3.2.1 分子晶体与共价晶体 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（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 第三章 晶体结构与性质 分子晶体 晶体的分类 晶体可简单地分为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。 另外，还存在许多过渡晶体和混合型晶体。 分子晶体 共价晶体 离子晶体 金属晶体 干冰晶体 金刚石晶体 氯化钠晶体 铜晶体 分子晶体 分子晶体 · 基本概念 1. 定义 只含分子的晶体 2. 构成微粒：分子 分子间：分子间作用力(或氢键) 分子内原子间：共价键(稀有气体除外) 3、存在的作用力： 4、物理性质特点： ①、一般熔沸点较低； ④、溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关——相似相溶 ②、硬度较小 ③、一般不导电，熔融状态也不导电，部分溶于水导电 分子晶体 分子晶体 · 常见类别 ①、所有非金属氢化物 ④、部分非金属单质 ⑤、部分非金属氧化物 ②、几乎所有酸 ③、绝大多数有机物 H2O、NH3、CH4 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯 F2 、Cl2 、Br2 、I2 、O2、N2、白磷（P4）、硫（S8） CO2、P4O10、SO2、SO3 金刚石(C)不是分子晶体 SiO2不是分子晶体 分子晶体 思考1 如何判断分子晶体？ 方法一：依据物质类别 所有非金属氢化物、几乎所有酸、绝大多数有机物、 部分非金属单质、部分非金属氧化物 方法二：依据组成晶体的微粒与作用力 组成晶体的微粒是分子， 粒子间作用力是分子间作用力 方法三：依据物理性质特点 硬度小，熔、沸点低， 在熔融状态或固态时均不导电。 分子晶体 思考2 如何比较分子晶体熔沸点的高低？ 【核心思路】 范德华力和氢键的影响 ①、组成和结构相似（不含氢键）：比较相对分子质量（M） M越大 → 范德华力越强 → 熔、沸点越高 ②、组成和结构不相似（但M相近）：比较分子极性 分子极性越大 → 熔、沸点越高 ③、能形成分子间氢键（含有N、O、F）：氢键显著提高沸点 形成分子间氢键 → 熔、沸点升高 分子晶体 思考2 如何比较分子晶体熔沸点的高低？ ④、互为同分异构体的有机物：比较支链数量 支链越多 → 熔、沸点越低 ⑤、烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物：比较C原子数 一般规律： C原子数越多 → 熔沸点越高 【例1】正误判断 (1)组成分子晶体的微粒是分子，在分子晶体中一定存在共价键和分子间的作用力 (2)分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键 (3)分子晶体熔化或溶于水均不导电 (4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大 分子晶体 √ × × × 分子晶体 典型分子晶体① 干冰（CO2)晶胞 若分子间作用力只有范德华力， 则分子晶体有分子密堆积特征（顶点+面心） ①、每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子 ②、每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12 分子晶体 典型分子晶体② 冰（H2O)晶胞 若分子间不仅存在范德华力，还存在氢键 由于氢键具有方向性，分子为非密堆积 （这种堆积方式，分子周围的空间利用率不高） 例如：每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 分子晶体 总结归纳   分子密堆积 分子非密堆积 微粒间作用力 范德华力 范德华力和氢键 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 分子晶体 思考3 干冰和冰的外观相似、硬度也和冰相近， 为什么干冰的熔点比冰的低得多，在常温下就可以升华，且密度比冰的高？ 干冰中的CO2之间只存在范德华力，冰中水分子间还存在大量的氢键， 所以干冰的熔点低于冰 干冰中分子采取密堆积形式排列，空隙小； 冰中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， 因此同条件下，冰的体积比干冰的体积大，而CO2的相对质量比H2O的相对质量大，所以，干冰的密度比冰的密度大。 课堂练习 【例2】下列说法中，正确的是(　　) A．冰融化时，分子中的H—O键发生断裂 B．有些分子间不仅存在范德华力，还可能存在氢键 C．分子晶体中，共价键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 B 课堂练习 【例3】中学教材上介绍的干冰晶体结构如图所示，每8个CO2构成立方体，且在6个面的中心又各占据1个CO2分子，在每个CO2周围距离 a (其中a为立方体棱长)的CO2有 (　　) A．4个　　　 B．8个　　 C．12个　　　 D．6个 C 【例4】下列有关分子晶体的说法一定正确的是 A、分子内均存在共价键 B、分子间一定存在范德华力 C、分子间一定存在氢键 D、其结构一定为分子密堆积 【例5】下列物质按熔、沸点由高到低的顺序排列，正确的一组是 A、HF、HCl、HBr、HI B、F2、Cl2、Br2、I2 C、H2O、H2S、H2Se、H2Te D、CI4、CBr4、CCl4、CF4 课堂练习 B D 许多气体可以与水形成水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷，因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”。 天然气水合物—— 一种潜在的能源 甲烷水合物的化学式可表示为8CH4·46H2O，相当于CH4和H2O的物质的量比为1∶5.75。把甲烷水合物从海底提升到海平面，1m3固体可释放164 m3（标准状况）甲体。 课外补充 $$