内容正文:
第二节 分子晶体和共价晶体
第三章 晶体结构和性质
第一课时
分子晶体
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
氯化钠晶体结构
铜晶体结构
金刚石晶体结构
分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
粒子间作用力
常见的晶体类型:
碘晶体晶胞
分子间作用力
金属键
共价键
离子键
学习目标
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、能结合具体实例,说出分子晶体的粒子间相互作用与其性质(熔点、硬度 等)的关系。
一:分子晶体
1、 概念
只含分子的晶体叫做分子晶体。如图:碘晶体只含I2属于分子晶体。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
构成粒子
分子晶体
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
注意:
①并非所有的分子晶体中都含共价键,如稀有气体
②分子晶体熔化时一般破坏分子间作用力
③分子晶体构成微粒是分子,化学式就是分子式
碘晶体晶胞
2、 物理性质
分子晶体 氧气 氮气 白磷 水
熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2 0
分子晶体 硫化氢 甲烷 乙酸 尿素
熔点/℃ -85.6 -182 16.6 132.7
(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。
分子晶体熔化时要破坏分子间作用力,由于分子间作用力很弱,所以分子晶体的熔、沸点一般较低,部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等),且硬度较小。
(2)分子晶体不导电。
分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子,因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电,如HI、乙酸等。
(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。
H2O是极性溶剂,SO2、H2S、HBr等都是极性分子,它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂,则Br2、I2等非极性分子易溶于其中,而水则不溶于苯和CCl4中。
课堂练习1:判断正误
(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)水分子间存在着氢键,故水分子较稳定( )
(6)H2SO4为强电解质,硫酸晶体是能导电的( )
(7)SiCl4晶体是分子晶体,熔点高于CCl4( )
×
√
×
×
×
×
√
课堂练习2:比较下列化合物的熔、沸点的高低(填“>”或“<”)
①CO2 SO2; ②NH3 PH3;
③O3 O2; ④Ne Ar;
⑤CH3CH2OH CH3OH; ⑥CO N2;
<
>
>
<
>
>
课堂练习3:已知AlCl3的熔点为190℃(2.02×105Pa),但它在180℃即开始升华,设计一个可靠的实验,判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。
若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物,可测其在熔融状态下是否可导电,若不导电,则是共价化合物,若导电,则是离子化合物。
小结:分子晶体熔沸点的比较:
分子间作用力越强,熔沸点越高
⑴若分子间存在氢键,则分子间作用力较大,熔沸点较高。
如H2O>H2Te>H2Se>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
⑵组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高。
I2 > Br2 > Cl2>F2
⑶相对分子质量相近时,分子极性越大,熔沸点越高 CO>N2
⑷有机物的同分异构体中,支链数越多,熔沸点越低。
如沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷;
(1)部分非金属单质:X2、O2、H2、 S8、P4、C60
(4)部分非金属氧化物: CO2、SO2、NO2……
(5)几乎所有的酸: H2SO4、HNO3、H3PO4
(6)绝大多数有机物:乙醇、冰醋酸、蔗糖……
(2)稀有气体:
(除 SiO2 等)
(除B、Si、Ge等的单质、金刚石等)
大部分共价单质和共价化合物
3、 常见的分子晶体
(3)所有非金属氢化物:H2O、H2S、NH3、CH4、HX……
4、 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,这种堆积称为分子密堆积。
(1)、分子密堆积
碳60的晶胞
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