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

第1课时 分子晶体 第三章 第二节 分子晶体与共价晶体 碘晶体结构 干冰晶体结构 课前导入 观察下列两种晶体有什么共同特点？ 学习目标 1. 掌握分子晶体的概念，认识常见的分子晶体有哪些。 2. 掌握分子晶体的结构特征和物理性质。 3. 通过干冰和冰的结构特点了解氢键对物理性质的影响。 复习导课 固体 外观 微观结构 自范性 各向异性 熔点 晶体 非晶体 本质区别 鉴别 具有规则的几何外形 有 粒子在三维空间呈周期性有序排列 各向异性 固定 不具有规则的几何外形 没有 粒子排列相对无序 各向同性 不固定 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列 最科学的方法是用X-射线衍射实验 新知梳理 只含有分子的晶体称为分子晶体。 一、概念 1. 构成晶体的微粒是分子 2. 微粒（分子）间作用力：范德华力、氢键 决定分子晶体的熔、沸点 结合表格和已有知识，分析： ①哪些晶体是分子晶体？ ②分子晶体有哪些物理特性？为什么? [思考交流] 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 某些分子晶体的熔点 二、典型的分子晶体 1. 非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX 2. 含氧酸：H2SO4、HNO3、H3PO4 3. 部分非金属单质：X2、O2、H2 、S8、P4 、C60 4. 部分非金属氧化物：CO2、SO2、SO3、NO2、P4O6、P4O10 5. 大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖 1. 较低的熔点和沸点，易升华。 (1)分子间作用力越大，熔沸点越高(相对分子质量，氢键，分子极性)； (2)分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力和氢键，不破坏化学键，也有例外，如S8、P4 。 2. 较小的硬度。 3. 一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。有些在水溶液中可以导电。 4. 溶解性：符合相似相溶。 三、分子晶体的物理性质 分子晶体的熔沸点比较规律: (比较分子间作用力) 1. 分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如H2O > H2Te > H2Se > H2S。 2. 组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大，熔、沸点越高。 如SnH4 > GeH4 > SiH4 > CH4。 [归纳总结] 3. 组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大，其熔、沸点越高。如CO>N2；CH3OH>CH3CH3。 4. 同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。 分子晶体(如图)中粒子如何分布？ O2的晶体结构 C60的晶胞 冰的晶胞 [思考交流] 1. 分子密堆积——干冰（只有范德华力） (1)每个晶胞中有____个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有____个。 (3)干冰在常压下极易升华，工业上广泛用作制冷剂。 4 12 四、分子晶体的结构特征 2. 分子非密堆积——冰（分子间作用力主要为氢键） (1)水分子之间的作用力是_____、_________。 (2)冰中1个水分子周围有____个水分子形成 四面体；属于______________。 (3)1 mol 冰中有___mol 氢键。 氢键 范德华力 4 分子非密堆积 2 氢键具有方向性 分子晶体的结构特征 1. 密堆积 2. 非密堆积 （每个分子周围有12个紧邻的分子） 只有范德华力——分子密堆积。 （每个分子周围紧邻的分子少于12个） 分子间主要为氢键——不具有分子密堆积特征。 原因：氢键具有方向性，使晶体中的空间利率不高，留有相当大的空隙。 [归纳总结] 1. 分子晶体概念：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。 2. 分子晶体特点：低熔沸点、升华、硬度很小等。 3. 常见分子晶体分类： (1)所有非金属氢化物； (2)部分非金属单质； (3)部分非金属氧化物； (4)几乎所有的酸（而碱和盐则是离子晶体）； (5)绝大多数有机物的晶体。 课堂小结 4. 分子晶体结构特征： (1)只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、O2)； (2)有分子间氢键——不具有分子密堆积特征（如：HF 、冰、NH3 ）。 5. 分子晶体的熔沸点比较规律： （比较分子间作用力） 1．下列物质属于分子晶体的化合物是（ ） A．石英 B ．硫黄 C ．干冰 D ．食盐 C 2．干冰气化时，下列所述内容发生变化的是（ ） A．分子内共价键 B ．分子间作用力 C ．分子间距离 D ．分子间的氢键 BC 3．冰醋酸固体中不存在的作用力是（ ） A ．离子键 B ．极性键 C ．非极性键 D ．范德华力 A 课堂检测 4. 水分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过氢键相互连接成庞大的分子晶体，其结构如图，试分析： (1)1 mol 冰中有 mol 氢键？ (2)H2O的熔沸点比H2S高还是低？为什么？ 常温下H2S是气体，所以H2O的熔沸点比H2S高； 因为H2O中存在氢键，而H2S中不存在氢键。 2 (3)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？ 由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度比水小，所以结的冰会浮在水面上。 本节内容结束 $$