3.2.1 分子晶体 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 课时1 分子晶体 2026/3/9 2 吗喽🐒 素养目标 宏观辨识与微观探析：通过观察分子晶体的宏观物理性质，建立晶体类型与微观结构的关联，能从分子间作用力、分子密堆积角度解释分子晶体的特性。 证据推理与模型认知：借助干冰、冰等晶体结构模型，推理分子晶体的构成微粒与作用力特点，构建 “分子→分子间作用力→分子晶体” 的结构认知模型。 科学态度与社会责任：认识分子晶体在材料、生活中的应用，体会物质结构理论对生产生活的指导价值，培养严谨求实的科学态度。 课堂引入 2026/3/9 3 吗喽🐒 干冰 I2晶胞 同学们认真观察，找出两种晶体模型中的共同点。 2026/3/9 4 吗喽🐒 一、分子晶体 分子晶体 (1)概念：只含分子的晶体 (2)构成微粒：分子 (3)分子内：共价键 (4)分子间：分子间作用力 范德华力 氢键 1. 基本概念 并不是所有的分子晶体都存在共价键，如稀有气体 注意：分子晶体熔化 / 汽化时破坏分子间作用力，不破坏化学键 和分子晶体的稳定性无关！！！ 2026/3/9 5 吗喽🐒 一、分子晶体 2. 物理特性 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 同学们，分子晶体有哪些物理特性，为什么？ (1) 分子晶体熔点低，分子晶体的分子间作用力越大，分子晶体的熔点越高； (2) 分子晶体硬度很小； ① 范德华力↑ a.相对分子质量↑ b.分子极性↑ c.支链数目↓ ② 分子间氢键↑ 2026/3/9 6 吗喽🐒 一、分子晶体 2. 物理特性 (1) 分子晶体熔点低，分子晶体的分子间作用力越大，分子晶体的熔点越高； ① 范德华力↑（a.相对分子质量↑b.分子极性↑c.支链数目↓） ② 分子间氢键↑ (2) 分子晶体硬度很小； (3) 分子晶体的溶解度遵循“相似相溶”原理， 极性相似、结构相似、溶质和溶剂之间形成氢键、溶质和溶剂发生反应 (4) 分子晶体在熔融状态下不导电。 2026/3/9 7 吗喽🐒 一、分子晶体 3. 常见类别 (1) 所有非金属氢化物：水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷 (2) 部分非金属单质： 卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60) (3) 部分非金属氧化物：CO2、P4O6、P4O10、SO2 (4) 稀有气体(不含共价键) (5) 几乎所有的酸(而强碱和多数盐则是离子晶体) (6) 绝大多数有机物的晶体 (7) 少部分盐[AlCl3、FeCl3、(CH3COO)2Pb、HgCl2、AlBr3、AlI3、BeCl2] 金刚石、石墨、单晶硅Si等不是分子晶体 2026/3/9 8 吗喽🐒 4. 判断方法 部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。 组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。 分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。 依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断 依据物质的性质判断 依据物质的类别判断 一、分子晶体 例1 下列叙述正确的是( ) A.由分子构成的物质其熔点一般较低 B.分子晶体在熔化时，共价键被破坏 C.分子晶体中分子间作用力越大，其化学性质越稳定 D.物质在溶于水的过程中，化学键一定会被破坏或改变 √ 2026/3/9 9 吗喽🐒 课堂练习 例2 下列物质中，属于含有非极性共价键的分子晶体的是( ) A. B.的晶体 C.的晶体 D. √ 9 例6 下列性质适用于分子晶体的是( ) ①熔点 ，易溶于水，水溶液导电 ②熔点 ，液态不导电，水溶液导电 ③能溶于，熔点，沸点 ④熔点，质软，导电，密度为 A.①② B.①③ C.②③ D.②④ √ 2026/3/9 10 吗喽🐒 课堂练习 10 (2)已知的熔点为，但它在 即开始升华。请回答： ① 固体是______晶体。 分子 ②设计实验判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物？___________ ___________________________________________________________ _______。 在熔融状态 下，验证其是否导电，若不导电则是共价化合物，反之，则为离子 化合物 2026/3/9 11 吗喽🐒 课堂练习 例7 (1)比较下列物质熔、沸点的高低(填“ ”或“ ”)。 ___；___ ；___；___ ； ___；___ 。 11 2026/3/9 12 吗喽🐒 课堂练习 例3 下列有关分子晶体结构特点的说法中正确的是( ) A.分子晶体在常温下都是气态 B.分子晶体中都存在化学键 C.分子晶体中分子间的作用力主要是范德华力 D.分子间一定存在氢键 √ 氢键 分子间的作用力不同时会对其结构产生什么影响呢？ 12 2026/3/9 13 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 1. 分子密堆积 (1) 分子间作用力只有范德华力，无方向性、无饱和性，形成紧密堆积。 (2) 如果分子间作用 力只是范德华力，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 x y z 利用干冰晶体的结构模型 认识分子晶体的结构特征： 最紧密 x y z x-z面4个 2026/3/9 14 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 1. 分子密堆积 利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征： 干冰 x y z y-z面4个 2026/3/9 15 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 1. 分子密堆积 利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征： 干冰 x y z x-y面4个 2026/3/9 16 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 1. 分子密堆积 利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征： 干冰 x y z 12个 2026/3/9 17 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 1. 分子密堆积 利用干冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征： 干冰 2026/3/9 18 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 1. 分子密堆积 常见的C60、干冰 、I2、O2等分子晶体均以分子密堆积出现 ⑴ 碘晶体结构 晶胞为长方体，每个顶点和面心各有一个分子。 ①平均每个晶胞中有 个碘分子， ②碘晶胞中，I2存在两种取向 ③不对I2周围紧邻的其他I2的个数做要求 4 2026/3/9 19 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 1. 分子密堆积 常见的C60、干冰 、I2、O2等分子晶体均以分子密堆积出现 (2) 干冰晶体结构 干冰晶胞中，CO2存在四种取向 2026/3/9 20 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 2. 分子非密堆积 冰和液态水的结构对比 2026/3/9 21 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 2. 分子非密堆积 冰中水分子间存在大量的氢键，具有方向性和饱和性，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，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，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，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。 2026/3/9 22 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 2. 分子非密堆积 0-4℃：温度升高，部分氢键断裂，分子间隙减小 超过4℃：温度升高，分子热运动加快，分子距离加大 0-4℃：密度随温度升高而增大 超过4℃：密度随温度升高而减小 2026/3/9 23 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 2. 分子非密堆积 冰晶胞结构 一个小球代表一个H2O，分子之间以氢键连接 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_________。 ③1mol冰中有___mol“氢键”。 氢键 范德华力 4 2 四面体 1个冰晶胞中存在8个H2O分子，一共有16个氢键 平均1个H2O分子形成2个氢键 2026/3/9 24 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 【归纳总结】   分子密堆积 分子非密堆积 微粒间作用力 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 范德华力 范德华力和氢键 2026/3/9 25 吗喽🐒 二、分子晶体的结构特征 【思考讨论】 硫化氢晶体中只存在范德华力，属于分子密堆积，而冰中主要作用力是氢键，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。 硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻的分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？ 2026/3/9 26 吗喽🐒 科学  技术  社会 许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H2O的水合物晶体。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 天然气分子藏在水分子笼内 水分子笼是多种多样的 气体分子和水分子之间以范德华力相互作用。 例4 下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( ) A.干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体 B.冰晶体中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 C.干冰比冰的熔点低得多，常温常压下易升华 D.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 √ 2026/3/9 27 吗喽🐒 课堂练习 27 例5 分子和晶胞示意图如图所示。下列关于 晶体的说法不正确的是( ) A. 晶体可能具有很高的熔、沸点 B. 晶体可能易溶于四氯化碳中 C. 晶体的晶胞中含有的碳原子数为240 D.晶体中每个分子与12个 分子紧邻 √ 2026/3/9 28 吗喽🐒 课堂练习 28 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)所有分子晶体中，分子内存在化学键，分子间靠分子间作用力结 合( ) × (2)分子晶体熔化时一定会破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢 键( ) √ (3)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大( ) × (4)因水分子间存在着比范德华力更强的作用力——氢键，故水分子 较稳定( ) × 2026/3/9 29 吗喽🐒 课堂评价 29 (5)构成分子晶体的粒子是分子，在分子晶体中一定存在共价键和分 子间作用力( ) × (6)分子晶体熔化或溶于水均不导电( ) × (7)干冰晶体中只存在范德华力、不存在氢键，一个分子周围有12个 紧邻的分子( ) √ (8)冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的分子， 冰中含有 氢键( ) × 2026/3/9 30 吗喽🐒 课堂评价 30 2.下列物质中属于分子晶体的是( ) ①二氧化硅 ②碘 ③镁 ④蔗糖 ⑤冰 A.①②④ B.②③⑤ C.②④⑤ D.①②④⑤ √ 2026/3/9 31 吗喽🐒 课堂评价 3.水是生命之源。下列有关说法不正确的是( ) A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体 B.冰晶体和干冰晶体存在的作用力一样 C.水分子间通过氢键和范德华力形成冰晶体 D.冰晶体融化时，水分子之间的空隙减小 √ 31 4.近年来，科学家合成了一系列具有独特化学特性的氢铝化合物 。已知，最简单的氢铝化合物的分子式为 ，它的熔点 为，燃烧热极高。 的球棍模型如图所示。下列有关说法 肯定错误的是( ) A. 在固态时所形成的晶体是分子晶体 B.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料 C. 在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水 D. 中含有离子键和极性共价键 √ 2026/3/9 32 吗喽🐒 课堂评价 32 5.(1)科学家制出了由20个碳原子构成的空心笼状分 子 ，该笼状结构是由许多正五边形构成的 (如图所示)。晶体属于______晶体，一个 分 子共有____个共价键和____个正五边形。 分子 30 12 2026/3/9 33 吗喽🐒 课堂评价 (2)［2024·浙江1月选考节选］某化合物的晶胞 如图，其化学式是____________，晶体类型是 __________。 分子晶体 33 (3)①碘晶体属于______晶体。 ②碘晶体熔化过程中克服的作用力为__________。 ③假设碘晶胞中立方体的边长为，阿伏伽德罗 常数的值为 ，则碘晶体的密度为_______ 。 分子 范德华力 2026/3/9 34 吗喽🐒 课堂评价 34 $