选修3第三章第二节分子晶体与原子晶体(人教版)

5.如何比较分子晶体熔沸点的高低？
①一般来说，分子晶体中范德华力越大，物质的熔、 沸点越高。 ②分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高；分子内 氢键的形成使物质的熔、沸点降低。 ③对于同分异构体来说，支链越多，沸点越多。
练习
1.下列物质属于分子晶体的化合物是（ C）
A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐
组成微粒
原子
作用力
共价键
熔沸点
①构成晶体的微粒是分子 ②分子之间以分子间作用力（主要是范德华力） 相结合，范德华力远小于化学键的作用
3.为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？
由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏 分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。
在冰中由于氢键的方向性，导致晶体中有相当 大的空隙，所以相同状况下冰的体积较大，密度 比干冰小。
此说法不对。“具有共价键”并不是原子晶体判定 的唯一条件，分子晶体的分子内部也有共价键，如 冰和干冰晶体都是分子晶体，但H2O和CO2中存在共 价键。
三、晶体类型的判断方法
1.依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断： 构成原子晶体的微粒是原子，原子间的作用
力是共价键，构成分子晶体的微粒是分子，分子 之间的作用力是分子间作用力。
12 1.56
9.下列分子晶体：①H2O ②HCl ③ HBr ④HI ⑤ CO ⑥N2 ⑦H2熔沸点由高到低的顺序是( C )
A.①②③④⑤⑥⑦ B.④③②①⑤⑥⑦
C.①④③②⑤⑥⑦ D.⑦⑥⑤④③②①
10.当S03晶体熔化或气化时，下述各项中发生变化 的是( BD )
A.分子内化学键 B.分子间距离
第三章晶体结构与性质
学习目标
1.了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型 及其性质的一般特点。
2.理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性 质的关系
3.了解分子间作用力对物质物理性质的影响 4.了解氢键及其对物质物理性质的影响。
思考
1. 为什么冰容易融化，干冰、碘 容易升华？
2. 它们的结构是怎样的？
X2，O2，H2， S8，P4，C60 ，稀有气体等
（3）部分非金属氧化物:
盐和碱则是 离子晶体
CO2， SO2， NO2，P4O6， P4O10等
（4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4
（5）绝大多数有机物的晶体：
乙醇，冰醋酸，蔗糖，苯、萘、蒽、苯甲酸等
大多数分子晶体的结构特点： 分子的密堆积
深入探究
1.分子晶体是否导电？什么条件下可以导电？ 由于构成分子晶体的粒子是分子，不管是晶
体或晶体熔化成的液体，都没有带电荷的离子存 在，因此，分子晶体以及它熔化成的液体都不导 电。
分子晶体溶于水时，水溶液有的能导电，如 HCl溶于水，有的不导电，如C2H5OH溶于水。
2.为何分子晶体的硬度小，熔沸点低？
金刚石 的晶体结构模型
二、原子晶体 5.典型的原子晶体
（1）金刚石
每个碳原子被周围 4
个碳原子包围；
碳原子杂化方式是 SP3杂化 ；
1mol金刚石中含有的C-C共价键数 2 mol；
其中形成的最小环中含 6 个碳原子；
每个碳原子被 12 个环共用；
二、原子晶体 5.典型的原子晶体
晶体硅
（3）某些氧化物： 二氧化硅晶体
学与问
1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度 依次下降？
解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键 长越短，键能越大。碳、硅、锗原子半径依次增 大，键长依次增大，键的强度依次减弱。故它们 熔点和硬度依次下降。即金刚石＞硅＞锗
2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？ 为什么？
C.分子构型
D.分子间作用力
11．下列过程中，共价键被破坏的是(D )
A．碘升华
B．溴蒸气被木炭吸附
C．酒精溶于水
D．HCl气体溶于水
12.下列有关共价化合物的说法：①具有较低的熔 、沸点 ②不是电解质 ③固态时是分子晶体 ④都是由分子构成 ⑤液态时不导电，其中一定 正确的是( D )
A.①③④ B.②⑤ C.①②③④⑤ D.⑤
2.从性质上判断：
①熔沸点和硬度； (高→原子晶体；中→离子晶体； 低→分子晶体)
②熔融状态的导电性。(导电：离子晶体) ③溶解性。
现场练习：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电；
_原__子___晶__体_ Al4C3
(2)溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电；
2.干冰气化时，下列所述内容发生变化的是 BC
A、分子内共价键 B、分子间作用力 C、分子间距离 D、分子间的氢键
3.冰醋酸固体中不存在的作用力是（ A）
A、离子键
B、极性键
C、非极性键 D、范德华力
4.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子 间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述
一种作用的是 ( B )
(2)硬度：较小（多数分子晶体在常温时为气态或 液态）
(3)导电性： 只存在分子，不存在离子，一般都是 绝缘体，固态和熔融状态不导电，有些在水溶 液中可以导电。
(4)溶解性：多数能溶于适当的溶剂（相似相溶)。
5.典型的分子晶体：
（1）所有非金属氢化物：
H2O，H2S，NH3，CH4，HX等
（2）部分非金属单质:
气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力
注意：①分子间不一定都有氢键，但一定有分子间作
用力 ②分子晶体熔化时，破坏分子间作用力（可能有氢 键）
分子晶体有哪些物理特性，为什么？
4.物理特性：
(1)熔点、沸点： 较低，易升华或易挥发
分子间作用力越大,熔沸点越高 (相对分子质量，分子极性，氢键，支多沸低)
3. 为什么冰浮在水面上，而干冰 却沉入水底？
干冰晶体结构
碘晶体结构
结论：构成微粒都是分子，都是面心立方晶胞。
1.定义： 只含分子的晶体，叫做分子晶体。
2.组成微粒： 分子
稀有气体分子为单原
3.粒子间作用力： 相邻分子分子子间，无靠共价范键德。 华
力或氢键相互吸引。
分子内原子间以_共__价__键__结合。
点注 比意 较： 规分 律子
晶 体 熔 沸
①分子间作用力越大，物质的熔沸点越高：若含氢元素 的分子晶体中存在分子间的氢键，则熔沸点出现反常。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔 沸点越高。
③组成和结构不相似的分子晶体（相对分子质量接 近），分子极性越大，熔沸点越高
④同分异构体，支链越多，熔沸点越低
堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧 邻的分子。如：C60、干冰 、I2、O2。 （2）非密堆积
有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中的 空间利用率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具 有分子密堆积特征。如：HF 、NH3、冰（每个水 分子周围只有4个紧邻的水分子）。
点燃
3Mg+N₂==Mg₃N₂
13．已知氯化铝的熔点为190℃(2．202×lO5Pa)，但它在 180℃即开始升华。
(1)氯化铝是___共__价__化__合__物_。(填“离子化合物”“共价 化合物”)
(2)无水氯化铝在空气中强烈的“发烟”，其原因是 ____氯__化__铝_与__空__气_中__的__水__蒸_气__发__生_水__解__反__应_产__生__H_Cl_气__体__，_H_Cl ____在__空__气_中__形__成_酸__雾__而__“_发__烟__”_。___________________。
氧（O2）的晶体结构
C60的晶胞
12 与每个分子距离最近的相同分子共有 个
分子的密堆积
（与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 ）
干冰的晶体结构图
碘的晶体结构图
分子的非密堆积
氢键具有方向性
冰中１个水分子周围有 ４ 个水分子 冰的结构
6.分子晶体的结构特征
（1）密堆积 只有范德华力，无分子间氢键——分子密
4.为什么冰的密度比水的小，而4℃时的水的密度 最大？
①氢键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个相邻水分子相互吸引。这一 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，体积较大，密度比水小； ②当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构 部分解体，水分子间的空隙减小，密度开始增大 ； ③超过4℃时，由于热运动加剧，分子间距离再次 加大，密度又逐渐减小。
7.下列物质不存在氢键的是( D )
A.冰醋酸中醋酸分子之间 B.液态氟化氢中氟化氢分子之间 C.一水合氨分子中的氨分子和水分子之间 D.可燃冰(CH4 ·8H2O)中甲烷分子与水分子之间
8.干冰的外观和冰相像，可由二氧化碳气体压缩 成液态后再急剧膨胀而制得。下图为干冰晶体结 构示意图。通过观察分析，可知每个CO2分子周 围与之相邻等距的CO2分子有_______个。在一定 温度下，已测得干冰晶胞（即图示）的边长a＝ 5.72×10－8cm，则该温度下干冰的密度为 __种潜在的能源
科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源
许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现 这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维 ，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H20的水合物晶体 。20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水 合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常 温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又 称“可燃冰”………
思考与交流
CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通 过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。
碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族 ，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2 晶体的熔沸点很高？
二、原子晶体
1.定义： 原子间以共价键相结合而形成的 空间网状结构的晶体(又称共价晶体)。