内容正文:
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时
第三章 晶体结构与性质
1
典型的分子晶体的结构和性质
2
分子晶体的概念和性质
1
本节重点
本节难点
知识导航
雪花
食盐
钻石
通过前面对于晶体与非晶体的学习,我们知道:雪花、食盐以及金刚石都是晶体
思考:这些晶体有什么不同呢?
新课导入
分子间作用力
分子晶体
静电作用力
共价键
离子晶体
水分子
钠离子、氯离子
碳原子
原子晶体
雪花
食盐
钻石
新课讲授
只含_____的晶体,或者分子间以______________结合形成的晶体叫分子晶体
概念
分子
分子间作用力
分子晶体
分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用
构成微粒
分子
相互作用
分子内:共价键
分子间:分子间作用力
(氢键
范德华力)
判断方法
新课讲授
示例
分子晶体
新课讲授
我们知道:物质构成的微粒是不同的,那么,在分子晶体中,分子间的作用力不同时会对其结构产生什么影响呢?
新课讲授
x
y
z
分子晶体
干冰(CO2)
利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?
探究一
新课讲授
x
y
z
最紧密
分子晶体
干冰(CO2)
利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?
探究一
新课讲授
x
y
z
x-z面4个
分子晶体
干冰(CO2)
利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?
探究一
新课讲授
x
y
z
y-z面4个
分子晶体
干冰(CO2)
利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?
探究一
新课讲授
x
y
z
x-y面4个
分子晶体
干冰(CO2)
利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?
探究一
新课讲授
x
y
z
12个
分子晶体
干冰(CO2)
利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2?
探究一
新课讲授
分子晶体
分子晶体的结构特征
只存在范德华力,每个分子周围有12个紧邻的分子
若分子间除了存在范德华力,还存在氢键,那么,这对分子晶体的结构有什么影响呢?
分子密堆积
新课讲授
分子晶体
干冰(CO2)
利用冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征每个H2O周围有几个紧密相邻的H2O?
探究二
冰中一个水分子周围有4个水分子
水分子之间的主要作用力是氢键(也存在范德华力),尽管氢键比共价键弱得多,不属于化学键,却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
原因
新课讲授
根据所学内容,思考并回答下列问题:
为什么冰刚刚融化时,密度变大,4 ℃后密度又变小?
问题1
冰的结构
冰融化,分子间的空隙减小
冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,其密度比液态水的小。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,才由于热运动加剧,分子间距离加大,密度渐渐减小
新课讲授
分子晶体
分子晶体的结构特征
分子密堆积 分子非密堆积
微粒间作用力
空间
特点 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个,空间利用率不高
举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
范德华力
范德华力和氢键
新课讲授
硫化氢晶体中只存在范德华力,属于分子密堆积,而冰中主要作用力是氢键,氢键具有方向性,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。
硫化氢和水分子结构相似,但硫化氢晶体中,一个硫化氢分子周围有12个紧邻的分子,而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子,为什么?
典例精讲
干冰
密堆积
冰
非密堆积
干冰中的CO2之间只存在范德华力,分子采取密堆积形式排列,空隙小,冰中水分子间存在大量的氢键,分子采取非密堆积形式排列,导致冰中水分子间存在大量空隙
根据所学内容,思考并回答下列问题:
为何干冰的密度比冰的密度大?
问题2
故在同一条件下,冰的体积比干冰的体积大,而二氧化碳的相对质量比水的相对质量大,即干冰的密度比冰的密度大
新课讲授
回顾所学内容,判断下列问题的对与错
干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体( )
问题1
问题2
干冰比冰的熔点低很多,常压下易升华( )
问题3
干冰晶体中只存在范德华力不存在氢键,一个分子周围有12个紧邻的分子( )
问题4
冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的分子;1 mol冰中含有1 mol氢键( )
典例精讲
某些分子晶体的熔点
分子晶体 氧气 氮气 白磷 水 硫化氢 甲烷 乙酸 尿素
熔点/℃ -218.3 -2