分子晶体
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1.晶体与非晶体的严格判别可采用 ( ) A.有否自范性 B.有否各向同性 C.有否固定熔点 D.有否周期性结构
第二节 分子晶体
一、分子晶体
1. 概念
构成晶体的粒子是分子,粒子 间以分子间作用力(范德华力, 氢键)相互作用的晶体叫分子晶 体。
分子内部原子间是以共价键相结合
分子晶体有哪些物理特性,为什么?
(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 )
《晶体常识》答案
1-5 B AB AD B B 6-10 AC C D C D 11-15 AD C B AD A 16-20 C C C C C 21-25 C B C C AB 26-30 B C D B B 31BD 32BC
对于分子晶体,面心立方的晶胞呈现密堆积 的结构。
每个晶胞独立占有的分子数为4个。
科学视野 天然气水合物——一种潜在的能源
笼状化合物
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”………
P4O6, P4O10 (SiO2原子晶体)
(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 除有机盐以外:醋酸钠、苯酚钠之类的盐属于离子晶体 (6)根据题目信息:如熔沸点较低、易挥发、常温为液态
(Hg除外)、熔融状态不导电等
(3)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃, 沸点为103℃,易溶于非极性溶剂。据此可判 断Fe(CO)5 为 ________(共价、离子)化合 物。
小节:
1. 分子晶体:由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相 互吸引。
2. 分子晶体特点:低熔点、升华、硬度很小等。 3. 常见分子晶体分类:(1)所有非金属氢化物 (2)部分非 金属单质, (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱 和盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。
晶体分子结构特征
干冰晶体结构
碘晶体结构
干冰的晶体结构图
分子的密堆积
(与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 )
分子的密堆积
氧(O2)的晶体结构
碳60的晶胞
(与每个分子距离最近的相同分子共有12个 )
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
比较干冰与冰:
分子间 紧邻 外观 作用力 分子数
图
图
Ⅲ (1) sp3
1
2
(2) ①3d54s1 ② BD
《晶体常识》二卷
1.①②(已告诉是雪花)③ ⑤⑥⑦⑨
2. (1) 1s22s22p63s23p63d10 4s1或[Ar] 3d104s1
(2)大
(3)sp3
(4)①③; a
3. (1)
第二周期、第ⅦA族
(2) Na+
(3)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
4. (1)Si Na P N
2. 物理特性:
(1)较低的熔点和沸点,易升华;易挥发; (2)较小的硬度;易压缩 (3)一般都是绝缘体,固态、熔融状态均不
导电。 (4)一般符合相似相溶的原理
本质原因:分子间作用力较弱
3. 典型的分子晶体:
(1)所有非金属氢化物:H2O,H2S,NH3, CH4,HX
(2)部分非金属单质:X2,O2,H2, S8,P4, C60 、Si60、 He Ne Ar Kr Xe(单原子分子,无化学键) C的单质金刚石、石墨(混合型晶体) 硅、硼均为原子晶体 (3)部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2,
(2) HNO3 NaOH (3) F F
(4)高 因为NH3分子间形成氢键 【补充】2Na+2NH3═2NaNH2+H2↑
(5) 26 四 VIII d 3d64s2
(6)
泡利 洪特源自文库
(7)
5.Ⅰ AC Ⅱ (1) 四 IVB
[Ar]3d24s2 或 1s22s22p63s23p63d24s2 (2) 2
硬度 熔点 密度
干 冰 很像冰 范德华力 12 与冰相似 低 大
范德华力
冰
4
氢键
高小
4. 晶体结构特征
(1)密堆积 只有范德华力,无分子间氢键——分子
密堆积。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)。
(1)FeCl3常温下为固体,熔点282℃,沸点 315℃,在300℃以上易升华。易溶于水,也易 溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化 铁晶体中存在的微粒间作用力有________。
[思考]:①分子晶体中是否一定有化学键? 不一定 ②分子晶体熔化是否一定破坏化学键? ③分子晶体中分子间作用力越大,是否越稳定? ④分子晶体中是否存在单个的小分子?一定存在 ⑤分子晶体中微粒间作用力?
H2O和H2S谁更稳定,原因?
2.下列物质呈固态时必定属于分子晶体的是
D( )
A.非金属氧化物 B.金属氧化物 C.非金属单质 D.常温下呈气态的物质
离子和原子晶体的熔沸点都很高,常温下不可能为气体 而金属晶体中25°的时候只有Hg是液体,都没有气体 所以就只剩下分子晶体了
观察与思考: 下列两种晶体有什么共同点?
分子晶体熔化一般只破坏分子间作用力
S8是分子晶体。温度较高时,分子较大的S8 发生断裂,成为小分子S4、S2,甚至S原子。 分子晶体并不代表融化时不会发生化学反应,关 键看物质的稳定性。一般的分子晶体熔化,只是 范德华力的原因,但是不排除发生化学键断裂的 可能性。
分子稳定的原因 共价键的强弱
第二节 分子晶体
一、分子晶体
1. 概念
构成晶体的粒子是分子,粒子 间以分子间作用力(范德华力, 氢键)相互作用的晶体叫分子晶 体。
分子内部原子间是以共价键相结合
分子晶体有哪些物理特性,为什么?
(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 )
《晶体常识》答案
1-5 B AB AD B B 6-10 AC C D C D 11-15 AD C B AD A 16-20 C C C C C 21-25 C B C C AB 26-30 B C D B B 31BD 32BC
对于分子晶体,面心立方的晶胞呈现密堆积 的结构。
每个晶胞独立占有的分子数为4个。
科学视野 天然气水合物——一种潜在的能源
笼状化合物
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”………
P4O6, P4O10 (SiO2原子晶体)
(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 除有机盐以外:醋酸钠、苯酚钠之类的盐属于离子晶体 (6)根据题目信息:如熔沸点较低、易挥发、常温为液态
(Hg除外)、熔融状态不导电等
(3)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃, 沸点为103℃,易溶于非极性溶剂。据此可判 断Fe(CO)5 为 ________(共价、离子)化合 物。
小节:
1. 分子晶体:由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相 互吸引。
2. 分子晶体特点:低熔点、升华、硬度很小等。 3. 常见分子晶体分类:(1)所有非金属氢化物 (2)部分非 金属单质, (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱 和盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。
晶体分子结构特征
干冰晶体结构
碘晶体结构
干冰的晶体结构图
分子的密堆积
(与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 )
分子的密堆积
氧(O2)的晶体结构
碳60的晶胞
(与每个分子距离最近的相同分子共有12个 )
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
比较干冰与冰:
分子间 紧邻 外观 作用力 分子数
图
图
Ⅲ (1) sp3
1
2
(2) ①3d54s1 ② BD
《晶体常识》二卷
1.①②(已告诉是雪花)③ ⑤⑥⑦⑨
2. (1) 1s22s22p63s23p63d10 4s1或[Ar] 3d104s1
(2)大
(3)sp3
(4)①③; a
3. (1)
第二周期、第ⅦA族
(2) Na+
(3)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
4. (1)Si Na P N
2. 物理特性:
(1)较低的熔点和沸点,易升华;易挥发; (2)较小的硬度;易压缩 (3)一般都是绝缘体,固态、熔融状态均不
导电。 (4)一般符合相似相溶的原理
本质原因:分子间作用力较弱
3. 典型的分子晶体:
(1)所有非金属氢化物:H2O,H2S,NH3, CH4,HX
(2)部分非金属单质:X2,O2,H2, S8,P4, C60 、Si60、 He Ne Ar Kr Xe(单原子分子,无化学键) C的单质金刚石、石墨(混合型晶体) 硅、硼均为原子晶体 (3)部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2,
(2) HNO3 NaOH (3) F F
(4)高 因为NH3分子间形成氢键 【补充】2Na+2NH3═2NaNH2+H2↑
(5) 26 四 VIII d 3d64s2
(6)
泡利 洪特源自文库
(7)
5.Ⅰ AC Ⅱ (1) 四 IVB
[Ar]3d24s2 或 1s22s22p63s23p63d24s2 (2) 2
硬度 熔点 密度
干 冰 很像冰 范德华力 12 与冰相似 低 大
范德华力
冰
4
氢键
高小
4. 晶体结构特征
(1)密堆积 只有范德华力,无分子间氢键——分子
密堆积。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)。
(1)FeCl3常温下为固体,熔点282℃,沸点 315℃,在300℃以上易升华。易溶于水,也易 溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化 铁晶体中存在的微粒间作用力有________。
[思考]:①分子晶体中是否一定有化学键? 不一定 ②分子晶体熔化是否一定破坏化学键? ③分子晶体中分子间作用力越大,是否越稳定? ④分子晶体中是否存在单个的小分子?一定存在 ⑤分子晶体中微粒间作用力?
H2O和H2S谁更稳定,原因?
2.下列物质呈固态时必定属于分子晶体的是
D( )
A.非金属氧化物 B.金属氧化物 C.非金属单质 D.常温下呈气态的物质
离子和原子晶体的熔沸点都很高,常温下不可能为气体 而金属晶体中25°的时候只有Hg是液体,都没有气体 所以就只剩下分子晶体了
观察与思考: 下列两种晶体有什么共同点?
分子晶体熔化一般只破坏分子间作用力
S8是分子晶体。温度较高时,分子较大的S8 发生断裂,成为小分子S4、S2,甚至S原子。 分子晶体并不代表融化时不会发生化学反应,关 键看物质的稳定性。一般的分子晶体熔化,只是 范德华力的原因,但是不排除发生化学键断裂的 可能性。
分子稳定的原因 共价键的强弱