课堂新坐标2016_2017学年高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与原子晶体课件

1 (4)晶体中 C 原子个数与 C—C 键数之比为 1∶(4×2)＝1∶2。
含有共价键的晶体都是原子晶体吗？
【提示】 (1)原子晶体中都有共价键，但含有共价键的不一定是原子晶体。 如 CO2、H2O 等分子晶体中也含有共价键。
[ 合作· 探究] 探究原子晶体的组成与结构 [ 探究背景]
[ 探究问题] (1)分析金刚石、二氧化硅的晶体结构模型，判断原子晶体的化学式是否可 以代表其分子式？
【答案】 C
题组 2 冰和干冰的晶体结构 4．下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体 B．冰晶体中每个水分子周围只有 4 个紧邻的水分子 C．干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华 D．干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有 12 个紧邻的分子 )
【解析】 干冰晶体中 CO2 分子间作用力只是范德华力，分子采取密堆积， 一个分子周围有 12 个紧邻的分子；冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在 氢键，由于氢键具有方向性和饱和性，故每个水分子周围只有 4 个紧邻的水分 子，采取非密堆积的方式，空间利用率小，因而密度小。干冰熔化只需克服范 德华力，冰融化需要克服范德华力和氢键，由于氢键作用力比范德华力大，所 以干冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华。
2.属于分子晶体的物质种类 (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 等。
酸 ，如 HNO 、H SO 、H PO 、H SiO 等。 (4)几乎所有的____ 3 2 4 3 4 2 3
(4)干冰升华过程中破坏共价键吗？ 【提示】 干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。
[ 核心· 突破] 1．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。 2．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、H2O、NH3、 醇、羧酸、糖等物质的熔点较高。
【解析】 (1)各组物质均为分子晶体，根据分子晶体熔、沸点的判断规律， 分子间作用力越大，相对分子质量越大，分子极性越大，则晶体的熔、沸点越 高，较容易比较六组物质熔、沸点的高低。 (2)由 AlCl3 的熔点低以及在 180 ℃时开始升华判断 AlCl3 晶体为分子晶体。 若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物，可测其熔融状态下是否导电， 若不导电是共价化合物，导电则是离子化合物。
(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。
所有分子晶体中都存在共价键吗？
【提示】 不一定。稀有气体晶体中每个分子只含一个原子，不含任何化 学键。
教材理 2 两种典型的分子晶体
1．干冰
4 个 CO 分子，______ 12 个原子。 (1)每个晶胞中有____ 2 12
(2)每个 CO2 分子周围等距离紧邻的 CO2 分子有______个。 2．冰
[ 题组· 冲关] 题组 1 分子晶体及其判断 1．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是( A．NH3、HD、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4 C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2
【解析】 A 中 HD 是单质，不是化合物；C 中 SiO2 不是分子晶体；D 中 Na2S 是不是分子晶体。
3．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 对分子质量的增大，物质的熔点逐渐升高。例如，常温下 Cl2 为气态，Br2 为液 态，而 I2 为固态；CO2 为气态，CS2 为液态。 4．相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔点一般比非 极性分子构成的分子晶体的熔点高，如 CO 的熔点比 N2 的熔点高。 5．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，分子间相互作用越弱，熔、沸点越低，如熔、沸 点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。
氢键 。 (1)水分子之间的作用力有范德华力，但主要作用力是______ 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 (2)由于______
4 个相邻的水分子相互吸引。
(1)H2S 的沸点比 H2O 高，因为 H2S 的相对分子质量大。( (2)干冰晶胞中含有 4 个 CO2 分子。( )
【答案】 B
6．中学教材上介绍的干冰晶体的晶胞是一种面心 立方结构，如图所示，即每 8 个 CO2 构成立方体，且 在 6 个面的中心又各占据 1 个 CO2 分子，在每个 CO2 2 周围距离 2 a( 其中 a 为立方体棱长)的 CO2 有( 【导学号：90990074】 A．4 个 C．12 个 B．8 个 D．6 个 )
分子晶体
[ 基础· 初探] 教材整理 1 分子晶体的结构与物质类别 1．结构特点 (1)构成微粒及作用力
分子
共价键
(2)堆积方式 分子间作用力 范德华力 堆积方式 实例
密堆积 如 C60、干冰、I2、O2 分子采用________
密堆积 氢键 分子不采用________ 范德华力、______
如 HF、NH3、冰
(2)为什么冰融化为水时，密度增大？
【提示】 在冰晶体中，每个分子周围只有 4 个紧邻的水分子，由于水分 子之间的主要作用力是氢键，氢键跟共价键一样具有方向性，即氢键的存在迫 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。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 反而增大。
知 识 点 1
第二节 分子晶体与原子晶体
知 识 点 2
学 业 分 层 测 评
1．了解分子晶体的概念及其结构。 2．进一步理解分子间作用力对物质性质的影响，掌握分子晶体的物理性质 及其影响因素。(重点) 3．了解原子晶体的概念及其结构，掌握原子晶体的物理性质。(重点) 4．学会运用模型法和类比法区分不同的晶体类型。
2 【解析】 如图在每个 CO2 周围距离 2 a 的 CO2 即为每个面心上的 CO2 分
1 子，共有 8×3× ＝12 个。 2
【答案】 C
题组 3 分子晶体的性质及应用 7．下列属于分子晶体性质的是( )
A．熔点 1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 B．能溶于 CS2，熔点 112.8 ℃，沸点 444.6 ℃ C．熔点 1 400 ℃，可作半导体材料，难溶于水 D．熔点 97.81 ℃，质软，导电，密度 0.97 g· cm
【解析】 由于由分子构成的晶体，分子与分子之间以分子间作用力相互 作用，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的 熔沸点较低，表中的 MgCl2、NaCl、CaCl2 熔、沸点很高，很明显不属于分子晶 体，AlCl3、SiCl4 熔、沸点较低，应为分子晶体，所以 B 项正确，A、C、D 三 项错误。
)
(3)在冰晶体中，每个水分子周围有 6 个紧邻的水分子。(
【答案】 (1)× (2)√ (3)×
)
[ 合作· 探究] 从晶体结构角度探究冰和干冰的性质 [ 探究背景] 观察下图冰和干冰的结构，回答下列问题。
[ 探究问题] (1)已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰？
【提示】 由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶角方向 的 4 个分子相互吸引，形成空隙较大的网状晶体，密度比水小，所以结的冰会 浮在水面上。
【答案】 (1)①< ②> ③> ④< ⑤> ⑥> (2)①分子 ②在熔融状态下，试验其是否导电，若不导电是共价化合物， 若导电是离子化合物
原子晶体
[ 基础· 初探] 1．构成微粒及作用力
原子
共价键
2．属于原子晶体的物质
单质 ，如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、灰锡等。 (1)某些______ 非金属化合物 (2)某些______________ ，如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等。
【答案】 B
3．AB 型物质形成的晶体多种多样，下列图示的几种结构中最有可能是分 子晶体的是( )
A．①②③④ C．②③
B．②③⑤⑥ D．①④⑤⑥
【解析】 ①、④、⑤、⑥构成的晶体为在一维、二维或三维空间结构， 且在空间中微粒通过化学键连接，故它们不可能是分子晶体；而②、③都不能 再以化学键与其他原子结合，故可能为分子晶体。
【解析】 我们熟悉的 CCl4 在常温下是液体，形成的晶体是分子晶体，而 SiCl4 的结构与 CCl4 相似，都是由极性键形成的非极性分子，故 SiCl4 形成的晶 体也是分子晶体，由于相对分子质量 SiCl4>CCl4，故 SiCl4 的熔点高于 CCl4。
【答案】 D
9． (1)比较下列化合物熔、 沸点的高低(填“>”或“<”)。 【导学号： 90990075】 ①CO2________SO2 ②NH3________PH3 ③O3________O2 ④Ne________Ar ⑤CH3CH2OH________CH3OH ⑥CO________N2
【答案】 A
5．HF 分子晶体、NH3 分子晶体与冰的结构极为相似，在 HF 分子晶体中， 与 F 原子距离最近的 HF 分子有( A．3 个 C．5 个 ) B．4 个 D．12 个
【解析】 根据 HF 分子晶体与冰结构相似可知，每个 HF 分子周围有 4 个 HF 分子与之最近，构成四面体，故 B 项正确。
(2)已知 AlCl3 的熔点为 190 ℃(2.02×105 Pa)，但它在 180 ℃即开始升华。请 回答： ①AlCl3 固体是________晶体。 ②设计一个可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设 计的实验是_________________________________________________。