3.2 分子晶体与共价晶体（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高二化学选择性必修第二册（人教版2019）

1.定义及结构特点 (1)分子晶体:只含分子的晶体。 (2)分子晶体中粒子的相互作用 必备知识 清单破 知识点 1　分子晶体 第一节　分子晶体与共价晶体 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 2.属于分子晶体的物质类型 (1)所有非金属氢化物:如H2O、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。 (2)部分非金属单质:如X2(卤素单质)、O2、H2、白磷(P4)、硫(S8)、C60等。 (3)部分非金属氧化物:如CO2、SO2、NO2、P4O10等。 (4)稀有气体。 (5)几乎所有的酸:如H2SO4、HNO3、H3PO4等。 (6)绝大多数有机物:如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、尿素等。 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 3.粒子堆积方式 分子间作用力 堆积方式 范德华力 每个分子周围最多可以有12个紧邻的分子,这一特征称为分子密堆积,如C60、干冰、I2、O2 范德华力、氢键 如冰晶体中,由于氢键的存在,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 4.分子晶体的物理性质(详见定点1) 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.定义及特点 (1)定义:相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体叫共价晶体。 (2)特点:构成粒子是原子;粒子间作用力为共价键。 2.属于共价晶体的物质类型 (1)某些单质:如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。 (2)某些非金属化合物:如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。 3.物理性质 ①共价晶体中,各原子均以强的共价键相结合,因此一般熔点很高,硬度很大,难溶于常见溶剂, 不导电。 ②结构相似的共价晶体,一般原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔点越高。例如,熔 点:金刚石>碳化硅>晶体硅。 知识点 2　共价晶体 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 4.典型的共价晶体结构分析 (1)金刚石晶体结构及特点   　      金刚石的晶体结构和晶胞示意图 ①在晶体中每个碳原子以4个共价单键与相邻的4个碳原子结合; ②晶体中C—C—C夹角为109°28',碳原子采取sp3杂化; ③最小环上有6个碳原子; ④晶体中C原子个数与C—C键个数之比为1∶2。 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念   ①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,每个O原子和2个Si原子相结合; ②1 mol SiO2中含4 mol Si—O键; ③最小环由6个Si原子和6个O原子组成。 (2)二氧化硅晶体结构及特点 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 知识拓展　低温石英 　　SiO2有多种结构,自然界最常见的是低温石英。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四 面体形成螺旋上升的长链,这一结构决定了它具有手性(左、右型)。  石英晶体中的硅氧四面体相连构成的螺旋链  石英的左、右型晶体 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.SiO2是二氧化硅的分子式,这种说法正确吗? 二氧化硅为共价晶体,晶体中不存在单个分子,SiO2不是其分子式。 2.分子晶体中,共价键的键能越大,该分子晶体的熔点越高,这种说法正确吗? 分子晶体的熔点高低与其共价键键能大小无关。 3.干冰的熔、沸点比冰低,这种说法正确吗? 由于冰中除了范德华力外还有分子间氢键作用,破坏分子间作用力较难,所以熔、沸 点比干冰高。 4.H2S晶体中一个H2S分子周围有12个H2S紧邻,则冰中一个水分子周围也有12个紧邻水分子, 这种说法正确吗? 冰中可以形成分子间氢键,1个水分子可以与4个水分子形成氢键,故一个水分子周 围有4个紧邻水分子。 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 提示 提示 提示 提示 (　    ) ✕ (　    ) ✕ (　    ) √ (　    ) ✕ 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 5.PF5和PCl5均为三角双锥结构的分子晶体,所以两者的沸点:PF5<PCl5,这种说法正确吗? 五氟化磷和五氯化磷是结构相似的分子晶体,五氟化磷的相对分子质量小于五氯化 磷,分子间作用力小于五氯化磷,沸点低于五氯化磷。 6.金刚石晶体中的最小环为六元环,每个碳原子均被12个六元环共用,这种说法正确吗? 金刚石晶体结构中,最小环为六元环,每个碳原子均被12个六元环共用。 提示 提示 (　    ) √ (　    ) √ 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.常见分子晶体的结构 (1)干冰  干冰的晶胞模型 ①立方体的每个顶点上有1个CO2分子,6个面心还有6个CO2分子,每个晶胞中有8× +6× =4 个CO2分子,有12个原子。 ②每个CO2分子周围等距离且紧邻的CO2分子数为12。 关键能力 定点破 定点 1　常见分子晶体的结构及物理性质 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 (2)冰   ①水分子之间主要的作用力是氢键,当然也有范德华力。 ②由于氢键的方向性,使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。 2.分子晶体的物理性质 (1)较低的熔点和沸点(易升华或易挥发)。 (2)较小的硬度。 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 (3)一般都是绝缘体,固态及熔融状态也不导电。 (4)多数能溶于适当的溶剂(相似相溶)。 3.分子晶体熔点比较规律 (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,分子间作用力越大,熔点越 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,熔点越高。如:CH3 OH>CH3CH3。 (3)分子间氢键会导致熔点反常升高。如:H2O>H2Te>H2Se>H2S。 (4)对有机物来讲,一般分子式相同,支链越多,熔点越低。 (5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子数的增加,熔点升高。如:C2H6> CH4,C2H5Cl>CH3Cl,CH3COOH>HCOOH。 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 典例    (1)比较下列物质熔点的高低(填“>”或“<”)。 ①CO2　　　    SO2; ②NH3　　　    PH3; ③O3　　　    O2; ④Ne　　　    Ar; ⑤CH3CH2OH　　　    CH3OH; ⑥CO　　　    N2。 (2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.202×105 Pa),请回答: ①AlCl3固体是　　　    晶体。 ②设计一个可靠的实验,判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)各组物质均为分子晶体,根据分子晶体熔点的判断规律,如相对分子质量、分子极 性、分子间氢键等比较六组物质熔点的高低。(2)由AlCl3的熔点低判断AlCl3晶体为分子晶 体。验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物,可检测其熔融状态下是否导电,若不导 电是共价化合物,导电则是离子化合物。 答案    (1)①<　②>　③>　④<　⑤>　⑥> (2)①分子　②在熔融状态下,检测其是否导电,若不导电,则是共价化合物 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.分子晶体和共价晶体的比较 定点 2　分子晶体和共价晶体的比较及晶体类型的判断 晶体类型 分子晶体 共价晶体 定义 分子间通过分子间作用力结 合形成的晶体 相邻原子间以共价键结合形成的具有空间网状结构的晶体 构成粒子 分子 原子 物质 多数非金属单质和共价化合物 某些单质和共价化合物 粒子间的作用力 分子间作用力 共价键 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 续表 晶体类型 分子晶体 共价晶体 熔化时需克服的作用力 分子间作用力 共价键 物 理 性 质 熔点 较低 很高 硬度 较小 很大 导电性 固态和熔融态时一般都不导电,但某些分子晶体溶于水能导电,如HCl 固态和熔融态时多数不导电,但晶体Si、晶体Ge为半导体,能导电 溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 决定熔点高低的因素 分子间作用力的强弱 共价键的强弱 典型例子 干冰、冰 金刚石、二氧化硅 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 2.共价晶体与分子晶体熔点高低的比较 (1)晶体类型不同时 熔点:共价晶体>分子晶体,原因:共价晶体的熔点与共价键有关,分子晶体的熔点与分子间作 用力有关,共价键的键能远大于分子间作用力。 (2)晶体类型相同时 　　根据分子晶体和共价晶体的熔点变化规律进行比较。 3.判断分子晶体和共价晶体的方法 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用力判断 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 (2)依据晶体的熔点判断 　　共价晶体的熔点很高,而分子晶体的熔点通常较低。 (3)依据晶体的硬度判断 　　共价晶体硬度大,分子晶体硬度较小。 (4)依据熟记的典型共价晶体和分子晶体判断 　　常见的共价晶体有:①单质,如金刚石、晶体硅、晶体锗等;②化合物,如SiO2、SiC、 BN、AlN、Si3N4等。绝大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、稀有 气体、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体属于分子晶体。 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 典例　现有两组物质的熔点数据如表所示: A组 B组 金刚石:>3 500 ℃ HF:-83 ℃ 晶体硅:1 410 ℃ HCl:-115 ℃ 晶体硼:2 300 ℃ HBr:-89 ℃ 二氧化硅:1 713 ℃ HI:-51 ℃ 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 根据表中数据回答下列问题: (1)A组属于　　　    晶体,其熔化时克服的粒子间的作用力是　　　    。 (2)B组中HF熔点反常是由于　　　　　　　　　　　　　　　　    。 (3)B组晶体不可能具有的性质是　　　    (填序号)。 ①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④液体状态能导电 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)A组熔点很高,应是共价晶体,共价晶体熔化时破坏的是共价键。(2)B组是分子晶 体,且结构相似,一般是相对分子质量越大,熔点越高;HF的相对分子质量最小但熔点比HCl高, 出现反常的原因是HF分子间存在氢键,HF熔化时除了破坏范德华力,还要破坏氢键,所需能 量更多。(3)分子晶体在固态和熔化状态都不导电。 答案    (1)共价　共价键    (2)HF分子间能形成氢键    (3)③④ 第三章　晶体结构与性质 第1讲　描述运动的基本概念 $$