3.3.2 分子晶体 课件 -2026-2027学年高二上学期化学沪科版选择性必修2

分子晶体 1 空调 雪糕 冰西瓜 制冷材料经历了怎样的发展历程？ 古代冰窖藏冰制冷 制冷材料发展历程 天然物质 冰 古代 工业气体 二氧化碳、氨 1800-1920s 氟利昂主导 氯氟化碳 1950s 环保转型 氢氟化碳 1990s 制冷材料具有怎样的结构特点呢？ 1-1 绘制晶体：利用提供的cif文件，在VESTA软件上绘制冰晶体微观结构， 并从不同角度观察晶体。 任务1：揭示冰制冷的原因 1-2 分析结构： 基本结构微粒 微粒间相互作用 冰晶体 H2O分子 范德华力和氢键 O H 冰晶体中水分子之间存在什么作用力？ 1-2 分析结构：想一想，冰晶体中水分子间为什么会形成氢键？ 1S 1S δ- δ+ δ- 氢键 sp3杂化轨道 氢键具有一定方向性，中间的水分子与周围位于正四面体顶角的四个水分子结合，水分子之间的距离较大。 1-3 性质探究：氢键的存在对冰晶体的结构和性质产生了怎样的影响？ 1-3 性质探究：冰能制冷的原因。 冰 冰融化成水，破坏分子间氢键，消耗较多能量 氢键数目较多，且较为稳定 干冰 工业清洗 食品保鲜 舞台特效 冷链物流 现代干冰冷链运输 资料卡： •制冷效果好：干冰的升华温度为-78℃，远低于冰的熔点0℃，能提供更低的温度环境，更适用于对低温要求苛刻的场景。 • 清洁卫生：干冰升华后直接变为二氧化碳气体，不会留下任何液体或残留物，尤其适用于食品、药品等对卫生要求较高的领域。 • 运输便捷：相对冰来说，相同质量的干冰体积更小，便于运输和储存，能减少运输成本和空间占用。 任务2：干冰制冷优于冰的原因 基本结构微粒 微粒间的相互作用 干冰晶体 CO2分子 2-1 分析结构：干冰晶体基本结构微粒及其相互作用。 范德华力 O C 2-2 分析优势：干冰升华温度比冰熔点低的原因。 CO2分子 范德华力 相对较弱，破坏其需要消耗较少能量 15 2-2 分析优势：干冰升华过程中有没有破坏共价键？ 范德华力 CO2分子 共价键 -78℃ 2000℃ （1.8%分解） C原子 O原子 16 2-2 分析优势：干冰比冰密度大便于运输储存的原因。 每个二氧化碳分子周围有12个等距且相邻的二氧化碳分子 2-2 分析优势：干冰比冰密度大便于运输储存的原因。 密堆积 非密堆积 干冰和冰的晶体结构特点 冰 干冰 基本结构微粒 微粒间的相互作用 分子 分子间作用力 任务3：分析分子晶体的性质 H2O分子 CO2分子 范德华力氢键 范德华力 分子晶体：分子之间以分子间作用力结合而形成的晶体。 3-1 归纳概括：分子晶体的概念。 冰（ H2O ） 干冰（ CO2 ） 碘（ I2 ） 氩（ Ar ） 分子晶体代表物质 晶体类型 化学式 熔点/oC 分子晶体 CF4 -183.6 CO2 -78(升华) 离子晶体 NaCl 801 MgO 2852 共价晶体 晶体Si 1415 晶体SiO2 1723 3-2 对比分析：从晶体结构角度分析,分子晶体为什么比典型离子晶体 和共价晶体熔点低？ CO2分子 微观结构 宏观性质 决定 反映 O原子 Si原子 相互作用 共价键 相互作用 范德华力 3-2 对比分析：以CO2和SiO2晶体做对比。 分子晶体 熔化或破坏时克服分子间作用力 熔点较低 硬度较小 有较强的挥发性 只需外界提供较少的能量 3-3 分析性质：根据分子晶体结构特点，分析分子晶体具有哪些物理性质？ 3-3 分析性质：根据表中数据讨论，影响不同分子晶体熔点的因素可能有哪些？ 分子晶体 CF4 CCl4 CBr4 熔点/oC -183.6 -22.9 90 分子晶体 HF HCl HBr 熔点/oC -83.57 -114.18 -86.81 组成和结构相似的分子晶体，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，熔点升高。 存在分子间氢键的分子晶体则具有更高的熔点。 制冷材料发展历程 天然物质 冰 工业气体 二氧化碳、氨 氟利昂主导 氯氟化碳 任务4：感悟制冷材料的新发展 古代 1800-1920s 1950s 碳氢化合物 今天和未来 天然物质 无毒，稳定，不燃但破坏臭氧层 环保改进，但造成全球变暖潜能值高 环保转型 氢氟化碳 易获取，安全性低 绿色低碳 1990s ？ 课堂小结 微观结构 宏观性质 分子晶体 应用发展 熔点通常较低，硬度较小，有较强挥发性 （范德华力、氢键） 分子 分子间作用力 制冷材料 基本结构微粒 微粒间相互作用 塑形晶体的分子结构表现出高度无序性，相对较小压力诱导结构发生变化，在晶体和非晶体之间转化。中科院科学家研究发现新戊二醇是塑性晶体材料，可作冰箱新型固态制冷剂，其分子排列从有序变成无序，温度下降度数是传统制冷剂的十倍。 1.利用相关知识，分析新戊二醇分子排列从有序变成无序微粒间 哪种作用力发生了变化。 2.查找资料，新型固态制冷剂与碳氢制冷剂相比有哪些优势？固 体制冷剂使用推广的技术瓶颈。 课后作业 阅读资料 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 null 13975.451 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $