分子间作用力 分子晶体
《分子间作用力 分子晶体》课件(教师版)解析
分子晶体熔化时，一般只破坏了分子间作用力，不 破坏分子内的化学键，但也有例外，如硫晶体（S8）熔 化时，既破坏了分子间的作用力，同时部分S－S键断裂， 形成更小的分子。
几种类型的晶体结构和性质
2、分子晶体的特点： 熔点低、硬度小、易升华。
某些分子晶体的熔点
分子晶体
氧
氮
白磷
水
熔点
－218.3 －210.1
44.2
0
分子晶体 硫化氢
甲烷
乙酸
尿素
熔点
－85.6
－182.5
16.7
132.7
3、典型的分子晶体
（1）所有非金属氢化物 如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等
（2）部分非金属单质 如卤素（X2）、氧（O2）、硫（S8）、氮 （N2）、 白
分布是否均匀等。
范德华力比化学键弱得多。一般来说，某 物质的范德华力越大，则它的熔点、沸点就越 高。对于组成和结构相似的物质，范德华力一 般随着相对分子质量的增大而增强。
二、氢键的形成
氧族元素的氢化物的熔点和沸点
温度/℃
100
H2O
0 H2O
H2Te 沸点
H2Se H2S
H2Te熔点
H2S H2Se
晶体类型 金属晶体 离子晶体 原子晶体 分子晶体
构成微粒 结 构 微粒间作
用力
金属离子、 自由电子
金属键
阴、阳离子 离子键
原子 共价键
分子
分子间作 用力
熔、沸点 有高有低
较高
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
很高
6-3 分子晶体和分子间作用力
所谓分子的变形性，即分子的 正负电重心的可分离程度。
分子体积越大，电子越多，变 形性越大。
非极性分子在无外电场作用时， 由于运动、碰撞，原子核和电子 的相对位置变化 … … 其正负电重心 可有瞬间的不重合。
极性分子也会由于上述原因改变 正负电重心。
这种由于分子在一瞬间正负 电重心不重合而造成的偶极
在国际单位制中偶极矩
以 C•m（库仑•米）为单位，
当 q = 1 C， d = 1 m 时，
= 1 C•m
C•m 与 D 两种偶极矩单位的 换算关系为
4.8 D = 1.602 10－19 C 1.0 10－10 m 1.602 10－19 1.0 10－10 C•m
1D = 4.8
3. 色散力 瞬间偶极 —— 瞬间偶极 之间有色散力。
由于各种分子均有瞬间偶极， 故色散力存在于
极性分子 —— 极性分子 极性分子 —— 非极性分子 非极性分子 —— 非极性分子
色散力不仅存在广泛，而且在分子 间力中，色散力经常是重要的。
下面的数据可以说明这一点
kJ•mol－1 取向力
Ar
0
HCl
它仅存在于极性分子之间。 取向力的大小与偶极矩的平方成
正比， F 2
2. 诱导力
诱导偶极 —— 永久偶极 之间的作用称为诱导力。
极性分子作为电场，使非极性 分子产生诱导偶极
极性分子作为电场，使极性分 子的偶极增大，产生诱导偶极
这时诱导偶极与永久偶极之间 产生诱导力。
因此诱导力存在于 极性分子 —— 非极性分子 也存在于 极性分子 —— 极性分子
则偶极矩 = q d
当 d = 1.0 10－10 m 即 d 为 1 A°
分子间作用力分子晶体
分子间作用力分子晶体分子晶体（molecular crystal）是由分子间的非共价作用力形成的晶体结构。
这种晶体结构由分散的分子通过弱的相互作用力组成，而不是由金属键或离子键组成的。
分子晶体是一类非常常见的晶体类型，包括有机晶体、冰晶体等。
范德华力是一种由于分子间电子云的偶极瞬时极化而产生的相互作用力。
它是分子晶体中最弱的一种作用力，但也是最普遍和最重要的。
范德华力随着分子间的距离增加而减弱，但随着分子间电荷分布的改变而变化。
范德华力的强度取决于分子的极性和大小。
氢键是另一种重要的分子间作用力。
它是一种特殊的电荷间相互作用力，通常涉及一个氢原子与一个电负性较大的原子（如氮、氧、氟）之间形成的相互作用。
氢键是一种强作用力，能够使分子更紧密地结合在一起。
它在水分子中的作用是形成水的固态结构（冰）的重要原因。
氢键也在很多有机分子晶体中起到关键作用。
π-π相互作用是一种特殊的分子间力，通常涉及芳香环中的π电子云之间的相互作用。
这种相互作用可以使芳香环平行排列并相互叠加，从而增强晶体的稳定性。
π-π相互作用对于一些有机分子晶体，如芳香族化合物晶体，具有重要的作用。
除了这些主要的分子间作用力，还有其他一些较弱的作用力也可以参与分子晶体的形成，例如离域电子的相互作用和疏水作用等。
分子晶体具有一些独特的性质和应用。
首先，它们通常具有较低的硬度和脆性，这是由于它们之间的非共价作用力较弱所致。
其次，分子晶体通常是电绝缘体，因为它们之间没有可以形成导电电子的共价键。
此外，由于分子晶体中分子之间的间隙，它们通常对溶剂和小分子具有较高的吸附能力。
这些特性使得分子晶体在材料科学、化学和生物学等领域具有广泛的应用，如药物晶体工程、分子传感器、光电器件等。
总之，分子间作用力是分子晶体形成的关键因素。
范德华力、氢键和π-π相互作用等主要作用力共同作用，通过将分子组装在一起形成晶体结构。
分子晶体具有一系列特殊性质和应用，成为材料科学和化学研究中的重要主题。
分子间作用力、氢键、不同类型的晶体
晶体的类型
离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
根据晶体构成 微粒和相互作 用不同分为四 种类型：
1、离子晶体
氯化钠晶体和晶体模型
氯 化 钠
Cl-
Na+
1、离子晶体
• 定义：
离子化合物中的阴、阳离子间按一定方式 有规则地排列而成的晶体叫做离子晶体。
构成微粒 阴、阳离子 作用力
离子键
形成离子晶体的物质： 离子化合物（NaCl、Na2O、BaSO4、铵盐等） 物理性质： 具有 的熔沸点，有 的硬度， 固态时 导电，在熔融状态或水溶液中 导电， 有些离子晶体 于水，有些 溶于水。
【问题探究1】
①在NaCl晶体中每个Na+同时吸 ６ 引着＿个Cl ，每个Cl 同时吸引 着＿个 ６ Na+。
【问题探究2】
②在NaCl晶体中是否存在单 个的NaCl分子? 不存在
符号“NaCl”表示什么含义？
归纳 离子晶体一般熔沸点 较高、硬度较大，不 导电，但在熔融状态 时能导电。
2、分子晶体
原子晶 晶体类型 离子晶体 分子晶体 体 熔沸点 硬 度 较高 较硬
金属晶体
很低
一般很软
很高 很硬
有高有低 有硬有软
晶体不导 晶体不导 导电情况 电、熔化 电、熔化 不导电 能导电 微粒种类 离子 分子 微粒间的 作用力 离子键
一般 不导电 大多良好
原子 共价键
分子间 作用力
总结：1、物质熔沸点高低的比较
化学键
原子间 或离子间
作用力大 作用力小
影响化学性质和 物理性质
范德华力
分子之间
影响物理性质 （熔沸点等）
分子之间无化学键
一些氢化物的沸点
分子间作用力分子晶体完整版课件
A.6
B.8
C.10
D.12
【解析】选D。根据干冰结构特点,干冰晶体是一种面心立方结构,每 个CO2周围等距离且最近的CO2有12个(同层4个,上层4个,下层4个)。
【总结归纳】 1.典型的分子晶体模型:
单质碘
干冰
冰
晶胞或结核模型
微粒间作用力
晶胞微粒数 配位数
范德华力 4
范德华力
4 12
范德华力和 氢键
4
2.分子晶体的变化规律: (1)对于组成和结构相似、晶体中不含氢键的物质来说,随着相对分子 质量的增大,范德华力增大,熔、沸点升高。如卤素单质、四卤化碳、 稀有气体等。 (2)同分异构体中,支链越多,熔、沸点越低。如沸点:正戊烷>异戊烷> 新戊烷。芳香烃及其衍生物的同分异构体熔、沸点一般遵循“邻位> 间位>对位”的顺序。
(5)存在氢键的分子的熔、沸点比一般分子的高。 ( ) 分析:×。分子间氢键的存在会导致物质的熔、沸点升高,但是分子内 氢键的存在会降低物质的熔、沸点。 (6)分子晶体熔化时,只破坏分子间作用力,不破坏分子内的化学 键。 ( ) 分析:√。分子晶体熔化时,只是分子间的距离变大,分子并没有变化, 所以不破坏分子内的化学键。
有方向性、 有饱和性
有方向性、有饱 和性
范德华力
氢键
共价键
强度 比较
共价键>氢键>范德华力
①随着分子极性的增 影响
大而增大 强度
②组成和结构相似的 的
物质,相对分子质量越 因素
大,范德华力越大
A—H…B中A、B的 电负性越大,B原 子的半径越小,氢 键越牢固
成键原子半径越 小,键长越短,键 能越大,共价键 越稳定
16分子间作用力-分子晶体
F2 Cl2 Br2 I2
38 71 160 254
-219.6 -101.0 -7.2 113.5
-188.1 -34.6 58.8 184.4
⑴ 组成和结构相似的分子， 相对分子质量越大，范德华力越大，其熔沸点越高 如：分子间作用力F2<Cl2<Br2<I2 CF4<CCl4<CBr4<CI4
范德华力与分子的极性的关系
分子 相对分子质 量
CO N2
28 28
分子的极 性 极性
熔点/℃
沸点/℃
-205.05
-191.49
非极性
-210.00
-195.81
⑵ 相对分子质量相同或相近时， 分子的极性越大（分子结构越不对称），范德华力 越大，其熔沸点越高
例1：下列叙述正确的是： (B ） A. 氧气的沸点低于氮气的沸点 B. 稀有气体原子序数越大，沸点越高 C. 任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D. 同周期元素的原子半径越小，越易失去电子
例2：下列各组物质汽化或熔化时，所克服的粒 子间作用力属于同种类型的是 (A D） A．碘和干冰的升华 B．二氧化硅和生石灰的熔化 C．氯化钠和铁的熔化 D．溴和煤油的蒸发
4.范德华力的成因：(了解）
a.取向力 当极性分子和极性分子相互接近时，它们 的固有偶极的同极相斥而异极相吸，就使得极 性分子按一定方向排列，因而产生了分子间的 作用力，这种力叫取向力。 分子极性越强，取向力越 大。这种力只存在于极性分子 与极性分子之间。
专题3
微粒间作用力与物质性质 第四单元 分子间作用力 分子晶体
气态
范德华力、氢键
水的电解
液态
固态
一、范德华力
新版高中化学讲义(选择性必修第二册)：分子晶体
第11讲分子晶体考点导航知识精讲知识点一：一、分子晶体及其结构特点1．概念只含分子的晶体。
2．粒子间的作用分子晶体中相邻的分子间以相互吸引。
【答案】分子间作用力3．常见分子晶体及物质类别物质种类实例所有H2O、NH3、CH4等部分卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分CO2、P4O10、SO2、SO3等几乎所有的HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等绝大多数苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等【答案】非金属氢化物非金属单质非金属氧化物酸有机物4．分子晶体的常见堆积方式分子间作用力堆积方式实例范德华力分子采用，如C60、干冰、I2、O2每个分子周围有 个紧邻的分子范德华 力、分子不采用 ，每个分子周围紧邻的分子少于12个如HF 、NH 3、冰【答案】密堆积 12 氢键 密堆积 【即学即练1】1．晶胞是晶体结构中可重复出现的最小的结构单元，C 60晶胞结构如下图所示，下列说法正确的是A ．C 60摩尔质量是720B ．C 60与苯互为同素异形体 C ．C 60晶体中仅存在范德华力D ．每个C 60分子周围与它距离最近且等距离的C 60分子有12个 【答案】D【解析】A ．C 60的摩尔质量为720g/mol ，A 错误；B ．由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，而苯是碳氢形成的化合物，B 错误；C ．C 60属于分子晶体，晶体中不仅存在范德华力，还存在碳与碳之间的共价键，C 错误；D ．根据晶胞的结构可知，以晶胞中顶点上的C 60分子为研究对象，与它距离最近等距离的C 60分子分布在立方体的面心上，每个C 60分子被8个立方体共用，有12个面与之相连，所以每个C 60分子周围与它距离最近等距离的C 60分子有12个，D 正确； 答案选D 。
2．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 ．3NH 、HD 、108C H B ．3PCl 、2CO 、24H SO C ．2SO 、2SiO 、25P O D ．4CCl 、2Na S 、22H O【答案】B【解析】A ．该组物质均属于分子晶体，NH 3、C 10H 8属于化合物，HD 属于单质，A 不符合题意； B ．该组物质均是属于分子晶体的化合物，B 符合题意；C ．SO 2、P 2O 5是属于分子晶体的化合物，SiO 2是属于共价晶体的化合物，C 不符合题意；D．CCl4、H2O2是属于分子晶体的化合物，Na2S是属于离子晶体的化合物，D不符合题意；故选B。
分子间力与分子晶体
第三节 分子间力与分子晶体
教学要求：
理解分子间力形成的原因，掌握产生分子极性的条件、 分子间力的种类及其形成过程；理解氢键的形成及其对物质 性质的影响。
分子 非极性分子-非极性分子 非极性分子-极性分子
分子间力种类 色散力 色散力、诱导力 色散力、诱导力、取向 力
极性分子-极性分子
4.分子间力的特点 分子间力的特点
（1）本质是一种电性引力，该作用力较小。 （2）既无饱和性又无方向性。 （3）分子间力的大小随着分子间距离的增大而减弱。
5.分子间力的影响因素 分子间力的影响因素
分子内处于不停运动的电子与核产生瞬间相对位移，使 ， 分子产生瞬时偶极。 色散力：由瞬时偶极产生的作用。 α越大，色散作用越强。
2.极性分子和非极性分子间——诱导力 极性分子和非极性分子间 极性分子和非极性
固有偶极和诱导偶极间的吸引力是诱导力。
当极性分子与非极性分子相互靠近时：
_ +
诱导力的大小由两个因素决定：
极性分子
+
_+_取向变形分子的偶极=固有偶极+诱导偶极 极性分子本身是个微电场，因而，极性分子与 极性分子之间，极性分子与非极性分子之间也会 发生极化作用。
二.分子间力（范德华力） 分子间力 范德华力）
固有偶极 分子偶极 诱导偶极 瞬时偶极 分子间力
取向力 诱导力 色散力
1.瞬时偶极与非极性分子间的色散力 瞬时偶极与非极性分子间的色散力 瞬时偶极与非极性分子间的
晶胞的大小、型式——晶胞参数 晶胞要素 晶胞的内容——组成晶胞的原子、分 子及它们在晶胞中的位置 分子晶体：晶体在晶格接点上排列的粒子是分子
分子间的作用力 分子晶体
（2）每个环平均拥有：
1
个C－C键, 1/2个C原子。
个六元环所共有，每个C
（3）晶体中每个C原子被 12 原子占有 2 个C－C键。
练
习
1.下列物质中，固态时一定是分子晶体的 是 D A. 酸性氧化物 B. 非金属单质 C. 碱性氧化物 D. 含氧酸
2.下列哪种情况下，一对物质中有且只有同 一种作用力被克服 D A. 使H2 和HF气化 B. 熔融C和Ca C. 溶解LiCl和ICl D. 熔融CCl4和I2
这使得它的熔点 比分子量相近的醋酸、 硝酸高。
问题解决：
１.氨气极易溶与水 ２.氟化氢的熔点高于氯化氢 ３.硝酸的熔点比醋酸低 ４.水的密度比冰的密度大
冰浮在水 面上
在水蒸气中水以单个的H20分子形 式存在；在液态水中，经常是几个 水分子通过氢键结合起来，形成 （H20）n；在固态水（冰）中，水 分子大范围地以氢键互相联结，形 成相当疏松的晶体，从而在结构中 有许多空隙，造成体积膨胀，密度 减小，因此冰能浮在水面上．
氢键的书写形式
H2O中的氢键 O H O H H H
HF中的氢键
H F NH3中的氢键 N H N H H H H H H F
H
F
【交流与讨论】
邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛是同分 异构体，邻羟基苯甲醛的熔点2℃，沸点 115℃，对羟基苯甲醛的熔点196.5℃，沸 点250℃。请从它们的结构特点分析它们所 形成的氢键的不同，以及导致两者熔点差 异的原因。
(2) 部分非金属单质: X2, N2, O2, H2, S8, P4, C60 ,惰气。
(3) 部分非金属氧化物: CO2, SO2, N2O4, P4O6, P4O10
(4) 几乎所有的酸： H2SO4, HNO3, H3PO4
高中化学-分子晶体和共价晶体
第二节分子晶体和共价晶体一、分子晶体1．概念：只含分子的晶体。
2．粒子间的作用分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引。
3．常见分子晶体及物质类别【注】稀有气体为的分子为单原子分子，因此，有稀有气体单质形成的晶体也是分子晶体。
4．物理特性(1)分子晶体的熔、沸点较低，密度较小，硬度较小，较易熔化和挥发，部分分子晶体易升华，（如干冰、碘、红磷等）。
(2)一般是绝缘体。
分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。
有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。
(3)溶解性符合“相似相溶规律”。
【注】分子晶体熔、沸点高低的比较规律①分子晶体中分子间作用力越大，物质熔、沸点越高，反之越低。
②具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常高。
5.分子晶体的常见堆积方式6.常见分子晶体的结构分析(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干冰中的CO 2分子间只存在范德华力，不存在氢键。
②每个晶胞中有4个CO 2分子，12个原子。
每个CO 2分子周围等距离紧邻的CO 2分子数为12个。
【注】冰晶体中，每个水分子与其他4个水分子形成氢键，每个水分子平均形成2个氢键（每个氢键由2个水分子均摊，故4×21=2）二、共价晶体1.定义：所有原子都以共价键相互结合形成共价键三维骨架结构的晶体叫共价晶体。
2.构成微粒及微粒间的作用力共价晶体⎩⎨⎧ 构成粒子：原子粒子间作用力：共价键【注】①共价晶体中不存在单个分子，因此，共价晶体的化学式不代表其实际组成，只表示其组成的原子个数比。
①共价晶体融化时被破坏的作用力是共价键。
①共价晶体中只有共价键，但含有共价键的晶体不一定是共价晶体。
如CO2、H2O等分子晶体中也含有共价键。
3.常见的共价晶体4.共价晶体的物理性质(1)熔点很高。
分子间作用力分子晶体
从H2O NH3 HF的成键情况和中心原子价 层电子等讨论形成氢键的条件
子的原子
氢键成因探究
3.氢键的存在与分类
分 子 的 性 质
分子间氢键：
分子内氢键：
3、氢键对物质性质的影响
（1）对熔点和沸点的影响
分子间形成氢键会导致物质的熔沸点 升高， 分子内形成氢键则会导致物质的熔沸点 降低
（2）对溶解度的影响 • 溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使溶 质溶解度增大。
应用与拓展
为什么NH3极易溶于水？ 为什么冰的密度比液态水小?
在固态水（冰）中，水分子大范围地以 怎样解释接近水的沸点的水蒸气 氢键互相联结，形成相当疏松的晶体， 的相对分子质量测定值比用化学 从而在结构中有许多空隙，造成体积膨 式H2O计算出来相对分子质量大一 胀，密度减小，因此冰能浮在水面上。 些？ (H2O)n
4.晶体分子结构特征
（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆 积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如： C60、干冰 、I2、O2） （２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征 （如：HF 、冰、NH3 ）
分子的密堆积
（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个 ）
干 冰 的 晶 体 结 构 图
结论：结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，
熔沸点越高
(3)范德华力与分子的极性的关系 分子 CO N2 相对分 子质量 28 28 分子的 极性 极性 非极性 熔点/℃ -205.05 -210.00 沸点/℃ -191.49 -195.81
结论：相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大， 范德华力越大, ，其熔沸点越高
3.典型的分子晶体
(1)所有非金属氢化物： H2O, H2S, NH3, CH4, HX
高中化学 粒子间作用力与晶体17条重要知识,纯干货,要收藏!
高中化学| 粒子间作用力与晶体17条重要知识，纯干货，要收藏！粒子间作用力1.共价分子之间都存在着分子间作用力，它是能把分子聚集在一起的力，包括范德华力和氢键。
其实质是一种静电作用。
2.范德华力：一种普遍存在于固体、液体和气体之间的作用力，又称分子间作用力。
（1）大小：一般是金属键、离子键和共价键的1/10或1/100左右，是一种较弱的作用力，如干冰易液化，碘易升华的原因。
（2）影响范德华力大小的因素：分子的空间构型及分子中电荷的分布是否均匀等，对于组成和结构相似的分子，其范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大，如卤族元素单质范德华力：F2＜Cl2＜Br2＜I2。
（3）范德华力对物质物理性质的影响：熔沸点：对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，物质的熔沸点越高（除H2O、HF、NH3）。
例如：烷烃（C n H2n+2）的熔沸点随着其相对分子质量的增加而增加，也是由于烷烃分子之间的范德华力增加所造成的。
溶解度：溶剂与溶质分子间力越大，溶质的溶解度越大。
例如：273 K，101 kPa 时，氧气在水中的溶解量（0.049 cm3·L-1）比氮气的溶解量（0.024 cm3·L-1）大，就是因为O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的。
3.氢键（1）当氢原子与电负性大的X原子以共价键结合时，它们之间的共用电子对强烈偏向X，使H几乎成了“裸露的质子”，这样相对显正电性的H与另一分子相对显负电性的X中的孤电子对接近并产生相互作用，这种相互作用称为氢键。
（2）氢键的存在：在X—H…Y这样的表示式中，X、Y代表电负性大而原子半径小的非金属原子，如F、O、N，氢键既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部。
（3）氢键的大小：是化学键的1/10或1/100左右，比范德华力强。
（4）对物质物理性质的影响①熔沸点：组成和结构相似的物质，当分子间存在氢键时，熔沸点较高。
如下图所示：而分子内存在氢键时，对熔沸点无影响。
分子间作用力_分子晶体
石墨的晶体结构模型
混合晶体
练
习
1.下列物质中，固态时一定是分子晶体的是 A. 酸性氧化物 B. 非金属单质 C. 碱性氧化物 D. 含氧酸
D
2.下列哪种情况下，一对物质中有且只有同一种作 用力被克服 D A. 使H2 和HF气化 B. 熔融C和Ca C. 溶解LiCl和ICl D. 熔融CCl4和I2
I2
254
113.5
184.4
CO2和SiO2的一些物理性质如下表所 示。请你从两种晶体的构成微粒及微粒间 作用力的角度，分析导致干冰和二氧化硅 晶体性质差异的原因。处
拓展视野
阅读教材Ｐ５２页： 理解氢键在生命活动中的重要作用(氢 键是地球的美容师，描绘着生命的蓝 图)
晶莹的水珠
氨气溶于水时，大部分NH3 与H2O以氢键（用…表示）结 合成NH3 ·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3 ·H2O 的结构式为（ ） D A.H B. H │ │ N—H …O—H N—H …H—O │ │ │ │ H H H H C. H D. H │ │ H—N…O—H H— N … H— O │ │ │ │ H H H H
几种类型晶体的结构和性质比较
晶体类型 结 构成微粒 构 微粒间作用力 金属晶体 金属阳离子 和自由电子 离子晶体 原子晶体 分子晶体
阴、阳 离子 离子键 较高 较大
原子 共价键 很高 很大
分子
分子间作用力
金属键
差异大 差异大
性
质
熔、沸点
硬 度
较低 较小
固体及熔化不导 电,有些溶于水 能导电 干冰、冰
HCl PH3 SiH4 CH4
H2Se AsH3 HBr
SbH3
HI SnH4
第三章 第二节 第1课时 分子晶体(教师版)
第二节分子晶体与原子晶体第1课时分子晶体一、分子晶体及其结构特点1．概念分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体。
2．微粒间作用分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引。
3．常见分子晶体及物质类别物质类别实例所有非金属氢化物H2O、NH3、CH4等部分非金属单质卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分非金属氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等几乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等绝大多数有机物的晶体苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等4.两种典型分子晶体的组成与结构(1)干冰①每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子。
②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。
(2)冰①水分子之间的作用力有范德华力和氢键，但主要是氢键。
②由于氢键的方向性，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。
判断正误(1)分子晶体中，一定存在共价键和分子间作用力() (2)分子晶体中只存在分子间作用力() (3)共价化合物一定属于分子晶体() (4)干冰晶胞中含有4个CO2分子()(5)分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√1．下列物质中，属于分子晶体的是________。
①二氧化硅 ②碘 ③食盐 ④蔗糖 ⑤磷酸答案 ②④⑤解析 由常见分子晶体对应的物质类别可知：碘、蔗糖、磷酸都属于分子晶体。
2．甲烷晶体的晶胞结构如图所示(1)晶胞中的球只代表1个__________。
(2)晶体中1个CH 4分子有______个紧邻的CH 4分子。
(3)甲烷晶体熔化时需克服______。
(4)1个CH 4晶胞中含有______个CH 4分子。
答案 (1)甲烷分子 (2)12 (3)范德华力 (4)4解析 (1)题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子。
(2)由甲烷晶胞分析，位于晶胞顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个，而这3个甲烷分子在晶胞的面上，因此每个都被2个晶胞共用，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3×8×12＝12。
高中化学 3.4《分子间作用力 分子晶体》范德华力 教案 苏教版选修3
[课堂练习]1．二氧化碳由固体（干冰）变为气体时，下列各项发生变化的是（）A、分子间距离B、极性键C、分子之间的作用力D、离子键被破坏2．固体乙醇晶体中不存在的作用力是（）A、离子键B、范德华力C、极性键D、非极性键3．SiCl4的分子结构与CH4类似，下列说法中不正确的是（）A．SiCl4具有正四面体的构型B．在SiCl4和CCl4晶体中，前者分子间作用力比后者大C．常温下SiCl4是气体D．SiCl4的分子中硅氯键的极性比CCl4中的碳氯键强4．下列各组物质气化或熔化时,所克服的微粒间的作用力,属同种类型的是( ) A．碘和干冰的升华 B．二氧化硅和生石灰的熔化C．氯化钠和铁的熔化 D．苯和已烷的蒸发5．分子间存在着分子作用间力的实验事实是（）A．食盐、氯化钾等晶体易溶于水B．氯气在加压、降温时会变成液氯或固氯C．融化的铁水降温可铸成铁锭D．金刚石有相当大的硬度6．有关分子间作用力的说法中正确的是（）A、分子间作用力可以影响某些物质的熔、沸点B、分子间作用力可以影响到由分子构成的物质的化学性质C、分子间作用力与化学健的强弱差不多D、电解水生成氢气与氧气，克服了分子间作用力7．根据人们的实践经验，一般来说，极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，称为“相似相溶原理”，根据“相似相溶原理”判断，下列物质中，易溶于水的是，易溶于CCl4的是。
A、NH3B、HFC、I2D、Br28．下列物质的微粒中：A、氨气B、氯化钡C、氯化铵D、干冰E、苛性钠F、食盐G、冰H、氦气I、过氧化钠J、双氧水K、氢气。
⑴只有非极性键的是；⑵只有离子键的是；⑶只有极性键的是，其中又是非极性分子的是；⑷既有极性键又有非极性键的是；⑸既有离子键又有非极性键的是；⑹既有离子键又有极性键的是；⑺无任何化学键的是；⑻上述物质中存在范德华力的是；（用序号填空）。
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I2
254
113.5
184.4
结论：对于组成和结构相似的分子，其熔、沸点一般随着相对分
子质量的增大而升高
分子 相对分子质量 范德华力(kJ/mol) 熔点/℃ 沸点/℃
HCl 36.5 21.14 -114.8 -84.9
HBr 81 23.11 -98.5 -67
HI 128 26.00 -50.8 -35.4
H2Se AsH3
HBr
SbH3 HI
SnH4
沸
PH3
GeH4
点
SiH4
CH4
结论：
H2O 、NH3 、HF比同主族氢化物的沸点高？
猜想：
H2O、 NH3、 HF除了范德华力之外，是否 还存在一种作用力？
三、氢键
在水分子中的O—H中，共用电子对强烈的偏向 氧原子，使得氢原子几乎成为 “裸露”的质子， 其显正电性，它能与另一个水分子中氧原子的 孤电子对产生静电作用，从而形成氢键。
５.氢键的类型： (1).分子间氢键
(2).分子内氢键
• 对羟基苯甲酸能形
成分子间氢键
OH HO
• 邻羟基苯甲酸能形
成分子内氢键
H
对羟基苯甲酸
OO
C
H
O 邻羟基苯甲酸
（6） 氢键对物质性质的影响
①对熔点和沸点的影响 分子间形成氢键会导致物质的熔沸点 升高 分子内形成氢键则会导致物质的熔沸点 降低
②对溶解度的影响 溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使溶
解度增大。
• 教科书 P56
1. 请解释物质的下列性质： （1）NH3极易溶于水。 （2）氟化氢的熔点比氯化氢的高。 2. 邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体,
预测对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛熔点H
O
HO
• 从氢键的角度分析造成醋酸、硝酸两种相 对分子质量相近的分子熔沸点相差较大的 可能原因。
2、氢键的形成条件
故只有部分分子之间才存在氢键，如HF、 H2O、NH3分子之间存在氢键。
3.氢键的表示方法：
X —— H ···Y Ｘ、Ｙ两原
子可以相同
化
学
氢
键
键
强烈、距离近
微弱、距离远
氢键不是化学键，为了与化学键相区别。H一X… Y—H中用“…”来表示氢键．
4.氢键的方向性与饱和性： 氢键具有方向性与饱和性
结论：
对于组成和结构相似的分子，其范德华力一 般随着相对分子质量的增大而增大，熔沸点 也随之升高。
2. 影响范德华力大小的因素
（1）组成和结构相似的分子，一般相对分子 质量越大，范德华力越大。克服分子间作用 力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、 沸点越高。
（2）分子的大小、分子的空间构型和分子的 电荷分布是否均匀等，都会对范德华力产生 影响。
（1）卤素单质的熔、沸点又怎样的变化规律？
（2）导致卤素熔、沸点规律变化的原因是什么？它与 卤素单质相对分子质量的变化规律又怎样的关系？
表3-9卤素单质的相对分子质量和熔、沸点
单质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
F2
38
-219.6
-188.1
Cl2
71
-101.0
-34.6
Br2
160
-7.2
58.8
3、范德华力对物质性质的影响
问题：范德华力对什么样的物质的什么性质产 生影响？
结论：
（1）影响对象：由分子构成的物质 （2）影响由分子组成物质的一些物理性质：
如熔点、沸点、溶解度等。 例：氧气在水中的溶解度比氮气大，原 因是氧分子与水分子之间的范德华力大
H2O
一
些
HF
氢
H2Te
化
物
NH3
的
H2S HCl
分子晶体
1、定义：分子间通过分子间作用力结合而成 晶体。
构成微粒：
分子
微粒间的作用力：分子间作用力
2、分子晶体特点：
a. 有单个分子存在，化学式就是分子式。 b. 熔沸点较低，硬度较小。 c. 熔融状态不导电。 d. 相似相溶。
3、分子晶体熔、沸点高低的比较规律
分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间 的作用力。。
分子间作用力 分子 晶体
分子间存在作用力的事实：
由分子构成 的物质，在 一定条件下 能发生三态 变化，说明 分子间存在 作用力。
一、分子间作用力
１.概念：
分子间存在着将分子聚集在一起的作用力， 这种作用力称为分子间作用力
2.实质： 分子间作用力也是一种静电作用，但 比化学键弱得多
3.类型： 常见的分子间作用力:范德华力和氢键
• 教科书 P56
• 为什么冰的密度比液态水小?
在水蒸气中水以单个H2O分子形式存在；在液态水中， 经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成(H2O)n；
冰晶体中的氢键
在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结， 形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造 成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上。
因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，实 际上就是比较分子间作用力（包括范德华力和 氢键）的大小。
CO2和SiO2的一些物理性 质如下表所示。请你从两种晶 体的构成微粒及微粒间作用力 的角度，分析导致干冰和二氧 化硅晶体性质差异的原 因。
5. 干冰的晶体结构
（1）二氧化碳分子的位置： 在晶体中截取一个最小的 正方体，正方体的八个顶 点都落到CO2分子的中心， 在这个正方体的每个面心 上还有一个CO2分子。
（2）每个晶胞含二氧化碳 分子的个数8×1/8+6×1/2=4
（3）与每个二氧化碳分 子等距离且最近的二氧化 碳分子有 12个
干冰的晶体结构图
可见:每个二氧化碳分子周围与之距离最近且相 等的二氧化碳分子有 12 个
二. 范德华力
1、什么是范德华力 是一种普遍存在于固体、液体和气体中
分子间的作用力。
P53表3-8 范德华力与共价键的区别
(1)范德华力很弱， (2)范德华力一般没有饱和性和方向性.只要分
子周围空间准许，当气体分子凝聚时，它总 是尽可能吸引更多的其它分子
卤素单质的相对分子质量和熔、沸点的数据见表3-9。 请你根据表中的数据与同学交流讨论以下问题：
注意： a．氢键的本质还是分子间的静电吸引作用。
b．氢键不是化学键，是一种比范德华力稍 强的静电引力。如在水分子中，O-H键的键 能为462．8lkJ·mol一1，而水分子间氢键 的键能仅为18．8lkJ·mol一1。它比化学键 弱得多，但比范德华力稍强。
c.氢键只存在于固态、液态物质中，气态时 无氢键。