1、第第3 3章不同聚集状态的物质与性质章不同聚集状态的物质与性质第第2 2节几种简单的晶体结构模型节几种简单的晶体结构模型第第4 4课时分子晶体课时分子晶体学习目标学习目标核心素养培养核心素养培养1.了解分子晶体的结构特点及性质。了解分子晶体的结构特点及性质。宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析2.通过干冰、冰、碘晶体的结构模型，认通过干冰、冰、碘晶体的结构模型，认识由范德华力和氢键形成分子晶体的结构识由范德华力和氢键形成分子晶体的结构特点的不同，能解释分子晶体的性质。特点的不同，能解释分子晶体的性质。证据推理与模型认知证据推理与模型认知知识体系知识体系 铜、钠、镁等金属的晶体是由金属阳离子和自
2、由电子之间通铜、钠、镁等金属的晶体是由金属阳离子和自由电子之间通过金属键的作用形成的，由于金属键没有方向性和饱和性，因此过金属键的作用形成的，由于金属键没有方向性和饱和性，因此金属晶体可以看成等径圆球的密堆积。金属晶体可以看成等径圆球的密堆积。复习复习回顾回顾 离子晶体是由阴、阳离子通过离子键的作用形成的晶体。由离子晶体是由阴、阳离子通过离子键的作用形成的晶体。由于阴、阳离子的半径大小不同，离子晶体属于不等径圆球的堆积，于阴、阳离子的半径大小不同，离子晶体属于不等径圆球的堆积，其中较大的离子按照等径圆球的方式进行密堆积，较小的离子有其中较大的离子按照等径圆球的方式进行密堆积，较小的离子有序地填
3、充在半径大的离子所形成的空隙中。序地填充在半径大的离子所形成的空隙中。金刚石金刚石碳化硅碳化硅二氧化硅二氧化硅晶胞晶胞中心原子杂化类型中心原子杂化类型sp3sp3sp3键角键角109281092810928晶胞中微粒数目晶胞中微粒数目8个个CC:4个个Si:4个个Si:8个个O:16个个1mol物质中化学键物质中化学键物质的量物质的量2molCC键键2molCSi键键4molSiO键键 共价晶体是由原子通过共价键结合形成的晶体，由于共价键共价晶体是由原子通过共价键结合形成的晶体，由于共价键键具有方向性和饱和性，晶体中，在一个原子周围的其它原子的数键具有方向性和饱和性，晶体中，在一个原子周围的其
4、它原子的数目是有限的，原子的堆积方向也是确定的，因此，共价晶体中的微目是有限的，原子的堆积方向也是确定的，因此，共价晶体中的微粒堆积不服从紧密密堆积原理。粒堆积不服从紧密密堆积原理。联想联想质疑质疑 相邻原子间通过共价键形成分子，分子间通过分子间作用力相邻原子间通过共价键形成分子，分子间通过分子间作用力( (范德华力和氢键范德华力和氢键) )结合形成分子晶体。结合形成分子晶体。 碘晶体、干冰晶体、冰等都是分子晶体，在这些在分子晶体碘晶体、干冰晶体、冰等都是分子晶体，在这些在分子晶体的结构中，分子的排列又有怎样的规律和特点呢？从结构上分析的结构中，分子的排列又有怎样的规律和特点呢？从结构上分析为
5、什么冰易融化，干冰易气化，碘晶体易升华？常见的分子晶体为什么冰易融化，干冰易气化，碘晶体易升华？常见的分子晶体有哪些物质？以干冰晶体和碘晶体为例了解分子晶体中微粒间的有哪些物质？以干冰晶体和碘晶体为例了解分子晶体中微粒间的数目、晶体的空间构型、晶体中微粒间的位置关系。数目、晶体的空间构型、晶体中微粒间的位置关系。四、分子晶体四、分子晶体定义：分子间以分子间作用力定义：分子间以分子间作用力(范德华力，氢键范德华力，氢键)相结合的晶体相结合的晶体叫分子晶体。叫分子晶体。构成晶体的微粒：分子构成晶体的微粒：分子(相邻原子间以共价键结合构成分子相邻原子间以共价键结合构成分子)。晶体微粒间的作用力：分子
6、间作用力晶体微粒间的作用力：分子间作用力(包含范德华力和氢键包含范德华力和氢键)。1、分子晶体的概念：、分子晶体的概念：分子晶体气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力。分子晶体气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力。2.典型的分子晶体典型的分子晶体(1)部分非金属单质部分非金属单质:X2，O2，H2，S8，P4，C60等等(2)非金属氢化物：非金属氢化物：H2O，NH3，CH4，HX某些非金属氧化某些非金属氧化物物:CO2，SO2，NO2，常见的的酸：，常见的的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4等等(3)绝大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等绝大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等3、几种典型的分
7、子晶体的结构、几种典型的分子晶体的结构 分子间以范德华力相结合的分子晶体，由于分子间作用力没分子间以范德华力相结合的分子晶体，由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分子构成晶体时尽可能地采取紧密堆积的方有方向性和饱和性，分子构成晶体时尽可能地采取紧密堆积的方式形成晶体。如碘晶体、干冰晶体等。式形成晶体。如碘晶体、干冰晶体等。碘晶体碘晶体碘晶体的晶胞：碘晶体的晶胞：晶胞为长方体晶胞为长方体( (是一种变形的面心立方是一种变形的面心立方) )，8 8个个顶点和顶点和6 6个面心各有一个碘分子，分子的方向个面心各有一个碘分子，分子的方向有两种取向。氯单质、溴单质的晶体结构和碘有两种取向。氯单质、溴单质
8、的晶体结构和碘非常类似，只是大小不同。非常类似，只是大小不同。晶胞的微粒数：晶胞的微粒数：I281/861/24碘分子间以范德华力相结合，晶体熔化时只破碘分子间以范德华力相结合，晶体熔化时只破坏范德华力，不影响分子内的化学键。坏范德华力，不影响分子内的化学键。干冰晶体干冰晶体干冰晶体的晶胞：干冰晶体的晶胞：干冰晶胞为面心立干冰晶胞为面心立方，方，8个顶点和个顶点和6个个面心各有一个分子。面心各有一个分子。晶胞的微粒数：晶胞的微粒数：CO281/861/24和和CO2 分子距离相等且最近的分子距离相等且最近的CO2 分子数是分子数是12个。个。CO2分子间以范德华力相结合，晶体熔化时只破坏范德华
9、力，分子间以范德华力相结合，晶体熔化时只破坏范德华力，不影响分子内的化学键。不影响分子内的化学键。 和碘晶体、干冰晶体一样，甲和碘晶体、干冰晶体一样，甲烷、碳烷、碳-60-60的晶体，分子间以范的晶体，分子间以范德华力相结合的分子晶体，分德华力相结合的分子晶体，分子构成晶体时尽可能地采取紧子构成晶体时尽可能地采取紧密堆积的方式形成晶体。密堆积的方式形成晶体。 冰晶体中水分子间存冰晶体中水分子间存在哪几种相互作用？对在哪几种相互作用？对冰晶体的结构与性质产冰晶体的结构与性质产生怎样的影响？生怎样的影响？观察观察思考思考冰的晶体结构冰的晶体结构 冰晶体是分子间以氢键相结合的分子晶体，由于氢键有方向
10、冰晶体是分子间以氢键相结合的分子晶体，由于氢键有方向性和饱和性，分子构成晶体时不采取紧密堆积的方式形成晶体。性和饱和性，分子构成晶体时不采取紧密堆积的方式形成晶体。 冰晶体主要是水分子依靠氢键形成冰晶体主要是水分子依靠氢键形成的的( (亦有范德华力亦有范德华力),),氢键有方向性氢键有方向性, ,它的存它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶点方向的体顶点方向的4 4个相邻水分子互相吸引。个相邻水分子互相吸引。由于氢键的方向性和饱和性由于氢键的方向性和饱和性, ,分子间距比分子间距比较大较大, ,有很多空隙有很多空隙, ,结构比较松散结构比较松散, ,
11、不符合不符合紧密堆积。每个水分子周周有紧密堆积。每个水分子周周有4 4个水分子个水分子, ,故配位数为故配位数为4 4。典型的分子晶体是指有限数目的原子以共价键结合为分子后典型的分子晶体是指有限数目的原子以共价键结合为分子后,这些分子再通过分子间作用力结合形成晶体。一般来说这些分子再通过分子间作用力结合形成晶体。一般来说,分子在无分子在无方向性的分子间作用力的作用下堆积时方向性的分子间作用力的作用下堆积时,尽可能利用空间紧密地堆尽可能利用空间紧密地堆积在一起积在一起,这一点与金属晶体相似。但是这一点与金属晶体相似。但是,分子的形状、分子的极分子的形状、分子的极性以及分子之间是否存在氢键等都会影
12、响分子的堆积方式。性以及分子之间是否存在氢键等都会影响分子的堆积方式。归纳归纳总结总结如苯甲酸晶体中如苯甲酸晶体中,苯甲酸分子苯甲酸分子排列形成层状结构排列形成层状结构,同一平面同一平面内分子之间通过氢键相互作内分子之间通过氢键相互作用连接用连接,平面之间的分子依靠平面之间的分子依靠范德华力维系。范德华力维系。对于组成和结构相似、晶体中又不含氢键的分子晶体，相对对于组成和结构相似、晶体中又不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高；强，熔沸点越高；如：烃的同分异构体中，支链越多，沸点越低。如：烃的同分异构体中，支链越多，沸点越低。4、分子晶体
13、的物理性质、分子晶体的物理性质由于分子间作用力很弱，所以分子晶体一般具有：由于分子间作用力很弱，所以分子晶体一般具有：较低的熔点、沸点较低的熔点、沸点较小的硬度较小的硬度一般都是绝缘体，熔融状态不导电。一般都是绝缘体，熔融状态不导电。对于能够形成分子间氢键的分子晶体，熔沸点显著升高。对于能够形成分子间氢键的分子晶体，熔沸点显著升高。例例1、分子晶体具有的本质特征是、分子晶体具有的本质特征是()A组成晶体的基本构成微粒是分子组成晶体的基本构成微粒是分子B熔融时不导电熔融时不导电C晶体内微粒间以分子间作用力相结合，这种作用很弱晶体内微粒间以分子间作用力相结合，这种作用很弱D熔点一般比原子晶体低熔点
14、一般比原子晶体低C典型例题典型例题例例2、下列分子晶体，关于熔点、沸点高低的叙述中，正确的、下列分子晶体，关于熔点、沸点高低的叙述中，正确的是是()A.Cl2I2B.SiCl4CCl4C.NH3PH3D.C(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3B例例3、SiCl4的分子结构与的分子结构与CCl4的相似，下列对的相似，下列对SiCl4的推测不正的推测不正确的是确的是()ASiCl4晶体是分子晶体晶体是分子晶体B常温、常压下常温、常压下SiCl4是气体是气体CSiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子的分子是由极性键形成的非极性分子DSiCl4为正四面体结构为正四面体结构例例4、当、当SO3晶
15、体熔化时，下述各项发生变化的是晶体熔化时，下述各项发生变化的是()A化学键化学键B硫与氧的原子个数之比硫与氧的原子个数之比C分子构型分子构型D分子间作用力分子间作用力BD例例5、某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的、某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔点，记录如下：熔点，记录如下：NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔点熔点/80171219068782根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是()ANaCl、MgCl2、CaCl2BAlCl3、SiCl4CNaCl、CaCl2 D全部全部B例例6、冰晶胞中水分
16、子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结、冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内）类似每个冰晶胞平均占有所示原子位于立方体内）类似每个冰晶胞平均占有个个水分子，冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因水分子，冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因是是。 在金刚石中每个碳原子以在金刚石中每个碳原子以sp3sp3杂化轨道与周围杂化轨道与周围4 4个碳原子以共价键相结合形成正四面体结构个碳原子以共价键相结合形成正四面体结构,CC,CC键间的夹角为键间的夹角为
17、109028109028。冰晶体主要是水分子依。冰晶体主要是水分子依靠氢键结合，氢键有方向性和饱和性靠氢键结合，氢键有方向性和饱和性, ,每个水分子每个水分子与四面体顶点方向的与四面体顶点方向的4 4个相邻水分子互相吸引形成个相邻水分子互相吸引形成正四面体构形。分子间距比较大正四面体构形。分子间距比较大, ,有很多空隙有很多空隙, ,结构结构比较松散比较松散, ,不符合紧密堆积。不符合紧密堆积。8 81、固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是、固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是()A.冰冰B.晶体硅晶体硅C.溴溴D.二氧化硅二氧化硅B2、共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方、共
18、价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是式，下列物质中，只含有上述一种作用的是()A.干冰干冰B.氯化钠氯化钠C.氢氧化钠氢氧化钠D.碘碘B练习练习4、SiCl4的分子结构与的分子结构与CCl4相似，对其进行下列推测，不正确相似，对其进行下列推测，不正确的是的是() A.SiCl4晶体是分子晶体晶体是分子晶体 B.常温、常压下常温、常压下SiCl4是气体是气体 C.SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子的分子是由极性键形成的非极性分子 D.SiCl4的熔点高于的熔点高于CCl4B3、下列物质的熔点高低顺序、下列物质的熔点高低顺序,正确的是正确
19、的是()A金刚石晶体硅碳化硅金刚石晶体硅碳化硅BKNaLiCNaFNaClNaBrDCI4CBr4CCl4CH4D5.下列有关分子晶体的说法中一定正确的是下列有关分子晶体的说法中一定正确的是() A.分子内均存在共价键分子内均存在共价键 B.分子间一定存在范德华力分子间一定存在范德华力 C.分子间一定存在氢键分子间一定存在氢键 D.其结构一定为分子密堆积其结构一定为分子密堆积B6.分子晶体在通常情况下不具有的性质是分子晶体在通常情况下不具有的性质是() A晶体构成微粒是分子晶体构成微粒是分子 B干燥或熔化时均能导电干燥或熔化时均能导电 C微粒间以范德华力结合微粒间以范德华力结合 D熔点、沸点一
20、般低于原子晶体和离子晶体熔点、沸点一般低于原子晶体和离子晶体B7、下列说法中正确的是、下列说法中正确的是()A.C60汽化和汽化和I2升华克服的作用力不相同升华克服的作用力不相同B.甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近C.NaCl和和HCl溶于水时，破坏的化学键都是离子键溶于水时，破坏的化学键都是离子键D.常温下常温下TiCl4是无色透明液体，熔点是无色透明液体，熔点23.2，沸点，沸点136.2，所以，所以TiCl4属于分子晶体属于分子晶体D7、下表列举了几种物质的性质，据此判断属于分子晶体的、下表列举了几种物质的性质，据此判断属于分子晶体的是
21、是。物质物质性性质质X熔点为熔点为10.31，液态不导电，水溶液导电，液态不导电，水溶液导电Y易溶于易溶于CCl4，熔点为，熔点为11.2，沸点为，沸点为44.8Z常温下为气态，极易溶于水，溶液常温下为气态，极易溶于水，溶液pH7W常温下为固体，加热变为紫红色蒸气，遇冷变为紫常温下为固体，加热变为紫红色蒸气，遇冷变为紫黑色固体黑色固体M熔点为熔点为1170，易溶于水，水溶液导电，易溶于水，水溶液导电N熔点为熔点为97.81,质软质软,导电导电,密度为密度为0.97gcm-3X、Y、Z、W8、下列数据对应物质的熔点，据此作出下列判断中错误的是下列数据对应物质的熔点，据此作出下列判断中错误的是()Na2ONaClAlF3AlCl39208011292190BCl3Al2O3CO2SiO21072073571723A.铝的化合物的晶体中有离子晶体铝的化合物的晶体中有离子晶体B.表中只有表中只有BCl3和和AlCl3是分子晶体是分子晶体C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体B
