学案-第二节 分子晶体和原子晶体(配人教新课标)

第二节分子晶体与原子晶体
一、学习目标
1.了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。

2.了解晶体类型与性质的关系。

3.理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。

4.知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。

5.使主动参与科学探究，体验研究过程，激发学习兴趣。

二、学习重难点
1.重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点
2.难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响
3.从三维空间结构认识晶胞的组成结构
三、学习过程
（一）分子晶体
1.分子晶体：由_____________构成，相邻分子靠____________相互吸引。

答案：分子分子间作用力
2.分子晶体特点：_______________________________________。

答案：低熔点、易升华、硬度很小
3.常见分子晶体分类：(1)所有非金属的氢化物，如
__________________________________。

(2)部分非金属单质，如
________________________________________________________。

(3)部分非金属氧化物，如
_______________________________________________________。

(4)几乎所有的酸。

(5)绝大多数有机物的晶体。

答案：(1)水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等
(2)卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60等
(3)CO2、P4O6、P4O10、SO2等
4.构成分子晶体的作用力包括_____________和_____________。

答案：范德华力氢键
5.分子晶体结构特点：
(1)_____________个紧邻的分子密堆积，如O2和C60。

(2)冰的晶体：构成晶体的作用力是_____________，每个水分子周围只有_____________个紧邻的水分子，呈_____________形。

特点：_____________密度最大。

(3)干冰：CO2的晶体。

分子间存在_____________，性质特点是：
________________________，工业上用作__________。

答案：(1)12
(2)氢键(也存在范德华力) 4 正四面体 4 ℃
(3)范德华力熔点低，易升华制冷剂
（二）原子晶体
1.原子晶体：原子都以_____________相结合，是三维的共价键_____________结构。

答案：共价键网状
2.金刚石结构：________________________空间结构，C—C—C夹角为_____________，
_____________杂化。

特点：①____________________________________。

②_______________________________(填“溶于”或“不溶于”)一般的溶剂；③不能导电。

答案：正四面体网状109°28′ sp3
①硬度最大、熔点高②不溶于
3.SiO2原子晶体：制_____________、玻璃、宝石、_____________、硅光电池、芯片和_____________等。

答案：水泥单晶硅光导纤维
4.常见的原子晶体有
(1)某些非金属单质，如_______________________________________。

(2)某些非金属化合物，如_____________________________________。

(3)某些氧化物，如___________________________________________。

答案：(1)硼、硅、锗、金刚石等
(2)碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)等
(3)水晶(SiO2)等
5.分子晶体和原子晶体的比较
答案：
（三）分子晶体、原子晶体的概念判断
1.分子晶体
(1)定义：只含分子的晶体称为分子晶体。

(2)构成晶体的粒子：分子。

(3)性质：分子晶体中分子之间是以范德华力结合，分子晶体有低熔点、易升华、硬度小等性质。

(4)分类：①所有非金属氢化物；②部分非金属单质；③部分非金属氧化物；④几乎所有的酸；⑤绝大多数的有机化合物的晶体。

(5)特征：①晶体中只有范德华力，则分子晶体是分子密堆积，每个分子周围有12个紧邻的分子；②晶体中含有其他作用力(如氢键)时，分子晶体的分子堆积要少于12个。

如冰中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构成水的晶体。

2.原子晶体
(1)定义：各原子之间靠共价键结合形成的晶体叫原子晶体。

(2)构成晶体的粒子：原子。

(3)性质：原子晶体中原子之间是以共价键结合，原子晶体具有熔点较高、硬度较大等性质。

(4)特征：①晶体中只有共价键；②晶体中没有小分子，可以把晶体看成是一个“巨型分子”。

（四）分子晶体、原子晶体的结构、性质
分子晶体与原子晶体的比较
（五）知识延伸
由于分子晶体与原子晶体的性质有较大差异，可从以下几方面判断某晶体是分子晶体还是原子晶体：
1.依据组成晶体的微粒间的作用
构成分子晶体的微粒是分子，微粒间以范德华力结合，而构成原子晶体的微粒是原子，以共价键结合。

2.依据晶体的熔点判断
原子晶体熔点很高，而分子晶体的熔点很低。

3.依据硬度进行判断
原子晶体硬度很大而分子晶体硬度小且较脆。

4.依据物质的分类
常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、SiC等；而大多数非金属单质(金刚石、晶体Si除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、绝大多数有机物等是分子晶体。

四、同步练习
1.以下命题，违背化学变化规律的是( )
A.石墨制成金刚石
B.煤加氢变成人造石油
C.水变成汽油
D.干冰转化成原子晶体
解析：本题考查对化学反应实质的理解程度，化学反应的实质是旧化学键的断裂与新化学键的形成，在转化过程中遵守元素守恒与原子个数守恒，显然水中没有碳元素，不可能转化为碳原子为C5～C11的烃的汽油。

答案：C
2.固体乙醇晶体中不存在的作用力是( )
A.极性键
B.非极性键
C.离子键
D.氢键
解析：固体乙醇晶体是乙醇分子通过分子间作用力结合的，在乙醇分子里有C—C之间的非极性键，C—H、C—O、O—H之间的极性键，在分子之间还有O和H原子产生的氢键，没有离子键。

答案：C
3.X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最多的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界最硬的原子晶体.下列叙述错误的是( )
A.WX4是沼气的主要成分
B.固态X2Y是分子晶体
C.ZW是原子晶体
D.ZY2的水溶液俗称“水玻璃”
解析：根据题干文字的描述来分析，可推知：X是氢元素，Y是氧元素，Z是硅元素，W是碳元素，则WX4代表甲烷，X2Y代表水，ZW代表碳化硅，ZY2代表二氧化硅，由此
可知A、B、C均正确，D错误，水玻璃是Na2SiO3的水溶液。

答案：D
五、自我测评
1.重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点
2.难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响
3.从三维空间结构认识晶胞的组成结构。