3.2.1分子晶体 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

分子晶体 第二节 分子晶体与共价晶体 第1课时 情境导入 讨论：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？ 共价键 分子间作用力 分子 构成微粒： 微粒内作用： 微粒间作用力： 碘（I2） 干冰（CO2） 碳60（C60） 冰（H2O） 一、分子晶体的概念和性质 1. 分子晶体的概念 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 2. 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用 环节一 分子晶体的概念和性质 只含分子的晶体称为分子晶体 3. 常见的典型分子晶体 (2)部分非金属单质：X2(卤素)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等 (3)部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等 (4)几乎所有的酸： H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等 (5)绝大多数有机物：苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等 (1)所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX…… (除 SiO2 等) (除B、Si、Ge等的单质、金刚石等) 【思考】所有分子晶体中是否均存在化学键？为什么？ 否，稀有气体是单原子分子，无化学键，只有分子间作用力 分析表中数据，结合已学知识，归纳分子晶体的物理性质，并说明原因。 4. 分子晶体的物理性质 分子晶体 O2 N2 P4 H2O 熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2 0 分子晶体 H2S CH4 CH3COOH 尿素 熔点/℃ -85.6 -182 16.6 132.7 5 (1)分子晶体熔沸点较低，硬度很小（多数分子晶体在常温时为气态或液态）。 (2)分子晶体不导电。 (3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。 分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，且硬度较小。 分子晶体在固态或熔融状态下不存在自由移动的离子或电子，因而在固态或熔融状态下都不能导电。 溶解于水并发生电离时可以导电，如强酸、部分有机物（乙酸等） 6 分子晶体熔、沸点高低的判断 ①组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。 ②组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3OH＞CH3CH3。 ③含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 导思 √ × × × 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(　　) 导思 2.下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是( ) A.NH3、HD、C10H18 B.H2O、CO2、H2SO4 C.SO2、C60、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2 3.医院在进行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2熔融状态下不导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是( ) A.HgCl2晶体属于分子晶体 B.HgCl2属于离子化合物 C.HgCl2属于电解质，且属于强电解质 D.HgCl2属于非电解质 B A 思考 在分子晶体中，分子间的作用力不同时会对分子结构产生什么影响呢？ 干冰 (CO2) 冰 (H2O) 每个CO2周围有多少个紧密相邻的CO2？ 1 a x y z a 距离为a 距离为？ 思考 一、分子晶体 （1）分子间只有范德华力——具有分子密堆积特征 干冰 (CO2) 晶胞粒子数： 面心立方 4 每个CO2周围有多少个紧密相邻的CO2？ 1 x y z 2 3 4 一、分子晶体 每个CO2周围有多少个紧密相邻的CO2？ x y z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12个 配位数： 12 大多数分子晶体中，如果分子间作用力只有范德华力(无方向性、饱和性) ，无分子间氢键，若以一个分子为中心，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。如：C60、干冰 、I2、O2。 氧（O2）的晶体结构 碳60的晶胞 分子密堆积 一、分子晶体 思考 分子非密堆积 冰的结构 冰的结构 冰晶体中，每个水分子周围有4个紧邻的水分子？ 和干冰晶体不一样的原因是什么？ 水分子间存在氢键， 氢键具有方向性和饱和性 每个水分子都与4个相邻的水分子相互吸引，构成四面体 冰晶体中1 mol H2O最多有多少mol 氢键？ 4×1/2＝2 分子非密堆积 若分子间的主要作用力是氢键，由于氢键具有方向性和饱和性，使得晶体中分子的空间利用率降低，留有相当大的空隙，这种晶体不具有分子密堆积特征。如HF、NH3、冰。 氢键具有方向性 冰的结构 思考 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，破坏了部分氢键，水分子间的空隙减小，密度反而增大。 为什么冰刚刚融化时，密度变大？ 分子晶体的结构特征   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，空间利用率不高 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 导思 1. 正误判断 (1)分子晶体中均存在化学键(　　) (2)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体(　　) (3)干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子(　　) (4)冰晶体中，1mol冰中只含有1mol氢键(　　) √ × × × 导思 1. 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 B 2.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( ) ①HCl　②HBr　③HI　④CO　⑤N2　⑥H2 A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥ C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②① C 20 导练 A 3. 如图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H，下列有关说法正确的是（ ） A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体 B.冰晶体具有空间网状结构，不是分子晶体 C.水分子间通过H—O形成冰晶体 D.冰晶体融化时，水分子之间的空隙增大 分子间作用力 分子晶体 空隙减小 $$