专题3 第4单元 第2课时 分子晶体 混合晶体(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册(苏教版)江苏专版
第2课时 分子晶体 混合晶体
[素养目标] 1.知道分子晶体的概念及结构特点。2.能辨识常见的分子晶体。3.了解石墨晶体的结构,比较不同类晶体的熔、沸点。
知识点一 分子晶体
1.概念及微粒间的作用
(1)概念:分子通过分子间作用力构成的固态物质叫分子晶体。
(2)微粒间的作用:分子晶体中相邻分子之间以分子间作用力相互吸引。
2.分子晶体的物理特性
分子晶体中的微粒间是以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体,因此,分子晶体的熔、沸点较低,密度较小,硬度较小,较易熔化和挥发。
3.典型的分子晶体
(1)所有非金属氢化物,如水、硫化氢、氨、甲烷等。
(2)部分非金属单质,如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳-60(C60)等。
(3)部分非金属氧化物,如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。
(4)几乎所有的酸,如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。
(5)绝大多数有机物的晶体,如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
(6)稀有气体。
4.典型分子晶体的结构特征
(1)构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子,微粒间的相互作用力是范德华力。
(2)从结构模型可以看出:干冰晶体是一种面心立方结构——每8个CO2分子构成立方体,在六个面的中心又各占据1个CO2分子。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。每个晶胞中有4个CO2分子。
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H2S和H2O分子结构相似,但H2S晶体中,一个H2S分子周围有12个紧邻分子,而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子,为什么?
提示 冰中水分子之间的主要作用力是氢键,具有方向性,氢键的存在迫使在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。而H2S晶体中分子之间的作用力为范德华力,无方向性,每个分子周围可以有12个紧邻分子。
1.典型的分子晶体
物质 | 晶胞 | 结构特点 |
干冰 | ①每个晶胞中有4个CO2分子,12个原子 ②每个CO2分子周围等距离且紧邻的CO2分子有12个 | |
冰 | ①水分子之间的作用力有范德华力和氢键,但主要作用力是氢键 ②由于氢键的存在迫使在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 |
2.分子晶体的特例——稀有气体单质晶体
稀有气体单质是由原子直接构成的分子晶体,不存在化学键,晶体中只有分子间作用力。
3.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,分子间作用力越强,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。
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(3)分子间氢键会导致熔、沸点反常升高。如:H2O>H2Te>H2Se>H2S。
(4)对于有机物来讲,分子式相同,支链越多,熔、沸点越低。如:CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>。
(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、沸点升高。如:C2H6>CH4,C2H5Cl>CH3Cl,CH3COOH>HCOOH。
1.SiCl4的分子结构与CCl4类似,对其作出的如下推测,其中不正确的是( )
A.SiCl4晶体是分子晶体
B.常温、常压下SiCl4是气体
C.SiCl4分子是由极性键形成的非极性分子
D.SiCl4熔点比CCl4高
解析 SiCl4与CCl4结构相似,则常温常压下SiCl4是液体,属于分子晶体,A正确,B错误;CCl4分子是由极性键形成的非极性分子,则SiCl4分子也是由极性键形成的非极性分子,C正确;组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔点越高,则SiCl4熔点高于CCl4,D正确。
答案 B
2.下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4个水分子形成四面体
B.氢键是化学键
C.水分子间通过H—O键形成冰晶体
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