内容正文:
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 的晶体称为分子晶体
粒子间的相互作用力 分子晶体内相邻分子间以 相互吸引,分子内原子之间以 结合(单原子分子除外)
分子
分子间作用力
共价键
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 ,硬度较___
续表
低
小
[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。
续表
(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
作用力 只有 ,无_____ 有分子间氢键,它具有 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
分子间作用力
氢键
方向
冰的组成及结构 (1)水分子之间的主要作用力是 ,
也存在 。
(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 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 ,
不存在 。
(2)①每个晶胞有 个CO2分子, 个原子。
②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分
子数为 个
续表
范德华力
氢键
4
范德华力
氢键
4
12
12
[微思考]
①冰融化和干冰升华破坏的作用力完全相同吗?
②为什么液态水的密度大于冰的密度?
③冰晶体中存在着哪几种微粒间的相互作用?
④电解水生成氢气和氧气时破坏的作用力是什么?
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。
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。
提示:共价键、氢键、范德华力。
提示:共价键。
续
表
[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