3.2.1分子晶体 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 课时1 分子晶体 1 请判断下列固体是否属于晶体 雪花 食盐 钻石 玻璃 分子晶体 离子晶体 共价晶体 思维启航 碘(I2) 干冰(CO2) 碳60(C60) 1.分子晶体的概念 只含分子的晶体叫做分子晶体。如:I2、H2O、NH3、H3PO4等在固态时都是分子晶体。 分子晶体 构成粒子 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 分子晶体 ①所有非金属氢化物:如水(H2O)、硫化氢(H2S)、氨(NH3)、氯化氢(HCl)、甲烷(CH4)等 分子晶体 2.分子晶体与物质的类别 ②部分非金属单质:如卤素(X2)、氧气(O2)、硫(S8)、氮气(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)等 ③部分非金属氧化物:如CO2、P4O6、P4O10、SO2等 ④几乎所有的酸:如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等 ⑤绝大多数有机物:如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等 分子晶体 3.分子晶体的结构特征 (1)分子密堆积 如果分子间作用力只是范德华力,若以一个分子为中心,其周围最多可以有12个紧邻的分子,分子晶体的这一特征称为分子密堆积 分析干冰晶体结构中每个CO2分子周围距离最近紧密相邻的CO2 分子共有 个? 干冰的晶胞 12 CO2 分子: 中心 分子晶体 3.分子晶体的结构特征 (1)分子密堆积 6 (1)只有范德华力→分子密堆积 碳60的晶胞 分子晶体的分子周围与其紧邻且等距的分子都是12个 碘晶体晶胞 分子晶体 3.分子晶体的结构特征 晶胞模型 面心立方密堆积 每个H2O周围紧密相邻的H2O只有4个 分子晶体 3.分子晶体的结构特征 (2)存在氢键 氢键具有方向性 (1)为什么干冰的熔沸点比冰低? 由于干冰中的CO2之间只存在范德华力,一个分子周围有12个紧邻分子,密度比冰的高。 【思考】 分子晶体 (2)为什么干冰的密度却比冰大? 水存在分子间氢键,CO2之间只存在范德华力,氢键>范德华力,干冰的熔沸点比冰低。 9 (3)结合图像分析,为什么水变成冰密度会减小? 分子晶体 氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,其密度比液态水小。 (4)为什么水在4℃时的密度最大? 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,由于热运动加剧,分子间距离加大,密度逐渐减小,所以4℃时水的密度最大。 分子晶体 冰融化成水时的密度变化图 ● 11 (1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。 (2)分子晶体不导电。 分子晶体 4.分子晶体的性质特征 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、红磷等),且硬度较小。 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。 分子晶体 4.分子晶体的性质特征 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。 ①组成和结构相似的物质,不含氢键的分子晶体,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,极性分子的范德华力大,熔沸点高, 如CO N2 分子晶体熔沸点的比较 总结提升 ③含有分子间氢键的分子晶体,熔沸点较高。 如H2O H2Te H2Se H2S, HF HCl NH3 PH3 > > > > > > > > > 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、P4、C10H8 B.PCl3、CO2、H2SO4 C.SO2、金刚石、P2O5 D.CCl4、H2O、Na2O2 B 及时巩固 2.下列有关分子晶体的说法中一定正确的( ) 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 B 4.(1)比较下列化合物熔、沸点的高低(填“>”或“<”)。 ①CO2_SO2 ②NH3_PH3 ③O3_O2 ④Ne_Ar ⑤CH3CH2OH_CH3OH (2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa),但它在180 ℃即开始升华。请回答:①AlCl3固体是_晶体。