(讲义)专题3 第4单元 第2课时 分子晶体-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(苏教版2019)

第2课时　分子晶体 学习任务 1．能描述典型分子晶体的结构特点。 2．区分共价晶体和分子晶体。 一、分子晶体 1．概念 分子通过分子间作用力构成的固态物质叫分子晶体。 2．物理特性 分子晶体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、沸点低，密度小，硬度小，较易熔化和挥发。 3．典型的分子晶体 (1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。 (2)部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)等。 (3)部分非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。 (4)几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。 (5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。 4．典型分子晶体的结构特征 (1)构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子，微粒间的相互作用力是范德华力。 干冰晶胞 (2)模型认知：干冰晶体是一种面心立方结构，每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。每个晶胞中有4个CO2分子。 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)为研究单个CH4分子中C的量子特性。科学家在C60分子的一侧打开一个较大的缺口，随后在高压状态下将CH4“塞进”足球烯中。这是人们首次实现在C60中嵌入有机分子，也是目前为止最大的分子。CH4在分子笼内可自由旋转，而足球烯的碳骨架结构没有发生明显变形。甲烷形成的晶体是分子晶体，足球烯形成的晶体是共价晶体。 (×) (2)分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点越高。 (×) (3)分子晶体中均存在共价键。 (×) (4)分子晶体的状态变化时，只需克服分子间作用力。 (√) 二、晶体的共性与个性 1．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。 2．晶体的个性 不同类型的晶体因构成微粒及其相互作用力的不同，常常表现出各自的特性。例如，绝大多数金属晶体是电和热的良导体，延展性好；食盐为离子晶体， 质脆，熔融状态下能导电；金刚石为共价晶体，无色透明、坚硬、质脆，常温下不导电；干冰属于分子晶体，只能在低温下存在。 3．混合晶体——石墨晶体 (1)结构模型 石墨的晶体结构俯视图 石墨的晶体结构 (2)结构特点 ①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。 ②石墨具有导电性，但具有一定的方向性。 ③层与层之间靠范德华力维系。 (3)晶体类型 石墨晶体中，既有共价键，又有范德华力，属于混合晶体。 (4)性质 熔点很高、质软、易导电等。 以金刚石为例，说明共价晶体与分子晶体有哪些不同？ [提示]　①构成微粒不同，共价晶体中只存在原子，没有分子。②微粒间作用力不同，共价晶体中原子间只存在共价键，而分子晶体中分子之间存在分子间作用力。 分子晶体的结构与性质 模型认知下列晶体的结构，宏观辨识各晶体的性质，微观探析各晶体的性质与结构的关系： B的结构 单元(有12 个B原子) SF6分子 S8分子 冰晶体 结构 模型 示意 图 备注 熔点1 873 K － 易溶于CS2 － [问题1]　上述四种物质的晶体类型是否相同？说明你的判断理由。 [提示]　不相同。根据性质、结构微粒及微粒间作用分析，晶体硼属于共价晶体，SF6、S8、冰晶体属于分子晶体。 [问题2]　上述四种晶体中存在的作用力分别有哪些？ [提示]　晶体硼——共价键，SF6——极性键、范德华力，S8——非极性键、范德华力，冰晶体——极性键、范德华力、氢键。 [问题3]　晶体硼熔点比冰晶体熔点高的原因是什么？ [提示]　晶体硼熔化时破坏共价键，冰晶体熔融时破坏分子间作用力。 [问题4]　晶体硼结构单元中有多少个B—B键？含多少个正三角形？ [提示]　晶体硼结构单元中有 30个B—B键，含20个正三角形。 1．分子晶体结构与性质 2．冰的结构分析 冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子间依靠氢键而形成的。如图所示，由于氢键具有一定的方向性，每个水分子与周围4个水分子结合，4个水分子也按照这样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个水分子中的每个氧原子周围都有4个氢原子，氧原子与其中的2个氢原子通过共价键结合，因此它们之间的距离较近一些，与属于其他水分子的另外2个氢原子靠氢键结合在一起。在这种排列中，分子的间距比较大，有很多空隙，比较松散。因此，液态水变成固态水，即水凝固成冰、雪、霜时，密度变小。 　　冰的结构 冰融化，分子