3.2.1 分子晶体 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦分子晶体，系统讲解其概念、构成微粒、作用力及性质，通过晶体结构示意图分类和晶体分类表导入，引导学生从已学晶体类型过渡到分子晶体，搭建知识联系支架。 其亮点在于以“结构决定性质”化学观念为核心，结合科学思维设计问题链与证据推理，如通过干冰和冰的结构差异分析熔沸点、密度，采用分类对比和实例探究（如可燃冰），帮助学生构建知识网络，提升科学探究能力，也为教师提供丰富教学资源，助力高效教学。

第二节 分子晶体与共价晶体 第1课时 分子晶体 第三章　晶体结构与性质 人教版化学 选择性必修2 物质结构与性质 根据组成晶体粒子间作用力的不同，对下列各种晶体进行分类 氯化钠晶体结构 铜晶体结构 金刚石晶体结构 碘晶体晶胞 构成微粒 分子 原子 原子 离子 微粒间作用力 分子间：范德华力+氢键 共价键 金属键 离子键 分子内：共价键 晶体类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 新课导入 通过前面对于晶体与非晶体的学习，我们知道：碘（I2）、干冰（CO2）、碳60（C60）、冰（H2O）都是晶体 碘（I2） 干冰（CO2） 碳60（C60） 冰（H2O） 这些晶体从组成粒子和粒子间相互作用的角度分析有什么共同点呢？ 新课导入 观察下图，找出干冰、I2 、冰三种晶体结构的共同点。 只含分子的晶体称为分子晶体。 冰(H2O) 干冰(CO2) 碘(I2) 碳60(C60) 新课导入 任务一 分子晶体的概念和性质 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，化学式就是分子式 (3)分子内：共价键 (4)分子间：分子间作用力 范德华力 氢键 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！！！ 任务一 分子晶体的概念与性质 物质类别 实例 所有_____________ 部分___________ 部分_____________ 稀有气体 几乎所有的____ 绝大多数_______ 非金属氢化物 非金属单质 非金属氧化物 酸 有机物 如H2O、NH3、CH4等 如卤素(X2)、O2、N2、硫(S8)、白磷(P4)、碳60(C60)等 如CO2、SO2、P4O6、P4O10等 如He、Ne、Ar等 如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等 如乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 二、典型的分子晶体 除了B、C(金刚石)、Si(晶体硅)、Ge、Sn(灰锡) 除了二氧化硅等 单原子分子，分子内不含化学键 大部分共价单质和共价化合物 少部分盐AlCl3、FeCl3、BeCl2 任务一 分子晶体的概念与性质 下列各组晶体物质均属于分子晶体的是(　　) A、SO2、SiO2、P2O5、O2 B、H2SO4、H2O2、HCl、Ar C、NH4Cl、H2O、NH3、I2 D、CO2、AlCl3、MgCl2、CO B 任务一 分子晶体的概念和性质 某些分子晶体的熔点 分子晶体 氧气 氮气 白磷 水 硫化氢 甲烷 乙酸 尿素 熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2 0 -85.6 -182 16.6 132.7 请根据表中数据分析：分子晶体的熔点有什么特点？并从微观角度解释原因。 较低的熔点 三、分子晶体的物理性质 分子晶体中只含有分子，说明了分子之间只存在着分子间作用力，这对分子晶体的物理性质有什么影响？ 为什么分子晶体的熔点比较低呢？ 【强调】分子晶体熔化时一般只破坏范德华力、氢键，不破坏化学键。 范德华力、氢键相对化学键较弱。 任务一 分子晶体的概念和性质 花样滑冰比赛时，冰面上常常容易留下划痕，这说明冰晶体的硬度如何？并从微观角度解释原因。 原因：分子间作用力小 较小的硬度 分子晶体一般都是绝缘体，熔融状态下也不导电。从结构的角度应该如何解释呢？ 因为构成分子晶体的微粒都是分子，熔融时没有产生自由移动的离子。 部分分子晶体(如酸)溶于水破坏了共价键，自身发生电离，溶液可以导电。 部分分子晶体与水反应可以生成能电离的物质，溶液可以导电。 3. 物理特性 (1) 分子晶体熔、沸点低，硬度很小（原因：分子间作用力很弱，容易被克服）。 ① 范德华力↑，则熔、沸点越高。 （a.相对分子质量↑b.分子极性↑c.烷烃的同分异构体支链数目↓） ② 分子间氢键↑ ，则熔、沸点越高。 (2) 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。 (3) 分子晶体在固态和熔融状态下都不导电，分子晶体的水溶液可能导电， 如 HI、乙酸水溶液导电；乙醇水溶液不导电。 溜冰时，冰面上常常容易留下划痕说明冰晶体的硬度小 分子晶体（如乙醇）一般都是绝缘体，构成分子晶体的微粒都是分子，熔融时没有产生自由移动的离子，因此分子晶体一般不导电。 任务一 分子晶体的概念和性质 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 C 学习评价 (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 (5)水分子间存在着氢键，故水分子较稳定 (6)NH3极易溶于水的原因一是NH3、H2O均为极性分子，二是NH3和H2O之间形成分子间氢键 (7)分子晶体熔沸点不高，均易溶于非极性溶剂 × √ × × × √ × 1、正误判断 学习评价 思考与讨论 分子晶体熔沸点高低的判断 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。 相对分子质量相等或相近，极性分子的范德华力大，熔沸点高。 含有分子间氢键 1、C60和金刚石都是碳元素的单质，为什么C60的熔沸点低？C60和C70熔点和沸点哪个更高？ 2、CO和N2相对分子质量相等，但熔沸点：CO>N2，为什么？ C60为分子晶体 3、现有下列两组物质，按熔沸点从高到低排序，并解释原因。 （1）HF，HCl，HBr （2）正戊烷、异戊烷、新戊烷 HF > HBr > HCl 正戊烷 > 异戊烷 > 新戊烷 M↑，F↑，熔沸点↑ M同，支链越多，F↓，熔沸点↑ 探究课堂 任务一 分子晶体的概念和性质 组成和结构 相似 不相似： 含氢键的分子： 不含氢键的分子： 熔沸点更高，如HF > HBr 相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高， 如 HI>HBr>HCl 分子的极性越大，范德华力越大，熔沸点越高，如CO>N2 支链越多，熔沸点越低 碳原子数越多，熔沸点越高 有机物 同分异构体： 同系物： 四、分子晶体的熔沸点高低的判断方法 4、下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( ) ①HCl　②HBr　③HI　④CO　⑤N2　⑥H2　⑦H2O A.①②③④⑤⑥⑦ B.⑦③②①⑤④⑥ C.⑦③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④⑦③②① C 5、已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa)，但它在180 ℃即开始升华。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_______________________________________。 分子 在熔融状态下，试验其是否导电，若不导电是共价化合物，若导电是离子化合物。 还有哪些方法可以判断分子晶体呢？ 学习评价 总结——分子晶体的判断方法 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 探究课堂 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.PCl3、CO2、H2SO4 C.SO2、SiO2、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2 B 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 A 学习评价 干冰 冰 水 密度 1.56g/cm3 0.92 g/cm³ 1g/cm³ 某些物质的密度 【思考与讨论】我们知道，冰浮于水面上，而干冰沉于水中，这是为什么呢？ 请同学们结合氢键和范德华力的区别尝试解释？ 氢键的作用力＞＞范德华力 氢键具有方向性和饱和性 晶体结构的特点不同 探究课堂 任务二 典型分子晶体的结构特征 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。 C60的晶胞 I2的晶胞 碘晶胞中，I2存在两种取向。 19 任务二 典型分子晶体的结构特征 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。 任务二 典型分子晶体的结构特征 五、分子晶体的结构特征 1、干冰 -分子密堆积 干冰晶胞 ①干冰中的CO2分子间只存在 ，不存在 。 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 12 12 范德华力 氢键 ④干冰在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂。 配位数：12 ⑤CO2分子取向有____种。 4 8个顶点CO2取向一样， 3套面CO2取向不一样 任务二 典型分子晶体的结构特征 五、分子晶体的结构特征 1、干冰 – 分子密堆积 1、为什么干冰、C60、氧气晶体等分子晶体都是密堆积？ 2、所有分子晶体都是密堆积吗？ 分子间作用力只有范德华力 无方向性和饱和性 不是 分子间作用力除了范德华力还有氢键 例如：冰 氢键有方向性和饱和性 【思考与讨论】 探究课堂 任务二 典型分子晶体的结构特征 五、分子晶体的结构特征 3、冰 –分子非密堆积 ①水分子之间的作用力有 ,但主要是 。 ②由于氢键具有 ，使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的 个相邻的水分子相互吸引。 氢键具有方向性 4 范德华力、氢键 氢键 方向性 ③冰的硬度和干冰相似，而熔点比干冰的熔点高得多。 ④1mol冰中有___mol“氢键”，平均1个H2O分子形成2个氢键。 2 1个冰晶胞中存在8个H2O分子，一共有16个氢键。 氢键具有方向性 小球代表H2O，以氢键连接 冰晶体的配位数：4 空间构型：4个相邻氧原子的中心连接起来构成四面体， 键角接近完美的109°28`， 因此被广泛描述为“氧原子框架基于四面体结构”。 任务二 典型分子晶体的结构特征 任务二 典型分子晶体的结构特征 微粒间作用力 空间特点 举例 分子密堆积 分子非密堆积 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，空间利用率低 范德华力 范德华力和氢键 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 五、分子晶体的结构特征 根据所学内容，思考并回答下列问题： 【思考】为什么冰刚刚融化时，密度变大，4 ℃后密度又变小？ 部分氢键断裂，分子间隙减小。 0-4℃ ：温度升高，冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，密度增大。 冰融化分子间空隙变小 超过4℃：温度升高，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度减小。，分子距离加大 探究课堂 为什么干冰的熔沸点比冰低，而密度却比冰大？ 干冰 密堆积 冰 非密堆积 冰中水分子间存在氢键，CO2之间只存在范德华力，干冰的熔沸点比冰低。 干冰中CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻分子，冰中存在氢键，一个水分子周围有4个紧邻分子，所以干冰密度比冰的高。 探究课堂 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？ 范德华力 范德华力和氢键 H2S晶体：分子间只有范德华力，无饱和性与方向性，形成分子密堆积。 冰晶体：分子间存在氢键，具有方向性与饱和性，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， 形成分子非密堆积。 探究课堂 镁与干冰的反应 结论：干冰易升华，能让镁持续燃烧。 镁粉在干冰中继续燃烧，发出耀眼的白光，生成白色和黑色的固体。 2Mg+CO2 2MgO + C 用途：制冷剂 白加黑 Mg + O2 ➩MgO Mg+CO2 ➩MgO Mg + N2 ➩ Mg3N2 探究课堂 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。 理想可燃冰化学式8CH4.46H2O，水分子通过氢键形成四边形、五边形或六边形，进而形成笼状多面体。 探究课堂 拓展延伸 天然气分子藏在水分子笼内 天然气水合物——一种潜在的能源 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，因为又称甲烷水合物。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”。 根据理论计算，标准状态下，1立方米的可燃冰可释放出160-180立方米的甲烷气和0.8立方米的水，可以说可燃冰就像一个天然气的"压缩包"，燃烧后生成二氧化碳和水，不会释放出粉尘、硫氧化物、氮氧化物等环境污染物，所以被誉为21世纪理想的清洁能源之一。而且，据专家预测，可燃冰资源量巨大，被国际公认为未来重要的战略性接替能源。 分子 晶体 冰 性质 熔点低 硬度小 分子 分子间作用力 氢 键 范德华力 分子密堆积 分子非密堆积 干冰 结构 性质 课堂小结 EVCapture4.2.4软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.4软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.4软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf57.58.101 Lavf57.62.100 $