分子晶体和原子晶体解析

分子晶体和原子晶体

第一课时

教学目标

知识与技能

1、了解分子晶体的概念

2、了解冰、二氧化碳的晶体结构及晶体中分子间作用力类型

3、掌握分子晶体关于熔、沸点等方面的物理性质

过程与方法

联系旧知识，学习新知识，通过列举各种晶体及其特征，达到逐个掌握的目的

情感、态度与价值观

通过对水结冰密度减小这一学生已知事实的讲解，激发学生探究物质内部结构奥秘的兴趣

教学重点

分子晶体的概念、结构特点

教学难点

氯键对冰晶体结构和性质的影响

教学过程

【问题讨论】雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体，是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由。

雪花、冰糖、食盐、水晶都是晶体。

电木不是晶体。它是高聚物，无固定的熔点。

【阅读】教材P 66碘晶胞、P 70干冰晶胞

这两个晶胞有何共同点？

组成这两个晶胞的微粒都是分子。

【师】这节课我们来学习第二节——分子晶体和原子晶体

【板书】第二节——分子晶体和原子晶体

一、分子晶体

1．定义：只．含有分子的晶体。 【师】1、既然组成分子晶体的微粒都是分子，那这些微粒之间存在着哪些作用呢？ 范德华力（分子间作用力）与氢键

2、据此，可推断出分子晶体有哪些特点？

熔、沸点低、硬度小

【板书】2．分子晶体的特点

有单个分子存在，化学式就是分子式。熔、沸点低、硬度小，易升华。

【师】根据分子晶体的概念，哪些物质的晶体属于分子晶体呢？

【板书】3．分子晶体的形成

⑴所有非金属气态氢化物。

⑵多数非金属单质。如卤素(X2)、氧(O2)、氢(H2)、氮(N2)、白磷(P4)、硫(S8)、C60等。

⑶多数非金属氧化物。如：CO2、P4O6、P4O10、SO2等。

⑷所有的酸。

⑸绝对大多数有机物。

【师】下面，我们来看一下分子晶体都有哪些物理性质。

【板书】4．分子晶体的物理性质

⑴分子晶体不导电。

【师】物质导电的条件是存在自由移到的电子或离子。由于构成分子晶体的粒子都是分子，不管是晶体还是晶体熔化成的液体，都没有带电荷的离子存在。因此，分子晶体及它熔化成的液体都不导电（但碲能导电）。分子晶体溶于水时，有的能导电（如：HCl），有的不能导电（如：CH3CH2OH）。

【板书】⑵分子晶体的溶解性和熔、沸点。

【师】组成分子的分子不同，分子晶体的性质也不同。如在溶解性以及熔沸点上，不同晶体之间存在着较大的差异。

【板书】溶解性：相似相溶、氢键；

熔、沸点：氢键、分子间作用力、分子的极性。

5．分子晶体的结构特征和结构模型

⑴如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。如干冰晶体。

⑵如果分子间还有其他作用力，如存在氢键的分子晶体，由于氢键具有方向性，必然要对这些分子的堆积方而成的晶体的构型产生影响。如晶体冰。

⑶干冰的晶体模型

【师】提问：

1、与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有多少个？

2、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？

3、干冰晶体中，CO2分子的排列方向有几种？

答案：1、12个；2、4个；3、4种（顶点一种，三个面心各一种）。

【板书】⑷冰晶胞模型

【师】由上图可以看出，每个水分子最多可以形成4个氢键（每个H原子各1个，O 原子两个）。氢键对冰晶体结构的影响是很明显的。在整个冰的晶体结构中，每个H原子都参与了氢键的形成，这是因为它服从“最大限度生成氢键原理”，尽可能多地生成氢键，可以最大限度地降低体系的能量，以增强晶体结构的稳定性。这样每个O原子周围都有4个H原子，由图可以看出，2个H原子距O原子较近，以共价键结合；另2个H原子距O原子较远，则以氢键相连。O的配位数为4，为了形成较稳定的车面体结构，水分子中原有的键角（105º）也稍有扩张，使各键之间都形成正四面体角（109º28¹）。这种结构是比较疏松的，因此冰表现出密度比水小的特殊性质。当冰熔化成水时，部分氢键遭破坏，而水中仍然保持有许多运动自由的以氢键构成的水分子小集团，且不断变动改组。由于这些小集团可以堆积得较为紧密，因而冰熔化时体积反而缩小。冰的结构属于六方晶系，从冰的这种六方晶系模型出发，即不难推想出雪花为六角晶形由来的基本内在因素。

【总结】本节课我们主要学习了分子晶体的概念、组成及结构特点，大家不但要能从晶体类型来判断它的物理性质，而且要能根据该物质的物理性质来判断其晶体类型。

【随堂练习】

1、四氯化硅的结构和四氯化碳类似，对其性质的推断，正确的是：

①四氯化碳晶体是分子晶体；②通常情况下为液态；③熔点高于四氯化碳；④属于正四面体的分子构型。

其中正确的是（）

A．仅有①②③④B．仅有①④C．仅有②③④D．①②③④

2、HgCl2的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点是227℃，熔融状态的HgCl2不能导电，HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，由下列关于HgCl2的叙述中正确的是（）

①属于共价化合物；②属于离子化合物；③属于非电解质；④属于弱电解质。

A．①③B．①④C．②③D．②④

3、右图所示为干冰晶胞。观察图形，试说明每个CO2分子

周围有个与之紧邻等距离的CO2分子；在晶胞中截取一个最小的正方形，使正方形的四个顶点都落到CO2分子的中心，则这个正方形平面上，有个CO2分子。

4、白磷分子（P4）如右图所示，则31 g白磷

分子中存在共价键的数目为（）

A．4N A B．N A C．105N A D．0.25N A

5、1996年的诺贝尔贝尔奖授予三位发现C60的化学家。现已知C60属于晶体，其分子中只含有正五边形和正六边形，且每