高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第3节原子晶体与分子晶体第2课时学案鲁科版

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1、第2课时　分子晶体[学习目标定位]　1.了解分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。2.能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。3.会比较判断晶体类型。一、分子晶体及其结构特点1．概念及微粒间的作用(1)概念：分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。(2)微粒间的作用：分子晶体中相邻分子之间以分子间作用力相互吸引。2．分子晶体的结构特点　(1)碘晶体的晶胞是一个长方体，在它的每个顶点上有1个碘分子，每个面上有1个碘分子，每个晶胞从碘晶体中分享到4个碘分子。氯单质、溴单质的晶体结构与

2、碘晶体的结构非常相似，只是晶胞的大小不同而已。(2)干冰晶体是一种面心立方结构，在它的每个顶点和面心上各有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子。干冰晶体每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。(3)在冰晶体中，由于水分子之间存在具有方向性的氢键，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，这样的排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，比较松散。在冰晶体中，每个水分子中的每个氧原子周围都有4个氢原子，氧原子与其中的两个氢原子通过共价键结合

3、，而与属于其他水分子的另外两个氢原子靠氢键结合在一起。(1)分子晶体的结构特点若分子间不存在氢键，则分子晶体的微粒排列时尽可能采用紧密堆积方式；若分子间存在氢键，由于氢键具有方向性和饱和性，则晶体不能采用紧密堆积方式。(2)常见的分子晶体①所有非金属氢化物：H2O、NH3、CH4、H2S等。②多数非金属单质：卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、红磷、硫、稀有气体等。③多数非金属氧化物：CO2、SO2、SO3、P2O5等。④几乎所有的酸：H2SO4、CH3COOH、H3PO4等。⑤绝大多数有机物：乙醇、蔗糖

4、等。(3)分子晶体的性质①分子晶体一般具有较低的熔点和沸点，较小的硬度、较强的挥发性。②分子晶体在固态、熔融时均不导电。③不同的分子晶体在溶解度上存在较大差别，并且同一分子晶体在不同的溶剂中溶解度也有较大差别。提醒　(1)稀有气体固态时形成分子晶体，微粒之间只存在分子间作用力，分子内不存在化学键。(2)分子晶体汽化或熔融时，克服分子间作用力，不破坏化学键。例1　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、C10H8B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、SiO2、P2O5D

5、．CCl4、Na2S、H2O2答案　B解析　A中HD是单质，不是化合物；C中SiO2为原子晶体，不是分子晶体；D中Na2S是离子晶体，不是分子晶体。例2　下表列举了几种物质的性质，据此判断属于分子晶体的物质是________。物质性质X熔点为10.31℃，液态不导电，水溶液导电Y易溶于CCl4，熔点为11.2℃，沸点为44.8℃Z常温下为气态，极易溶于水，溶液pH>7W常温下为固体，加热变为紫红色蒸气，遇冷变为紫黑色固体M熔点为1170℃，易溶于水，水溶液导电N熔点为97.81℃，质软，导电，密度为0.97g

6、·cm－3答案　X、Y、Z、W解析　分子晶体熔、沸点一般比较低，硬度较小，固态不导电。M的熔点高，肯定不是分子晶体；N是金属钠的性质；X、Y、Z、W均为分子晶体。规律总结分子晶体具有熔、沸点较低，硬度较小，固态、熔融态不导电等物理特性。所有在常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易升华的固体物质都属于分子晶体。例3　下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，是原子晶体C．水分子间通过H—O

7、键形成冰晶体D．冰融化时，水分子之间空隙增大答案　A解析　冰中的水分子是靠氢键结合在一起，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力，故B、C两项均错误；H2O分子形成氢键时沿O的四个sp3杂化轨道形成氢键，可以与4个水分子形成氢键，这4个水分子形成空间四面体构型，A项正确；水分子靠氢键连接后，分子间空隙变大，因此融化时，水的体积缩小，D项错误。易错警示(1)冰和水中存在氢键，水蒸气中不存在氢键。(2)冰中每个水分子能与4个H2O分子形成氢键，平均每个水分子有(4×)个氢键。(3)水结成冰体积膨胀与氢键有关。(4)

8、冰融化时破坏氢键和范德华力，不破坏共价键。水分子的稳定性与氢键无关，水的熔、沸点与共价键无关。二、石墨晶体的结构与性质石墨的晶体结构如下图所示：1．在石墨晶体中，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以3个共价键与另外三个原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成平面网状结构。2．在同一平面的碳原子还各剩下一个2p轨道，并含有一个未成对电子形成π键。电子比较自由，相当于金