第3章 第2节 第3课时 分子晶体 晶体结构的复杂性（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2（鲁科版2019）

第3课时　分子晶体　晶体结构的复杂性 课程内容标准 1.借助分子晶体模型认识分子晶体的结构特点。 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。 3．知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。 一、分子晶体 1．概念：分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体。 2．微粒间作用：分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引。 3．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)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3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 4.碘晶体及其结构 碘晶体的晶胞是一个长方体，除了每个顶点有一个碘分子外，每个面上还有一个碘分子。 [提醒]　氯单质、溴单质的晶体结构与碘晶体的结构非常类似，只是晶胞的大小不同 5．干冰晶体及其结构 干冰的晶胞为立方体，干冰常用作制冷剂。 6．分子晶体熔点的变化规律 (1)分子晶体在熔化时，破坏的是分子间作用力，其强弱是影响熔点的主要因素。 (2)组成和结构相似且晶体中没有氢键的分子晶体，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增强，熔点升高。 7．冰 (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。 8．分子晶体的堆积方式 (1)典型的分子晶体是指有限数目的原子以共价键结合为分子后，这些分子再通过分子间作用力结合形成晶体。 (2)一般来说，分子在无方向性的分子间作用力的作用下堆积时，尽可能利用空间紧密地堆积在一起。 (3)分子的形状、分子的极性以及分子之间是否存在氢键等，都会影响分子的堆积方式。 二、晶体结构的复杂性 1．石墨晶体模型 2．结构特点——层状结构 (1)同层内碳原子采取sp2杂化，与邻近的三个碳原子以共价键(σ键)结合，形成无限的六边形平面网状结构。 (2)每个碳原子有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面，并含有一个未成对电子，能够形成遍及整个平面的大π键。这是石墨沿层的平行方向导电性强的原因。 3．晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 4．晶体结构复杂性的原因 (1)物质组成的复杂性导致晶体中存在多种不同微粒以及不同微粒间作用。 (2)金属键、离子键、共价键、配位键等都是化学键的典型模型，但是，原子之间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态。 (3)由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的晶体，也可能居于金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)分子晶体内只有分子间作用力。(×) (2)分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高。(×) (3)分子晶体中分子间氢键越强，分子越稳定。(×) (4)冰晶体融化时水分子中共价键发生断裂。(×) (5)石墨为混合晶体，因层间存在分子间作用力，故熔点低于金刚石。(×) 2．下列有关分子晶体的说法中正确的是(　　) A．分子内均存在共价键 B．分子间一定存在范德华力 C．分子间一定存在氢键 D．其结构一定为分子密堆积 B　[稀有气体元素组成的晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，故A项错误。分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子间或者分子内，所以B项正确，C项错误。只有只存在范德华力的分子晶体才采取分子密堆积的方式，所以D项也是错误的。] 3．(1)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，如ClF3、BrF3，常温下它们都是易挥发的液体。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。 (2)下图为CO2分子晶体结构的一部分，观察图形，试说明每个CO2分子周围有________个与之紧邻的CO2分子；该结构单元平均占有________个CO2分子。 解析　(1)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。 答案　(1)低　(2)12　4 学习任务一　分子晶体及判断方法 碘晶体及其晶胞 干冰及其晶胞 1．观察上面碘晶体、干冰晶体，思考组成分子晶体的微粒是什么？ 提示　分子晶体是由分子组成的。 2．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判断；依据物质的性质