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 第1课时 分子晶体 导+思 比较出下列几组物质的熔沸点大小，并做出解释 1. O2，N2 2. CO，N2 3. HF HCl HBr HI 4. 正戊烷，异戊烷，新戊烷 5. C2H5CI CH3CI ①组成和结构相似的物质，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。 ②相对分子质量相等或相近，分子极性越大，范德华力越大，熔沸点越高。 ③含有分子间氢键的分子晶体，熔沸点较高。 ④在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低。 ⑤烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加,熔、沸点升高。 分子晶体熔沸点高低的判断 议 1.分子晶体及其判断方法？ 2.典型分子晶体的结构和特点？ 3.分子晶体熔沸点高低如何判断？ 1.分子概念： 只含分子的晶体称为分子晶体，如：I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体。 2.构成微粒和相互作用： 分子晶体 构成微粒 微粒间的作用力 分子内各原子间 分子 分子间作用力 共价键 注意：并非所有的分子晶体中都含共价键，如稀有气体。 3.分子晶体的物质类别： 思考：下列晶体中，哪些是分子晶体呢？ H2S， CH4， NaCl， NaOH， O2， N2，白磷（P4)，CO2，NO2，H2SO4 物质种类 实例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 5、分子晶体的判断方法 组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。 1、依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断（从定义层面）。 2、依据物质的性质判断（从特征层面） 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。 3、在常温下呈气态的物质，常温下呈液态的物质（汞除外），易升华的固体物质都属于分子晶体 4、依据物质的类别判断。 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、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体 大多数分子晶体的分子间只有范德华力（无方向性和饱和性）, 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。 ①分子密堆积： 6.典型分子晶体的结构和特点 有分子间氢键——氢键具有方向性和饱和性,使晶体中的空间利率不高,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（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。 ②非密堆积 6.典型分子晶体的结构和特点 ①分子密堆积---以干冰为例 （1）干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。 （2）每个晶胞中均摊 个CO2分子,含有 个原子。 （3）每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为 个。 （4）干冰在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂。 4 12 12 2Mg + CO2 == 2MgO + C（说明干冰易升华的特性）。 点燃 CO2和金属的反应： 实验现象： 发出耀眼的白光，生成黑白两种固态。 6.典型分子晶体的结构和特点 ②非密堆积---以冰为例 若分子间的主要作用力是氢键。由于氢键具有方向性，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（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子） 。 思考： 1mol冰周围有多少摩尔氢键？ 1mol冰周围有2mol氢键 6.典型分子晶体的结构和特点 ②非密堆积---以冰为例 ①水分子之间的作用力有 ，但主要是 。 ②由于氢键具有 性,使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的4个相邻的水分子相互吸引。 ③冰晶体的密度比液态水小。 ④冰的硬度和干冰相似，而熔点比干冰的熔点高得多。 范德华力、氢键 氢键 方向 思考： 为什么干冰的密度大于冰，熔沸点低于冰？ 典型的分子晶体模型 单质碘 干冰 冰 晶胞或结核模型 微粒间作用力 范德华力 范德华力 范德华力和 氢键 晶胞微粒数 4 4 配位数 12 4 配位数：在晶体结构中某质点周围与该质点直接联系的质点数，称为该质点的配位数 20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体——可燃冰。 科学 ∙ 技术 ∙社会 天然气水合物—一种潜在的能源 思考： 可燃冰晶体中只存在分子间作用力么？ 共价键 有分子间作用力 （包括氢键、范德华力） 分子晶体的定义 分子晶体 典型的分子晶体 分子晶体的物理性质 分子晶体的结构特征 分子晶体的判断方法 分子晶体熔沸点高低的判断 1.正误判断 (1)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体( ) (2)干冰比冰的熔点低很多，常压下易升华( ) (3)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个紧邻分子( ) (4)冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的分子，1 mol冰中含有1 mol氢键( ) × √ √ × 课堂检测： (1)分子晶体中只存在分子间作用力 ( ) (2)分子晶体熔化时共价键断裂 ( ) (3)分子晶体中氢键越强，分子越稳定 ( ) (4)分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键 ( ) × × × √ 课堂检测： 2.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 √ 解析　B项，冰晶体属于分子晶体； C项，水分子间通过分子间作用力形成晶体； D项，冰融化，氢键部分断裂，空隙减小。 课堂检测： 3．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物( ) A．NH3、P4、C10H8 　 B．PCl3、CO2、H2SO4 C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、H2O、Na2O2 B　 课堂检测： A中，P4(白磷)为单质，不是化合物 C中，SiO2为共价晶体； D中，Na2O2是离子化合物、离子晶体。 4．下列有关分子晶体的说法中一定正确的是(　　) 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　 6．下列物质按熔、沸点由高到低顺序排列，正确的一组(　) A．HF、HCl、HBr、HI B．F2、Cl2、Br2、I2 C．H2O、H2S、H2Se、H2Te D．CI4、CBr4、CCl4、CF4 D 课堂检测： $