3.2 分子晶体与共价晶体 课件2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

分子晶体与共价晶体（第一课时） 册 别：选择性必修2 学 科：化学（人教版） 主讲教师：胡照琴 分子晶体与共价晶体 第一课时 分子晶体 学 校：浙江省普陀中学 册 别：选择性必修2 学 科：化学（人教版） 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。 2、能说明范德华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。 请判断下列固体是否属于晶体，并说明理由。 雪花 食盐 钻石 玻璃 晶体 晶体 晶体 非晶体 没有固定的熔点 不同的晶体，性质存在差异。 4 干冰和冰外观很像，硬度相似，但冰浮于水上而干冰沉于水中； 水的密度在4 ℃时最大； 可燃冰是一种笼状化合物。 这些常识，你知道吗？ 结构 性质 决定 反映 本节课我们一起深入分析这些常识，学习分子晶体的相关知识。结构决定性质，首先学习晶体的结构。 5 任务1：观察下图，找出两个晶体结构的共同点。 干冰的晶胞 碘的晶胞 构成微粒： 分子 微粒内作用力： 共价键 微粒间作用力： 分子间作用力 晶胞中分子位置： 8个顶角和6个面心 （1个晶胞中有4个分子） 分子晶体 定义： 构成微粒： 微粒间作用力： 只含分子的晶体 分子间作用力 分子 （范德华力、氢键） 问题1：冰浮于水上而干冰沉于水中（干冰的密度比冰的大），原因之一可能是CO2的相对分子质量比H2O大，还可能是什么原因？ 干冰晶胞 冰的结构 干冰晶胞 任务2：利用干冰晶胞模型认识大多数分子晶体 的结构特征。 与一个 CO2 分子紧邻的 CO2 分子共有____个 与一个 CO2 分子紧邻的 CO2 分子共有____个 x y z 与一个 CO2 分子紧邻的 CO2 分子共有____个 x y z 与一个 CO2 分子紧邻的 CO2 分子共有____个 x y z 与一个 CO2 分子紧邻的 CO2 分子共有____个 12 x y z 分子晶体的结构特征 晶体 干冰 冰 分子间作用力 一个分子周围紧邻分子个数 特 征 范德华力 分子密堆积 12 个 碳60的晶胞 问题2：冰浮于水上，水的密度在4 ℃时最大。这是为什么？水的这一特性对生命的存在有什么重要意义？ 任务3：认识冰的结构特征。 冰中一个水分子周围有____个水分子 4 正四面体 氢键具有方向性 空间利用率不高 相当大的空隙 分子非密堆积 有序排列 冰融化时 超过 4 ℃ 冰 氢键多 空隙大 密度小 部分解体 空隙减小 密度增大 热运动加剧 分子间距加大 密度逐渐减小 水的密度在4 ℃时最大 冰浮于水上 “冰浮于水上”这一特性对生命的存在有着重要的意义： 冰浮于水面成为隔热层，使冰下水温在0~4 ℃； 结冰时散热，冰融时吸热，这一过程有缓冲水温变化的作用，有利于生物的生存。 分子晶体的结构特征 晶体 干冰 冰 分子间作用力 一个分子周围紧邻分子个数 特 征 范德华力 分子密堆积 12 个 主要是氢键 分子非密堆积 4个 干冰的密度比冰的大，原因可能是： ①CO2的相对分子质量比H2O大； ②干冰是分子密堆积，分子间隙比冰的小。 若分子间作用力只是范德华力， 以 1 个分子为中心，其周围最多可以有 12 个紧邻分子，这一特征称为分子密堆积。如干冰、碳60、碘晶体等。 若分子间作用力主要是氢键，氢键具有方向性，使晶体中分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，称为分子非密堆积。如冰。 分子晶体的结构特征 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，这是为什么？ 思考： 硫化氢分子间作用力只是范德华力，分子密堆积。而水分子间作用力主要是氢键，氢键具有方向性，迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键。 任务4：了解可燃冰。 许多气体可以与水形成水合物晶体。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，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”。 科学·技术·社会 在天然气水合物晶体中，气体是装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内，因而又称笼状化合物（左图）。 天然气水合物晶体中的水分子笼是多种多样的（右图）。 假设水笼穴内装的都是CH4，甲烷水合物的化学式可表示为8CH4·46H2O。实际上甲烷分子只占据笼穴的70%~90%。 蓝鲸一号 估计全球的海底和冰川底部藏在天然气水合物中的天然气，总量超过煤、