专题3 第四单元 第2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（苏教版2019）

第2课时　分子晶体 (一)分子晶体 结构特点 构成微粒：分子 [微辨析] 二氧化硅与二氧化碳都属于酸性氧化物，化学性质类似，如都能与氢氧化钠等 反应，但干冰在－78.5 ℃ 时即升华，而二氧化硅晶体的熔点却高达1 610 ℃，这是因为二氧化硅属于共价晶体，二氧化碳属于分子晶体，结构不同，所以导致二者物理性质差别很大。 [微点拨] 分子间只有范德华力的分子晶体，堆积方式为分子密堆积，一个分子周围紧邻12个分子。 微粒间的作用力：分子间作用力 物理性质 分子晶体由于以比较弱的分子间作用力相结合，因此一般硬度较小，熔点较低 类型 ①多数非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、稀有气体等 ②部分非金属氧化物 CO2、P4O6、P4O10、SO2等 ③几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 ④绝大多数有机化合物：苯、乙醇等 ⑤所有非金属氢化物：H2O、NH3、CH4等 结构特征 ①每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个。 ②每个晶胞中含有CO2分子为4个 (二)混合型晶体——石墨晶体 结构特点 ①二维平面结构：在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成六元环层 [微提醒] 石墨的硬度比金刚石的小，但石墨的熔点比金刚石的高。金刚石转变为石墨时放热，所以石墨更稳定。 [微拓展] 石墨的大π键有金属键的性质，所以石墨沿层的平行方向导电性强。 ②大π键：碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用了3个价电子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的2p轨道上。层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子的p轨道相互重叠，形成大π键，而这些p轨道中的电子可在整个层内运动，当施加电场时，可以沿电场方向运动，因而石墨具有导电性 ③石墨晶体是层状结构，层与层之间以分子间作用力相结合，在外力的作用下，石墨晶体中层与层之间发生相对滑动而具有良好的润滑性 所属类型 石墨中既有共价键，又有分子间作用力，因此是一种混合型晶体。具有熔点高，质软，易导电等性质 　 (三)晶体的共性与个性 晶体概述 金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体是最常见的晶体类型。但不论上述晶体颗粒的大小如何，晶体内部结构均是由原子、离子或分子按周期性规律重复排列组成的。因此，在研究这些晶体类型时，我们均可通过研究能够反映晶体结构特征的基本重复单位——晶胞来进行 [微拓展] 纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体之间的过渡晶体。四类典型晶体都有过渡晶体存在。 晶体的共性 ①晶体物质各个部分的宏观性质总是相同的，例如具有相同的密度、相同的化学组成等 ②晶体总能自发地形成多面体外形 ③晶体都具有确定的熔点 晶体的特性 ①绝大多数金属晶体是电和热的良导体，延展性好 ②食盐为离子晶体，质脆，熔融状态下能导电 ③金刚石为共价晶体，无色透明、坚硬、质脆，常温下不导电 ④干冰属于分子晶体，只能在低温下存在 [新知探究(一)] 分子晶体的结构与性质 [分析与推测能力] [情境质疑] 观察冰和干冰的结构，回答下列问题。 1．为什么冰融化为水时，密度增大？ 提示：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。 2．为什么干冰的熔沸点比冰低而密度却比冰大？ 提示：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，所以熔沸点比干冰高。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，并且由于CO2分子的相对分子质量＞H2O分子的相对分子质量，所以干冰的密度大。 3．干冰升华过程中破坏共价键吗？ 提示：干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。 [生成认知] 1．分子晶体的物理性质 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、萘等)，且硬度较小 分子晶体不导电 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 2．分子晶体的熔、沸点比较 (1)分子晶体熔