分子晶体教学案

第三章物质的聚集状态与物质性质

第3节第2课时：分子晶体

【学习目标】

1、了解典型晶体干冰的结构和性质，理解分子晶体的空间结构特点及微粒的堆积方式，认识由共价键构成的晶体与由分子间作用力构成的晶体的区别。

2、识别和描述碘、二氧化碳等分子晶体的结构与性质

3、运用模型方法和类比方法，掌握区分不同类型晶体的方法。

【课堂讨论区】

一、分子晶体及结构特点

【问题组1】观察干冰晶体的立体结构并思考

1、构成干冰晶体的微粒是什么？微粒间的作用力是什么？

2、干冰晶体存在哪些作用力？

【总结】

分子晶体

1、定义：分子之间通过分子间作用力结合形成的晶体。

2、构成微粒：分子

3、微粒间作用力：分子间作用力范德华力（所有分子之间）：没有方向性和饱和性

氢键（少数）：有方向性和饱和性

注意：①原子通过共价键形成分子（共价键影响分子稳定性），分子作为基本的构成微粒，通过分子间作用力形成分子晶体。

②稀有气体形成分子晶体只存在范德华力没有共价键

4、分子间作用力的特征：①广泛存在于分子间；②只有分子充分接近时才有分子间作用力；③分子间作用力远小于化学键，化学键存在于离子、原子之间，键能大小为120~800kJ•mol－1。分子间作用力存在于分子间，通常每摩尔为几到几十千焦。

5、分子晶体的类别：

所有的非金属氢化物：部分非金属单质：

部分非金属氧化物: 部分非金属过氧化物：

几乎所有的酸：绝大多数有机物：

非金属卤化物：非金属硫化物：

部分金属氯化物：

【问题组2】

1、二氧化碳分子在晶胞中的位置？

2、干冰的晶胞属于哪种类型？一个晶胞中含有几个分子？每个CO2分子周围有几个距它最近的分子？

3、碘晶体的晶胞是什么结构？碘分子位于晶胞的什么位置？

4、分析氧晶体结构、C60晶体结构、冰晶体结构，哪些采取紧密堆积方式排列，哪些采取非紧密堆积排列方式，为什么？

碳60的晶胞

（与每个分子紧邻的相同分子共有12个）

冰中１个水分子周围有４个水分子

典型分子晶体的结构分析

（1）干冰：干冰晶体呈面心立方最密堆积，是个立方体。每个晶胞有个CO2分子，每个CO2周围等距离的最近的CO2分子有个。

（2）碘晶体：碘晶体的晶胞呈长方形，每个晶胞实际拥有个I2分子。

(3) 冰晶体：每个水分子与周围个水分子结合配位数为，每个水分子的氧原子周围有4个氢原子，其中个共价键，个氢键。

【归纳总结】

微粒堆积方式

1、若分子间只有范德华力，无分子间氢键，则分子晶体的微粒排列时尽可能采取紧密堆积方式

如：C60、干冰、O2等

2、若分子间存在氢键，由于氢键具有方向性和饱和性，则晶体就不能采用紧密堆积方式.

如：HF 、冰、NH3

3

氧（O2）的晶体结构

水分子之间的主要作用力是 ，由于氢键具有 ，故在冰的每个水分子周围只有 紧邻的水分子 几种晶体结构的比较

二、分子晶体结构与分子晶体物理性质的关系 【问题组3】表： 分子晶体 熔点/℃

沸点/℃ 分子晶体 熔点/℃ 沸点/℃ F 2 -219.6 -188.1 CF 4 -183.6 -128 Cl 2 -101 -34.6 CCl 4 -22.9 76.7 Br 2

-7.2

28.8

CBr 4

90

190.5

1、分析影响分子晶体的熔沸点高低的原因是什么？

2、如何比较表中各物质熔沸点的变化规律？

单质碘

干冰

冰

晶胞或结构模型

微粒间作用力

_____ ____ __________ _____ ___和__ __

晶胞微粒数 _ __ ___ _

配位数

__ __

__ __

3、对组成和结构相似的分子，分子间氢键对物质的熔沸点有何影响

4、对组成和结构相似的分子，分子内氢键对物质的熔沸点有何影响？

5、根据课本P90页表3-3-4部分烷烃的物理性质，你能得到什么结论，

为什么熔沸点正戊烷大于异戊烷大于新戊烷，你又能得到什么规律呢？

【归纳总结】

分子晶体的物理性质

1、一般分子晶体的熔点和沸点较低，硬度较小，较强的挥发性（分子晶体熔化、升华、挥发破坏分子间作用力，分子间作用力是一种弱作用力）

2、对组成和结构相似不含氢键的晶体来说：相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点越高。

分子量相等或相近，极性分子的范德华力大，熔沸点高，

3、对组成和结构相似含有氢键的晶体来说，

分子间氢键使分子间作用力增大，物质的熔沸点升高。

分子内氢键使分子间作用力减小，物质的熔沸点降低。

4、对于组成和结构相似的烃分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。相对分子质量相同，质量越多熔沸点越低。

5、分子晶体固态或熔融态不导电，溶于水部分导电(破坏共价键)

【学以致用】1、下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是（）

A、非金属单质

B、非金属氧化物

C、含氧酸

D、金属氧化物

2、水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是—60.7°C，引起这种差异的主要原因是（）

A．范德华力B．共价键C．氢键D．相对分子质量

【整合提升】

比较下列晶体：①金刚石②NaF ③HCl ④晶体硅⑤HBr ⑥Hg ⑦KF

熔沸点的高低，说出你的判断依据。