3.2.1 分子晶体 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

年 级：高二 学 科：化学（人教版） 3.2.1 分子晶体 第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 1.借助分子晶体模型认识晶体的结构特点。 2.能从范德华力、氢键的角度分析、理解分子晶体的物理性质。 3.学会比较晶体的熔、沸点 学习目标 1.结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,培养证据推理与模型认知的核心素养。 【主干知识梳理】 一、分子晶体的概念和组成 1、概念：只含分子的晶体(即：分子构成的晶体)或者说分子间通过分子间作用力相结合形成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、构成的微粒：分子 (特别注意：稀有气体为单原子分子)3、微粒间的作用力：分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力(范德华力或氢键)相互吸引4、气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力 (范德华力或氢键) 晶体的分类：根据晶体的构成粒子和粒子间的相互作用力的不同，将晶体分为如下6种：分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体、混合晶体 【思考】①分子晶体中是否一定有化学键？ ②分子晶体熔化是否一定破坏化学键？ ③分子晶体间作用力越大，是否越稳定？ ④分子晶体中是否存在单个的小分子？5、常见的分子晶体(1)所有非金属氢化物，如：H2O、NH3、CH4等(2)部分非金属单质(硼晶体、金刚石、晶体硅等除外)，如：卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等(3)部分非金属氧化物(二氧化硅等除外)，如：CO2、P4O10、SO2、SO3等(4)几乎所有的酸，如：HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等(5)绝大多数有机物(高分子化合物除外)，如：苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等(6)根据题目信息：如熔沸点较低、易挥发、常温为液态(Hg除外)、熔融状态不导电等 【对点训练1】 6、分子晶体的判断方法 (1)依据物质的类别判断,部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。 (2)依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断,组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。 (3)依据物质的性质判断,分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。 二、分子晶体的结构特征1、干冰和冰的晶体结构(1)干冰。固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体 ①构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子 ②干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键 ③干冰晶胞的每个顶点有一个CO2分子，每个面的中心上也有一个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 ④在干冰晶体中，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 (在三个互相垂直的平面上个4个) ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 中心 (2)冰晶体。冰中水分子之间的相互作用除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的①构成冰晶体的结构微粒是H2O分子，微粒间的相互作用力是范德华力、氢键，但主要是氢键②冰晶体中，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。尽管氢键比化学键弱很多，不属于化学键，却跟共价键一样也具有方向性，即氢键的存在迫使在正四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引。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 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。每个氧原子周围都有4个氢原子，其中2个氢原子是通过共价键结合，距离较近，另外2个氢原子通过氢键结合，距离较远，因此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。 (3)干冰和冰的比较 晶体 干冰 冰 分子间作用力 范德华力 范德华力、氢键 结构特点 1个分子周围紧邻12个分子 1个分子周围紧邻4个分子 外观