1、第二节第二节 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体 第第 1 课时课时 分子晶体分子晶体 目标导航 预习导引 1.了解分子晶体的概念及结构特点。 2.掌握分子晶体的性质。 3.了解氢键对物质物理性质的影响 1.分子晶体的结构特点。 2.氢键对冰晶体结构和性质的影响 目标导航 预习导引 一 二 三 一、分子晶体的概念及结构特点一、分子晶体的概念及结构特点 1.定义:只含分子的晶体称为分子晶体。 2.构成微粒及微粒间的作用力 3.微粒堆积方式 (1)若分子间作用力只有范德华力,则分子晶体有分子密堆积特征, 即每个分子周围有12个紧邻的分子。 (2)分子间含有其他作用力,如氢键,则每个分子周围紧邻的
2、分子 要少于12个。如冰中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。 分子晶体 构成微粒:分子 微粒间的作用力:分子间作用力 分子内原子间以共价键结合 目标导航 预习导引 一 二 三 二、常见的分子晶体二、常见的分子晶体 1.所有非金属氢化物,如H2O、NH3、CH4等。 2.部分非金属单质,如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。 3.部分非金属氧化物,如CO2、P4O10、SO2、SO3等。 4.几乎所有的酸,如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。 5.绝大多数有机物的晶体,如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。 目标导航 预习导引 一 二 三 三、典型的分子晶体三、典型的
3、分子晶体(如图如图) 冰的结构模型 干冰的结构模型(晶胞) 目标导航 预习导引 一 二 三 1.冰 (1)水分子之间的主要作用力是氢键,当然也存在范德华力。 (2)氢键有方向性,它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四 面体顶角方向的4个相邻水分子互相吸引。 2.干冰 (1)在常压下极易升华。 (2)干冰中的CO2分子间只存在范德华力而不存在氢键,一个CO2 分子周围等距离紧邻的CO2分子有12个。 目标导航 预习导引 一 二 三 所有分子晶体中是否均存在化学键,为什么? 答案:绝大多数分子晶体的微粒内部都存在化学键,如N2、H2O、 SO2等分子内部都有共价键,而稀有气体为单原子分子,分子内
4、部无 化学键,分子之间以范德华力结合,所以并非所有分子晶体的分子 内部都存在化学键。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一、分子晶体的判断一、分子晶体的判断 可以根据构成晶体的粒子是分子,晶体中粒子之间的作用力为分 子间作用力,物质的分类,晶体的熔、沸点较低,熔融状态下不导电 等物理性质来判断某晶体是否为分子晶体。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 【例1】 下列物质中属于分子晶体的是( ) 二氧化碳 碘 食盐 蔗糖 磷酸 A. B. C. D. 解析:依据物质的分类知二氧化碳、碘、蔗糖、磷酸都是分子晶体。 答案:A 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 AB型物质形成的晶体多种多样,
5、下列图示的几种结构中最有可 能是分子晶体的是( ) (导学号52700040) A. B. C. D. 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析:构成的晶体为一维、二维、三维空间结构,且在 空间中微粒通过化学键连接,故它们不可能是分子;而都不能 再以化学键与其他原子结合,故为分子晶体。 答案:C 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 二、分子晶体的性质二、分子晶体的性质 (1)具有较低的熔点和沸点; (2)部分分子晶体如干冰、碘、红磷、萘等易升华; (3)硬度很小; (4)在固态和熔融状态时都不导电; (5)一般来讲,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极 性溶剂。 一 二 知识精要
6、典题例解 迁移应用 【例2】 下列分子晶体:H2O HCl HBr HI CO N2 H2,熔、沸点由高到低的顺序是( ) A. B. C. D. 解析:分子晶体分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高,反之越 低。组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,物质的熔、 沸点越高,所以熔、沸点由高到低顺序为HI、HBr、HCl。组成和 结构不相似的物质(相对分子质量相近),分子极性越大,其熔、沸点 就越高,所以CO的熔、沸点高于N2的,H2的熔、沸点最低,而水分子 间由于存在氢键,所以水的熔、沸点最高。 答案:C 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 据报道科
7、研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。已 知:N60分子中每个氮原子均以NN键结合三个N原子而形成8e- 稳定结构;NN键的键能为167 kJ mol-1。请回答下列问题。 (导学号52700041) (1)N60分子构成的晶体为 晶体,其熔、沸点比N2 (填“高”或“低”),原因是 。 (2)1 mol N60分解成N2时吸收或放出的热量是 kJ(已知 键的键能为942 kJ mol-1),表明稳定性N60 (填“”“Mr(N2),故 N60晶体中分子间的范德华力比N2晶体的大,N60晶体的熔、沸点比 N2晶体的高。(2)因每个氮原子形成三个NN键,每个NN键被2 个N原子共用,故1 mol N60中存在NN键的物质的量为1 mol603 =90 mol。发生的反应为N60 30N2H=90167 kJ mol-1-30942 kJ mol-1=-13 230 kJ mol-1N60。(3)由于反应放出大量的热,同时生成大量气体,因此 N60可用作高能炸药。 答案:(1)分子 高 N60、N2均形成分子晶体,且N60的相对分子 质量大,分子间作用力大,故N60的熔、沸点高 (2)13 230 (3)N60可作高能炸药 1 2
