3.2.1 分子晶体 课件-2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修2

《分子晶体》 人教高中选择性必修二 第三章 第一节 第1课时 1. 能简要概括分子晶体的结构特点。 2. 能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用，以及范得华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。 3. 能结合具体实例，说出分子晶体的粒子间相互作用与其性质（熔点 、硬度等）的关系。 “三新”目标 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动1：观察下图，找出碘（I2）、干冰（CO2）、碳60（C60）、冰（H2O）四种晶胞结构的共同特点： 【任务一】认识分子晶体的概念 碘（I2） 干冰（CO2） 碳60（C60） 冰（H2O） 构成微粒： 微粒内作用： 微粒间作用： 晶胞中分子位置： 分子 共价键 分子间作用力 顶角与面心 2 活动2：阅读课本P78，勾画出分子晶体的概念，说说哪些物质是常见的分子晶体。 【任务一】认识分子晶体的概念 1.概念 2.构成微粒及微粒间作用力 只含分子的晶体叫做分子晶体 (除范德华力外还可能有氢键) 构成微粒 分子 相互作用 分子内：共价键 分子间：分子间作用力 判断方法 注意： ①分子晶体的物理性质由分子间作用力决定，与共价键的稳定性无关 ②分子晶体中不一定含共价键 分子晶体的化学式也是分子式 例：稀有气体（单原子分子） 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 2 活动2：阅读课本P78，勾画出分子晶体的概念，说说哪些物质是常见的分子晶体。 【任务一】认识分子晶体的概念 3.常见的分子晶体 ①所有非金属氢化物： ②几乎所有的酸： ③部分非金属单质: ④部分非金属氧化物: ⑤绝大多数有机物的晶体： H2O、H2S、NH3、CH4、HX H2SO4、HNO3、H3PO4（碱和盐则是离子晶体） X2、O2、H2、 S8、P4、C60 、稀有气体 CO2、SO2、NO2、 P4O6、 P4O10 乙醇、冰醋酸、蔗糖、 苯、萘、蒽、苯甲酸等 (除B、Si、金刚石等) (除 SiO2 等) H2S， CH4， NaCl， NaOH， O2， N2，白磷，CO2，NO2 思考：下列晶体中，哪些是分子晶体？ 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 2 活动1：阅读课本P78表3-2，结合下图，概括分子晶体熔点的一般特征，并解释。 【任务二】认识分子晶体的物理性质 1.熔点较低 ①熔化时：一般只破坏范德华力、氢键（作用力较弱），不破坏化学键。 ②分子间存在氢键时，熔点较高；不存在氢键时，结构相似的，相对分子质量越大，熔点越高。 思考（P80资料卡片）：为什么干冰易升华？ 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动2：了解分子晶体的其他物理性质，推测原因。 【任务二】认识分子晶体的物理性质 2.硬度小 多数分子晶体在常温时为气态或液态； 滑冰时，冰面上常常容易留下划痕，这说明冰晶体的硬度较小。 分子间作用力较弱，容易被克服 3.本身不导电，熔融状态下也不导电 构成分子晶体的微粒是分子，没有产生自由移动的离子。 4.溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关——相似相溶 酒精 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动3：完成下列关于分子晶体的练习。 【任务二】认识分子晶体的物理性质 (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极易溶于水是因为NH3、H2O均为极性分子，且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 × √ × × × √ × (8)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 2 活动1：通过对比干冰晶体与冰的性质，思考分子间的作用力对其结构产生的影响。 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 【任务三】认识典型分子晶体的结构特征 干冰 (CO2) 冰 (H2O) 范德华力 范德华力 和氢键 资料卡片 分子密堆积是指在晶体中，原子或分子通过分子间作用力(如范德华力)相互排列，以尽可能紧密的方式占据空间。这种排列方式使得晶体的能量达到最低状态，从而保证了晶体的稳定性。 在只含有分子间作用力的分子晶体中，分子密堆积是一种常见的排列方式，而含有氢键的分子晶体则由于氢键的方向性，往往不能形成密堆积结构。 2 活动2：阅读课本P78-79,认识分子晶体的结构特征——分子密堆积与非密堆积 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 【任务三】认识典型分子晶体的结构特征 ①情况一：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。 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 只存在范德华力，每个分子周围有12个紧邻的分子 把晶胞中的每个CO2看成是一个质点 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 干冰晶体中，每个晶胞有 个CO2分子，CO2分子的配位数为 。 活动2：认识分子晶体的结构特征——分子密堆积 【任务三】认识典型分子晶体的结构特征 12 4 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动2：认识分子晶体的结构特征——分子密堆积 【任务三】认识典型分子晶体的结构特征 ①情况二：分子间作用力主要是氢键，有方向性、饱和性，形成非密堆积。 冰晶体的水分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力），从P79图3-18可见，在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。 冰晶体中的水分子的空间利用率不高， 留有相当大的空隙 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动3：思考与讨论 【任务三】认识典型分子晶体的结构特征 1.思考一：冰晶体中，每个水分子周围有多少个紧邻的水分子？冰晶体中1 mol H2O最多有多少mol 氢键？ 冰的结构 2.思考二：为什么冰的密度比水小 4×1/2＝2 4个 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动3：思考与讨论 【任务三】认识典型分子晶体的结构特征 1.思考三：为什么冰刚刚融化时，密度变大，4 ℃后密度又变小？ 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 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动3：思考与讨论 【任务三】认识典型分子晶体的结构特征 1.思考三：为何干冰的熔沸点比冰低，密度比冰的密度大？ 干冰 密堆积 冰 非密堆积 干冰中的CO2之间只存在范德华力，分子采取密堆积形式排列，空隙小，冰中水分子间存在大量的氢键，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，所以，在同一条件下，冰的体积比干冰的体积大，而CO2的相对质量比水的相对质量大，即干冰的密度比冰的密度大。 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动3：总结分子晶体的结构特征 【任务四】总结分子晶体的结构特征 堆积方式 微粒间作用力 空间特点 举例 分子密堆积 范德华力 通常每个分子周围有12个紧邻的分子 C60、干冰、I2、O2 分子非密堆积 范德华力和氢键 每个分子周围紧邻的分子小于12个 HF、NH3、冰 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动3：总结分子晶体的结构特征 【任务四】总结分子晶体的结构特征 分子 晶体 冰 性质 熔沸点低 硬度小 不导电 溶解性——相似相溶 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 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动4：完成练习 【练习】总结分子晶体的结构特征 1、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，常压下易升华 D．干冰中只存在范德华力，不存在氢键，1个分子周围有12个紧邻的分子 2、甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．1个CH4晶胞中含有4个CH4分子 B．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子 C．晶体中1个CH4分子周围有8个紧邻的CH4分子 D．甲烷晶体熔化时需克服共价键 A A 2 分子晶体的概念 分子晶体的结构特征 分子晶体的性质 活动4：完成练习 【练习】总结分子晶体的结构特征 3.如图为干冰的晶胞结构示意图。 (1)通过观察分析，有　　种取向不同的CO2分子。 将CO2分子视作质点，设晶胞边长为a pm，则紧 邻的两个CO2分子的距离为　　 pm。  4 a (2)其密度为　　 　　 g·cm-3 (1 pm=10-10 cm)。  2 谢谢大家！ $