内容正文:
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
[核心素养发展目标] 1.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粒子之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。2.能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体,理解分子晶体中粒子的堆积模型,并能用均摊法对晶胞进行分析。
认识分子晶体
授课提示:对应学生用书第68页
认真阅读教材,学会快速提取信息,提升化学学科阅读理解能力。
分子晶体
1.分子晶体的概念
只含分子的晶体称为分子晶体。
2.分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用
3.分子晶体的物理性质
(1)分子晶体熔、沸点较低,硬度很小。
(2)分子晶体不导电。
(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。
4.常见分子晶体及物质类别
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(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、碳60(C60)等
部分非金属氧化物
CO2、P4O10、SO2、SO3等
稀有气体、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
思考并判断下列说法是否正确,加深对本任务中概念或原理的认识,消除对本任务内容的错误理解。
1.分子晶体中的作用力只有范德华力或氢键。(×)
2.分子晶体的熔、沸点高低是由范德华力或氢键决定的。(√)
3.分子晶体发生化学变化除破坏分子间作用力外,一定破坏化学键。(√)
4.分子晶体的构成粒子只有分子,分子内都有化学键。(×)
5.含有氢键的分子晶体中一个分子周围的分子数多少由氢键的方向性决定的。(√)
授课提示:对应学生用书第69页
探究分子晶体及判断方法
问题1 观察图中碘晶体、干冰晶体,思考组成分子晶体的粒子是什么?
提示:分子晶体是由分子组成的。
问题2 碘、干冰和冰内分别存在哪些作用力?升华时分别需要破坏什么作用力?
提示:碘和干冰内的作用力有范德华力(分子与分子之间)和共价键(分子内),冰内水分子之间的作用力有氢键和范德华力,水分子内部是共价键。
碘和干冰升华时只需要破坏范德华力,冰升华时需要破坏范德华力和氢键。
问题3 怎样判断一种晶体是否属于分子晶体?
提示:依据物质的类别判断;依据组成晶体的粒子及粒子间作用力判断;依据物质的性质判断。
分子晶体的判断方法
(1)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、几乎所有的酸以及绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。
(2)依据组成晶体的粒子及粒子间作用力判断:组成分子晶体的粒子是分子,粒子间作用力是分子间作用力。
(3)依据物质的性质判断:分子晶体的硬度小,熔、沸点低,在熔融状态或固态时均不导电。
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、HD、C10H18
B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SO2、C60、P2O5
D.CCl4、Na2S、H2O2
解析:分子晶体的构成粒子为分子,分子内部以共价键结合(稀有气体分子内不含化学键)。HD属于分子晶体,但为单质,故A不符合题意;PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体,且为化合物,故B符合题意;C60属于分子晶体,但为单质,故C不符合题意;Na2S中含有离子键,不属于分子晶体,故D不符合题意。
答案:B
2.下列有关分子晶体的叙述正确的是( )
A.分子内均存在共价键
B.非金属氧化物呈固态时,一定属于分子晶体
C.分子晶体中一定存在氢键
D.分子晶体熔化时一定破坏范德华力
解析:
答案:D
探究分子晶体的结构,认识两种典型的分子晶体
授课提示:对应学生用书第70页
认真阅读教材,学会快速提取信息,提升化学学科阅读理解能力。
1.分子晶体的结构特征
分子密堆积
分子非密堆积
粒子间作用力
范德华力
范德华力和氢键
结构特征
通常每个分子周围最多可以有12个紧邻的分子
每个分子周围紧邻的分子数小于12个,空间利用率不高
举例
C60、干冰、I2、O2
HF、NH3、冰
2.冰
(1)结构: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个相邻水分子相互吸引。
(2)性质:由于氢键具有方向性,冰晶体中水分子未采取密堆积方式,这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时,水分子间的空隙减小,密度反而增大,超过4 ℃时,分子间距离加大,密度逐渐减小。
3.干冰
(1)结构:①干冰中的CO2分子间只存在范德华力,不存在氢键。②每个晶胞中有4个CO2分子,12个原子;每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子数为12个。
(2)性