3.2.1 分子晶体 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第二节　分子晶体与共价晶体 第一课时 分子晶体 二氧化硅 碳和硅为同主族元素,它们对应的氧化物CO2和SiO2的物理性质相似吗？为什么? CO2（干冰） 1. 知道分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。 2. 认识分子晶体中微粒及其微粒间的相互作用。 3.借助冰、干冰等模型认识分子晶体的结构特点及物理特性。 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微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。（宏观辨识与微观探析） 2. 能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体，理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能利用均摊法对晶胞进行分析。（证据推理与模型认知） 1.分子晶体的概念 只含分子的晶体叫做分子晶体。如：I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体。 2.构成分子晶体的微粒 3.分子晶体中微粒间的作用 分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引， 原子间通常以共价键结合。 分子 一、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(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等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4、分子晶体与物质的类别 微粒间作用力 空间特点 举例 分子密堆积 分子非密堆积 通常每个分子周围有12个紧邻的分子 每个分子周围紧邻的分子 数小于12，空间利用率低 范德华力 范德华力和氢键 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 5.分子晶体的常见堆积方式： 6 为什么水在4℃时的密度最大？ 氢键的存在迫使在四面体中心的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，其密度比液态水小。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。超过4℃时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以4℃时水的密度最大。 7 结合表格和已有知识,分析:分子晶体有哪些物理特性？为什么? 【思考讨论】 (1)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。 (2)一般分子晶体不导电。 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。 6.分子晶体的物理特性： (3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。如：H2O是极性溶剂，SO2、H2S、HBr等都是极性分子，它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂，则Br2、I2等非极性分子易溶于其中，而水则不溶于苯和CCl4中。 二、两种典型的分子晶体的组成和结构 1．干冰 干冰的晶体结构在干冰晶体中，CO2分子在范德华力作用下，以密堆积方式排列而成：8个CO2分子分别位于立方体的8个顶点，6个CO2分子位于立方体的6个面心。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子共12个，分别分布于3个相互垂直的平面上，每个平面上有4个。 （1）干冰中的CO2分子间只存在 ，不存在 。 （2）每个晶胞中均摊 个CO2分子,含有 个原子。 （3）每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为 个。 （4）干冰在常压下极易 ，在工业上广泛用作制冷剂。 范德华力 氢键 4 12 12 升华 2．冰 冰晶体的结构由于水分子中O原子采取sp3杂化，因此成键电子对与孤对电子之间有特定的伸展方向，所以分子间氢键的形成也有特定的方向和数目。每个H2O分子只能通过氢键与4个H2O直接相邻排列。冰晶体中每个水分子均在氢键的作用下形成以它为中心其他4个水分子为顶点的变形四面体结构。 冰的结构模型 ①水分子之间的作用力有 ，但主要是 。 ②由于氢键具有 ，使四面体中心的每个水分子与四面体顶点 的 个相邻的水分子相互吸引。 ③冰的硬度和干冰相似，而熔点比干冰的熔