第3章 第2节 第1课时 分子晶体(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修2（人教版2019）

第二节|分子晶体与共价晶体 第1课时　分子晶体 (一)分子晶体及其结构特点 概念 只含分子的晶体称为分子晶体 [微点拨] 稀有气体的晶体内，只有分子间作用力，不存在共价键。 [微思考] 分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定吗？ 提示：决定分子稳定性大小的因素是化学键的强弱，而分子间作用力大小决定分子晶体熔沸点的高低。 粒子间的相互作用力 分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合(单原子分子除外) 常见的分子晶体 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 卤素单质(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 稀有气体 He、Ar等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 物理性质 通常分子晶体熔、沸点较低，硬度较小 (二)典型分子晶体的组成及结构 分子晶体的堆积方式 分子密堆积 分子非密堆积 [微思考] ①冰融化和干冰升华破坏的作用力完全相同吗？ 提示：不完全相同。干冰升华只破坏范德华力，而冰融化除破坏范德华力外，还破坏氢键。 ②为什么液态水的密度大于冰的密度？ 提示：由于在冰的晶体中，水分子之间形成氢键，水分子之间以缔合分子形式存在，占据的空间增大，密度减小。 ③冰晶体中存在着哪几种微粒间的相互作用？ 提示：共价键、氢键、范德华力。 ④电解水生成氢气和氧气时破坏的作用力是什么？ 提示：共价键。 作用力 只有分子间作用力，无氢键 有分子间氢键，它具有方向性 空间 特点 每个分子周围最多可以有12个紧邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的空隙 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 冰的组成及结构 (1)水分子之间的主要作用力是范德华力，也存在氢键。 (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 干冰的组成及结构 (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 [新知探究] 分子晶体的判断及物理性质 [分析与推测能力] [情境质疑] 碳单质及含碳化合物是一个庞大的家族。C60分子及CH4、C60晶胞示意图如下： 1．甲烷、C60的晶体类型相同吗？ 提示：相同，都是分子晶体。 2．下列有关甲烷、C60晶体的说法中，正确的有哪些？请你判断是否正确。 ①两晶体熔化时只需要破坏共价键 ②SiH4分子的稳定性强于甲烷 ③C60晶体可能具有很高的熔、沸点 ④C60晶体可能易溶于四氯化碳中 ⑤C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240 提示：④⑤正确，①破坏的是范德华力；②甲烷更稳定，因为甲烷中的共价键的键能更大；③错误。 3．影响分子晶体的熔、沸点有哪些因素？ 提示：氢键、范德华力、极性。 4．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。 5．查阅文献了解氯化铝的性质：化学式为AlCl3，熔点306 ℃、沸点315 ℃，且会升华，为共价化合物；熔化的氯化铝不易导电。根据这些性质，氯化铝属于什么晶体？ 提示：分子晶体。 [生成认知] 1．分子晶体的判断方法 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、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体 依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断 组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力 依据物质的性质判断 分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电 2．分子晶体的物理性质 分子晶体熔沸点低的原因 分子晶体中粒子间是以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体，因此，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 分子晶体的熔、沸点比较　 ①分子晶体熔化或汽化都是克服分子间作用力。分子间作用力越大，物质熔化或汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。 ②比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力(包括范德华力和氢键)的大小。具体分析如下： a.组成和结构相似的物质，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。 b.相对分子质量相等或相近时，极性分子的范德华力大，熔、沸点高，如CO>N2。 c.能形成氢键的物质，熔、沸点较高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF