分子晶体__第1课时_导学案

高山不爬不能到顶，竞走不跑不能取胜，永恒的幸福不争取不能获得。 想成为一名成功者，先必须做一名奋斗者。

《选修三第三章第二节 分子晶体》导学案（第1课时）

高二 班 第 组 姓名 组内评价 教师评价_______

【课标要求】

1、分子晶体的组成

2、分子晶体的结构特点、性质、以及判断依据 【重点难点】

2、分子晶体的结构特点、性质、以及判断 【新课导学】

自主学习课本65页-66页，完成下列任务： 一、分子晶体

1、 分子晶体

①概念：只含___________的晶体，称为分子晶体。 ②构成晶体的微粒是___________

③晶体内微粒间的作用：分子内原子间__________，相邻分子之间____________

④分子晶体的物理性质是：熔点和沸点较______,硬度_______,一般都是绝缘体，熔融态__导电。 2、常见的分子晶体

①所有____________________，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等。 ②部分____________________，如卤素(X 2)、氧(O 2)、硫(S 8)、氮(N 2)、 白磷(P 4)、碳60(C 60)、稀有气体等。 ③ 部分____________________，如CO 2、P 4O 6、P 4O 10、SO 2等。

④几乎所有的________，如H 2SO 4、HNO 3、H 3PO 4、H 2SiO 3、H 2SO 3等。

⑤绝大多数____________________，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。 3、分子晶体的结构特征

（1）密堆积：意思是微粒间的作用力使微粒间尽可能地相互接近，使他们占有最小的空间。 (2) 如果分子间作用力只是范德华力

晶体中分子堆积方式为_________，即以一个分子为中心，其周围通常可以有___个紧邻的分子。

如干冰的晶胞结构(如图)。

干冰的结构模型(晶胞)

①每个晶胞中有______个原子。②每个CO 2分子周围等距紧邻的CO 2分子有_____个。 (3) 分子间还有其他作用力

①水分子之间的主要作用力是__________，当然也存在_____________。

②氢键有_______性，氢键的存在迫使在___________的每个水分子与____________方向的___个相邻水分子互相吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率_______。

水分子中的氢键

二、分子晶体熔沸点高低的判断：

1、分子晶体熔沸点的特点

分子晶体是分子在分子间作用力的作用下形成的晶体，熔化时，只破坏分子间作用力不破坏化学键。分子晶体的熔、沸点的高低只是由分子间作用力决定的，而分子间作用力与化学键相比是一种比较弱的作用，所以分子晶体在熔、沸点表现出共性，即熔沸点均较低，有些分子具有易挥发、升华的性质。

2、分子晶体熔沸点的判断

（1）少数以氢键作用形成的分子晶体，比一般的分子晶体的熔点高，如含有H-F 、H-O 、H-N 等共价

键的分子间可以形成氢键，所以HF 、H 2O 、NH 3等物质的熔点相对较高。

（2）组成和结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔、沸点就越高，如熔、沸点：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4。

（3）组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近或相近)，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO ＞N 2，CH 3OH ＞CH 3CH 3。

（4）组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体所形成的分子晶体，相对分子质量相同，一般支链

越多，分子间作用力越弱，熔、沸点降低，如熔、沸点正戊烷〉异戊烷〉新戊烷。 三、干冰和冰的晶体结构

1、干冰的晶体结构

在干冰晶体中，CO 2分子在范德华力作用下，以密堆积方式排列成面心立方结构：8个CO 2分子位于立方体的八个顶点，6个CO 2分子位于立方体的6个面心。每个CO 2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO 2分子共12个，分别分布于3个相互垂直的平面上，每个平面上与4个。 2、冰的结构

（1）冰中水分子间的作用力

在冰的晶体中，H 2O 分子间既存在氢键，又存在范德华力，但氢键对冰的的结构起决定作用。 （2）冰晶体的结构

由于水分子中O 原子采取sp 3杂化，因此成键电子对与孤电子之间有特定的伸展方向，所以分子间氢键的形成也有特定的方向和数目。每个H 2O 分子间只能通过氢键与4个H 2O 直接相邻排列。每个氧原子周围都有4个氢原子，其中2个氢原子是通过共价键结合，距离最近，另外2个氢原子通过氢键结合，距离较远，因此冰晶体中每个水分子均在氢键的作用下形成以它为中心其他4个水分子为顶点的变形四面体结构。

（3）冰晶体结构对其密度的影响

这种排列导致晶体的空间利用率不高，分子间有相当大的空隙，因此冰的密度反而比液态水的小。当冰晶体受热融化时，部分氢键被破坏，冰的结构部分解体，水分子间的空隙减少，水的密度反而增大。超过40C时，由于分子热运动加剧，导致分子间距离增大，密度逐渐减小。所以 40C时，水的密度最大.

例、干冰晶体是面心立方结构，如图所示，若干冰晶体的晶胞棱长为a，则在每个CO

2

分子周围与

其相距

2a的CO

2

分子有（）

A、4个

B、8个

C、12个

D、6个

解析：分析干冰晶体结构中CO

2

分子的空间分布，找出符合要求的分子。

取干冰晶胞结构中顶点CO

2

分子为研究对象，从立方体结构中取出一个正方形面为代表，进行分析。

由题意知正方形边长为a

，所以距离顶点CO

2

分子距离为

2

a的CO

2

分子恰好为

正方形的中心，即在一个晶胞立方体中，共同交于某顶点的3个正方形面的面心的CO

2

分子符合要求。

在干冰晶体中，共有8个晶胞立方体共用一个顶点，而晶胞的无隙并置使得一个面心CO

2

分子为2个

晶胞共用，所以符合要求的CO

2分子的数目为3×8×

1

2

=12.

例、下列分子晶体，关于熔沸点高低叙述中，正确的是（）

A、Cl

2＞I

2

B、SiCl

4

＞CCl

4

C、NH

3

＜PH

3

D、C(CH

3

)

4

＞CH

3

(CH

2

)

3

CH

3

解析：A、B选项属于没有氢键存在、分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔沸点高；C选项属于有氢键存在但分子结构相似的情况，存在氢键的熔沸点高；D选项属于同分异构体，支链越多的熔沸点低。

【当堂检测】

1、下列叙述不正确的是（）

A．由分子构成的物质其熔点一般较低 B．分子晶体在熔化时，共价键没有被破坏

C．分子晶体中一定存在共价键 D．分子晶体中分子间作用力越大，其熔沸点越高

2、分子晶体具有某些特征的本质原因是（）

A、组成晶体的基本粒子是分子

B、熔融时不导电

C、晶体内微粒间以分子间作用力相结合

D、熔点一般比比较低

3、下列属于分子晶体的是（）

A、熔点1070°C ，易溶于水，水溶液能导电

B、能溶于CS2，熔点112.8°C ,沸点 444.6°C

C、熔点1400°C ，可做半导体材料

D、熔点97.81°C ，质软，导电，密度0.97g·cm-3

4、水的沸点是100°C，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，只有-60.7°C，引起这种

差异的主要原因是（）

A、范德华力

B、共价键

C、氢键

D、相对分子质量

5、下列物质的变化过程中，化学键没有被破坏的是（）

A、I

2

升华 B、HCl溶于水得到盐酸

C、从NH

4HCO

3

中闻到了刺激性的气味 D、NaCl固体加热融化

6、干冰熔点很低是由于（）

A、CO

2

是非极性分子 B、C=O键的键能很小

C、CO

2

化学性质不活泼 D、CO

2

分子间的作用力较弱

7、下列各组物质中各自形成的晶体，均属于分子晶体的化合物的是（）

A、NH

3

HD C

10

H

8

B、PCl

3

CO

2

H

2

SO

4

C、SO

2

SO

3

C

60

D、CCl

4

Na

2

S

H2O2

8、HgCl

2

的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知HgCl

2

的熔点是2770C，熔融状态的HgCl

2

不能导电，HgCl

2

的稀溶液有弱的导电能力，则下列关于HgCl

2

的叙述中正确的是

①HgCl

2

的属于共价化合物②HgCl

2

属于离子化合物

③HgCl

2

属于非电解质④HgCl

2

属于弱电解质

A．①③ B①④． C．②③ D．②④

9、下列分子晶体：①H

2

O ②HCl ③ HBr ④HI ⑤CO ⑥N

2

⑦H

2

熔沸点由高到低的顺序是( )

A.①②③④⑤⑥⑦

B.④③②①⑤⑥⑦

C.①④③②⑤⑥⑦

D.⑦⑥⑤④③②①

10、四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数

之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子

数与最外层电子数之比为4︰1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5︰1。

（1）Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式

分别是、；杂化轨道分别是、 _；a分子的立体结构是。

（2）Y的最高价氧化物的晶体类型分别是晶体

（3）X的氧化物与Y的氧化物中，分子极性较小的是（填分子式）。

（4）Y与Z比较，电负性较大的，其+2价离子的核外电子排布式是。

11、氮是地球上极为丰富的元素。

（1）Li

3

N晶体中氮以N3-存在，基态N3-的电子排布式为___________。

（2）

N

N的键能为942 kJ·mol-1，N-N单键的键能为247 kJ·mol-1，计算说

明N

2

中的___________键比____________键稳定（填“σ”或“π”）。

（3）(CH

3

)

3

NH+和AlCl

4

-可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，

其挥发性一般比有机溶剂__________（填“大”或“小”），可用作__________（填代号）。

a．助燃剂 b．“绿色”溶剂 c．复合材料 d．绝热材料

（4）X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构

如图所示。X的元素符号是_____，与同一个N3-相连的X+有______个。

高山不爬不能到顶，竞走不跑不能取胜，永恒的幸福不争取不能获得。想成为一名成功者，先必须做一名奋斗者。