晶体及其结构特点 1、概念：分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体 2、微粒间作用：分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引 3、常见分子晶体及物质类别 物质种类 实例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 所有的含氧酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、