【高中化學(xué)】分子晶體課件 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三節(jié)分子晶體與共價晶體第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一課時分子晶體1.熟知分子晶體的概念、結(jié)構(gòu)特點及常見的分子晶體。2.能夠從范德華力、氫鍵的特征，分析理解分子晶體的物理特性。目標(biāo)導(dǎo)航晶體和非晶體的差異固體外觀微觀結(jié)構(gòu)自范性各向異性熔點晶體非晶體本質(zhì)區(qū)別鑒別最科學(xué)的方法是用X—射線衍射實驗具有規(guī)則的幾何外形有粒子在三維空間呈周期性有序排列各向異性固定不具有規(guī)則的幾何外形沒有粒子排列相對無序各向同性不固定

微觀粒子在三維空間是否呈現(xiàn)周期性有序排列復(fù)習(xí)導(dǎo)課請判斷下列固體是否屬于晶體？并說明理由。雪花食鹽鉆石玻璃晶體晶體晶體非晶體晶體的類型1）離子晶體──離子－－離子鍵2）分子晶體──分子－－分子間作用力3）共價晶體──原子－－共價鍵4）金屬晶體─金屬原子、離子－－金屬鍵根據(jù)晶體構(gòu)成微粒和相互作用不同分為四種類型：1.概念：構(gòu)成晶體的粒子是分子，粒子間以分子間作用力（范德華力，氫鍵）相互作用的晶體叫分子晶體。如碘晶體，I2分子，屬于分子晶體。（1）構(gòu)成分子晶體的粒子是分子。（2）粒子間的相互作用:分子內(nèi)的原子間以共價鍵結(jié)合;而相鄰分子靠分子間作用力或氫鍵相互吸引。（3）范德華力遠小于化學(xué)鍵的作用；（4）分子晶體熔化或氣化時破壞的是分子間作用力。一般不要破壞化學(xué)鍵分子晶體決定分子晶體的熔、沸點原因：分子間作用力較弱(1)較低的熔點和沸點，易升華；(3)一般都是絕緣體，固態(tài)或熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。有些在水溶液中可以導(dǎo)電；(2)較小的硬度；(4)符合相似相溶（分子晶體的溶解性與溶質(zhì)與溶劑的分子的極性相關(guān)）2.分子晶體的物理性質(zhì)注：①分子間作用力越大，熔沸點越高(相對分子質(zhì)量，分子極性，氫鍵)；②分子晶體熔化時一般只破壞分子間作用力和氫鍵，不破壞化學(xué)鍵，也有例外，如S8。如H2O是極性溶劑，SO2、H2S、HBr等都是極性分子，它們在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非極性分子在水中的溶解度大如HCl溶于水問題探究1：分子晶體的物理性質(zhì)是由什么決定的？如何比較分子晶體熔、沸點的高低？提示：分子晶體是通過分子間相互作用力構(gòu)成的，晶體在熔化時，破壞的只是分子間作用力，一般不需要破壞分子內(nèi)的化學(xué)鍵，所以只需要外界提供較少的能量。因此，分子晶體的熔點通常較低，硬度也較小，有較強的揮發(fā)性。分子間作用力越強，分子晶體的熔、沸點越高，硬度越大。(1)所有非金屬氫化物：H2O，NH3，CH4，HX(2)部分非金屬單質(zhì)：O2，S8，P4，C60

、稀有氣體(3)部分非金屬氧化物：CO2，NO2，P4O6，P4O10(4)幾乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4(5)絕大多數(shù)有機物的晶體：乙醇，冰醋酸，蔗糖3.常見的分子晶體：問題探究：分子晶體(如圖)中粒子如何分布？4.分子晶體的結(jié)構(gòu)特征（分兩種情況）(1)密堆積只有范德華力，無分子間氫鍵——分子密堆積。這類晶體每個分子周圍一般有12個緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2、O2。(每個分子周圍有12個緊鄰的分子)大多數(shù)分子晶體的結(jié)構(gòu)特點：分子密堆積（與每個分子距離最近的相同分子共有12個）氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu)碳60的晶胞分子密堆積（與1個CO2分子距離最近的CO2分子共有____個）干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖12(1)干冰①每個晶胞中有_____個CO2分子，

________個原子。②每個CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有_____個。③干冰在常壓下極易升華，工業(yè)上廣泛用作制冷劑。412124.分子晶體的結(jié)構(gòu)特征（分兩種情況）(1)密堆積(2)非密堆積只有范德華力，無分子間氫鍵——分子密堆積。這類晶體每個分子周圍一般有12個緊鄰的分子，如：C60、干冰、I2、O2。(每個分子周圍有12個緊鄰的分子)（每個分子周圍緊鄰的分子少于12個）有分子間氫鍵——氫鍵具有方向性，使晶體中的空間利率不高，留有相當(dāng)大的空隙。這種晶體不具有分子密堆積特征。如：HF、NH3、冰（每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子）冰中1個水分子周圍有4個水分子冰的結(jié)構(gòu)分子非密堆積氫鍵具有方向性冰中水分子之間的相互作用除范德華力外還有氫鍵，冰晶體主要是水分子靠氫鍵形成的，由于氫鍵具有一定的方向性，每個水分子與周圍的4個水分子結(jié)合，4個水分子也按照這樣的規(guī)律再與其它水分子結(jié)合。這樣，每個水分子中的每個氧原子周圍都有4個氫原子，氧原子與其中的2個氫原子通過共價鍵結(jié)合，因此他們之間的距離較近一些，與其他水分子的另外2個氫原子靠氫鍵結(jié)合在一起。在這種排列中，分子的間距比較大，有很多空隙，比較松散。因此，液態(tài)水變成固態(tài)水時，即水凝固成冰、雪、霜時，密度減小。(2)冰①水分子之間的作用力是_______、__________。②冰中1個水分子周圍有__個水分子形成四面體;屬于____________。③1mol冰中有___mol“氫鍵”。氫鍵范德華力4分子非密堆積25.分子晶體的熔沸點比較規(guī)律:(比較分子間作用力)a.分子間作用力越

,物質(zhì)的熔、沸點越

;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常地

。如H2O

H2Te

H2Se

H2S。大高高>>>b.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越

,熔、沸點越

,如SnH4

GeH4

SiH4

CH4。大高>>>c.組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點越高,如CO>N2,CH3OH>CH3CH3。d.同分異構(gòu)體,支鏈越多,熔、沸點越低。6．分子晶體的判斷方法(1)依據(jù)物質(zhì)的類別判斷部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物都是分子晶體。(2)依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用力判斷組成分子晶體的微粒是分子，粒子間的作用力是分子間作用力。(3)依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固體時均不導(dǎo)電。(1)稀有氣體的分子是單原子分子，由稀有氣體單質(zhì)形成的分子屬于分子晶體。(2)分子晶體具有熔、沸點較低，硬度較小，固態(tài)不導(dǎo)電等物理特性。所有在常溫下呈氣態(tài)的物質(zhì)、常溫下呈液態(tài)的物質(zhì)(除汞外)、易升華的固體物質(zhì)都屬于分子晶體。(3)分子間作用力的大小決定分子晶體的物理性質(zhì)。分子間作用力越大，分子晶體的熔、沸點越高，硬度越大。1.分子晶體是否導(dǎo)電？什么條件下可以導(dǎo)電？由于構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，不管是晶體或晶體熔化成的液體，都沒有帶電荷的離子存在，因此，分子晶體以及它熔化成的液體都不導(dǎo)電。分子晶體溶于水時，水溶液有的能導(dǎo)電，如HCl溶于水，有的不導(dǎo)電，如C2H5OH溶于水。深入探究2.為何分子晶體的硬度小，熔沸點低？①構(gòu)成晶體的微粒是分子②分子之間以分子間作用力（主要是范德華力）相結(jié)合，范德華力遠小于化學(xué)鍵的作用3.是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？不對，分子間氫鍵也是一種分子間作用力，如冰中就同時存在著范德華力和氫鍵。4.為何干冰的熔沸點比冰低，密度卻比冰大？由于冰中除了范德華力外還有氫鍵作用，破壞分子間作用力較難，所以熔沸點比干冰高。在冰中由于氫鍵的方向性，導(dǎo)致晶體中有相當(dāng)大的空隙，所以相同狀況下冰的體積較大，密度比干冰小。5.為什么冰的密度比水的小，而4℃時的水的密度最大？①氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引。這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，體積較大，密度比水?、诋?dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，熱運動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度開始增大；③超過4℃時，由于熱運動加劇，分子間距離再次加大，密度又逐漸減小6.如何比較分子晶體熔沸點的高低？①一般來說，分子晶體中范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高。②分子間氫鍵的形成使物質(zhì)的熔、沸點升高；分子內(nèi)氫鍵的形成使物質(zhì)的熔、沸點降低。許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這類水合物晶體的是19世紀(jì)初的英國化學(xué)家戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學(xué)式為Cl2·8H2O的水合物晶體。20世紀(jì)末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要氣體成分是甲烷，因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰”………科學(xué)視野天然氣水合物——一種潛在的能源1.分子晶體：由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。2.分子晶體特點：低熔沸點、升華、硬度很小等。3.常見分子晶體分類：(1)所有非金屬氫化物；(2)部分非金屬單質(zhì)；(3)部分非金屬氧化物；(4)幾乎所有的酸(而堿和鹽則是離子晶體)；(5)絕大多數(shù)有機物的晶體。4.分子晶體結(jié)構(gòu)特征：(1)只有范德華力，無分子間氫鍵——分子密堆積（每個分子周圍有12個緊鄰的分子，如：C60、干冰、O2)；(2)有分子間氫鍵——不具有分子密堆積特征（如：HF、冰、NH3

）。課堂總結(jié)1．下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是（

）A．石英B．硫磺C．干冰D．食鹽C2．干冰氣化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是（

）A．分子內(nèi)共價鍵

B

．分子間作用力C．分子鍵距離

D．分子間的氫鍵BC3．冰醋酸固體中不存在的作用力是（

）A．離子鍵B．極性鍵

C

．非極性鍵

D．范德華力A當(dāng)堂檢測4．水分子間存在著氫鍵的作用，使水分子彼此結(jié)合而成(H2O)n