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

分子晶体 1 冰的熔点为0℃ 常压下水的沸点通常被认为是100℃ H2O为晶体 课程引入 课前思考 水分子粒子中由哪些作用力？晶体中的作用力是哪些？ 如何从微观视角分析冰雪消融、水结冰体积变大 、冰密度小于水 PART 01 晶体探析 分子之间的氧氧原子之间形成 分子间氢键 水分子由 氢氧原子之间共价键 水分子之间为分子间作用力 范德华力 H2O 5 氢键具有方向性 四面体中心 氢键 范德华力 4 四面体顶角 氢键 晶体中只有水分子，称为分子晶体 水和冰之间转化 微观变化是什么样的？ (1)已知氢键也有方向性 试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰？ (2)为什么冰融化为水时，密度增大？ 解答：在冰晶体中，每个分子周围只有4个紧邻的水分子，由于水分子之间的主要作用力是氢键，氢键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，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。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。 9 提到了冰，有的同学会想到干冰， 它是和水一样的分子晶体吗？ 中心 干冰 CO2 分子： 干冰晶胞是一种面心立方结构，在立方体的顶角各有一个CO2分子，6个面的中心又各有一个CO2分子 干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键 每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子 每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个 干冰升华过程中破坏共价键吗？ CO2 H2O 为什么两种分子晶体的晶胞种分子数不同？ 水中有分子间氢键有方向性，两者分子堆积方式不同？ 14 硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？ 硫化氢分子间只有范德华力，分子密堆积，而水分子间存在氢键，非密堆积 PART 02 晶体特征 分子晶体 概念：只含分子的晶体称为分子晶体。 粒子间的相互作用力：构成分子晶体的微粒是分子 分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引， 分子内原子之间以共价键结合。 构成粒子 分子晶体 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 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个，空间利用率 范德华力 范德华力和氢键 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 分子晶体 ①所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX ②部分非金属单质:X2，O2，H2， S8，P4， C60 ③部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 ④几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 ⑤绝大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖 分子晶体特征 分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。 分子晶体熔化时需破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱 分子晶体在熔化时，只破坏分子间作用力而不破坏化学键。 分子晶体 氧气 氮气 白磷 水 硫化氢 甲烷 乙酸 尿素 熔点/ ℃ -218.3 -210.1 44.2 0 -85.6 -182 16.6 132.7 分子晶体熔、沸点比较规律 少数主要以氢键作用形成的分子晶体，比一般的分子晶体的熔、沸点高 组成与结构相似，分子之间不含氢键而只利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高 相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔、沸点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔、沸点高 有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间的相互作用力越弱，熔、沸点越低 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离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电 分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律 极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。 PART 05 性质判断 是否为分子晶体 熔沸点比较 (3)相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔、沸点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔、沸点高，如CO的熔、沸点比N2的熔、沸点高。 (4)有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间的相互作用力越弱，熔、沸点越低，如熔、沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。 结构与用途判断 天然气水合物——一种潜在的能源 PART 06 课堂练习 PART 07 知识小结 谢谢聆听 (1)水分子之间的主要作用力是　　，当然也存在　　　　。 (2)　　有方向性，它的存在迫使在　　　　　的每个水分子与