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

第二节 分子晶体与共价晶体 第1课时　 分子晶体 人教版（2019）化学选择性必修二 第三章 晶体结构与性质 1.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体,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。 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,并能用均摊法对晶胞进行分析。 从组成粒子和粒子间相互作用的角度分析以下四种晶体结构的共同特点是什么？ 碘（I2） 干冰（CO2） 碳60（C60） 冰（H2O） 都由分子构成，粒子间存在分子间作用力。 分子晶体 只含分子的晶体称为分子晶体。 1、定义 都是分子晶体 分子晶体 构成粒子 分子 粒子间的作用力 分子间作用力 分子内各原子间 共价键 范德华力 氢键 2、常见的典型分子晶体 物质类别 举例 所有 . 部分 . 部分 . 几乎所有的 . 绝大多数有机物 H2O、H2S、NH3、CH4、HX X2 、O2、H2、S8、N2、P4、C60、稀有气体 CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10 H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3 苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖 非金属氢化物 非金属单质 非金属氧化物 酸 分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。 晶体或固体熔融状态不导电。（熔融时不破坏化学键） 分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。 分子晶体 氧气 氮气 白磷 水 熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2 0 分子晶体 硫化氢 甲烷 乙酸 尿素 熔点/℃ -85.6 -182 16.6 132.7 原因：分子间作用力很弱 3、分子晶体的物理性质 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？ x y z 1 2 3 4 x y z x y x y z z 1 4 2 3 1 2 3 4 12个 4、分子晶体的结构特征 (1)分子密堆积 分子间作用力只是范德华力，以1个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积(面心立方体)。 简化图 如C60、干冰、I2、O2 C60晶胞图 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？ 冰的晶体结构 冰中的一个水 分子 每个H2O周围紧密相邻的H2O只有4个 (2)分子非密堆积 分子间的主要作用力是氢键(当然存在范德华力)，以1个分子为中心，周围有4个相邻分子，即分子非密堆积结构。 冰中１个水分子周围有４个水分子 冰的结构 如冰、HF 、NH3 思考1.为什么冰的密度比水小？ 由于氢键的方向性，使冰晶体中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，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。 思考2.为什么水在4℃时的密度最大? 0-4℃时，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，温度升高，水分子热运动速度加快，使得分子的平均距离加大，密度减小。 问题1：与干冰相比,同为分子晶体,为什么冰中水分子紧密相邻的分子数减少? 因为冰中水分子间的作用主要是氢键,氢键具有方向性,每个水分子通过氧原子的两对孤电子对和两个氢原子形成四面体结构,沿着四面体的顶点方向与周围四个水分子形成氢键,造成冰晶体中水分子的空间利用率不高,紧密相邻的分子数减少。 问题2：结合上述冰与干冰的结构差异性, 为什么干冰的熔、沸点比冰的低而密度却比冰的大? ①由于冰中除了范德华力外还有氢键作用,破坏分子间作用力较难,所以熔、沸点比干冰的高; 由于水分子间氢键的方向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体中有相当大的空隙,所以相同状况下冰的体积较大,并且由于CO2的相对分子质量>H2O的相对分子质量,所以干冰的密度大。 分子晶体的结构特点 1.分子晶体的基本构成微粒是分子,分子之间普遍存在的作用力是范德华力,个别晶体中分子间还含氢键,如冰中。 2.只存在范德华力的晶体,晶体中分子采取密堆积,晶胞中每一个分子周围一般有12个分子紧邻。含有氢键的晶体,由于氢键的方向性,晶体中分子之间不满足密堆积,空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以密度会减小,但是熔、沸点往往会升高,如HF、NH3、冰等。 5、分子晶体的判断方法 ①依据物质的类别判断 组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是