3.2.1 分子晶体-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2（人教版，不定项）

第二节　分子晶体与共价晶体 第1课时　分子晶体 新课程标准 核心素养 1.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。 2.能够从范德华力、氢键的特征,分析理解分子晶体的物理特性。 1.宏观辨识与微观探析:能辨识常见的分子晶体,并能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的作用力和对分子晶体物理性质的影响。 2.证据推理与模型认知:能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体,理解分子晶体中微粒的堆积模型,并能利用均摊法对晶胞进行分析。 课前预习新知 　 知|识|梳|理 知识点一 分子晶体的结构与物质类别 1.分子晶体的结构特点。 (1)构成微粒及微粒间作用力。 (2)特征性质。 分子晶体熔点低,硬度很小,不导电。 2.常见的典型分子晶体。 (1)所有非金属氢化物,如H2O、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。 (2)部分非金属单质,如X2(卤素单质)、O2、N2、S8、P4、C60、稀有气体等。 (3)部分非金属氧化物,如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。 (4)几乎所有的酸,如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 (5)绝大多数有机物,如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。 3.分子晶体的常见堆积方式。 分子间作用力 堆积方式 实例 范德华力 分子采用密堆积,每个分子周围有12个紧邻的分子 如C60、干冰、I2、O2 范德华力、 氢键 分子不采用密堆积,每个分子周围紧邻的分子少于12个 如HF、NH3、冰 微思考 分子晶体溶于水时,化学键如何变化? 提示:有的溶于水破坏化学键,例如HCl,有的不破坏化学键,例如蔗糖、乙醇。 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 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。 (×) 知识点二 两种典型的分子晶体的组成和结构 1.冰。 冰的结构模型 (1)水分子之间的主要作用力是氢键,当然也存在范德华力。 (2)氢键有方向性,它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子互相吸引。 2.干冰。 干冰的结构模型(晶胞) (1)干冰中的CO2分子间只存在范德华力,不存在氢键。 (2)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。 微思考 观察冰和干冰的结构示意图,回答下列问题: (1)为什么冰会浮在水面上? (2)为什么冰融化为水时,密度增大? (3)为什么干冰的熔、沸点比冰低,密度却比冰大? 提示:(1)由于氢键的方向性,使冰晶体中每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,形成空隙较大的网状晶体,密度比液态水小,所以结的冰会浮在水面上。 (2)在冰晶体中,每个分子周围只有4个紧邻的水分子,由于水分子之间的主要作用力是氢键,氢键跟共价键一样具有方向性,即氢键的存在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。当冰融化为液态水时,热运动使冰的结构解体,水分子间的空隙减小,密度反而增大。 (3)由于冰中除了范德华力外还有氢键作用,破坏分子间作用力较难,而干冰分子间无氢键,所以冰的熔、沸点比干冰高;由于水分子间氢键的方向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体中有相当大的空隙,所以相同状况下冰体积较大,又由于CO2的相对分子质量>H2O的相对分子质量,所以干冰的密度大。 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 1.冰晶体融化时水分子中共价键发生断裂。 (×) 2.干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体。 (×) 3.干冰比冰的熔点低很多,常压下易升华。 (√) 4.干冰晶体中只存在范德华力不存在氢键,一个分子周围有12个紧邻的分子。 (√) 课堂互动探究 　 探究一 分子晶体的判断和物理性质 1.判断分子晶体的方法。 (1)依据物质的类别判断。 大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼、晶体锗等)、所有非金属氢化物、大多数非金属氧化物(SiO2除外),几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。 (2)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断。 组成晶体的粒子是分子(稀有气体为单原子分子)、粒子间的作用力是分子间作用力的晶体属于分子晶体。 (3)依据晶体的物理性质判断。 晶体中硬度较小、熔沸点较低、熔融状态不导电的属于分子晶体。 2.分子晶体的物理性质。 (1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时破坏分子间作用力,由于分子间作