(整理)分子晶体学案

《第二节分子晶体与原子晶体》第一课时导学案
编制：秦艳审阅：王召栋
【学习目标】
1.了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点。

2. 理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。

3.知道一些常见的属于分子晶体的物质类别，激发学习兴趣。

【自主学习】
自然界中存在的“热胀冷缩”是我们熟悉的物理规律。

但你也一定注意过，冬天冰总是浮在水面上的现象。

这说明液态水变成固态后密度变小。

你一定想知道水在结冰的过程中水分子之间发生了什么变化吧？那就让我们进入本节“分子晶体”的学习吧！
预习思考：1.试着说说什么叫分子晶体？
2.你能说出分子晶体中存在哪些相互作用力吗？其中分子晶体的形成主要通过什么相互作用？
3.通过阅读教材P65表3-2，对于分子晶体的性质你有何感想？
4.你能列举出在常见物质中，哪些属于分子晶体吗？
5.你能准确描述“分子密堆积”的涵义吗？
6.阅读教材P65-66你能否解释冰的密度小于液态水的原因？
7.阅读教材P67-68“科学视野”，对于“可燃冰”你有何感想？
预习检测：下列关于水分子的说法正确的是（）
A.水分子是直线型的，所以是非极性分子。

B.水结冰时水分子间可能形成了新的共价键。

C.冰融化时要吸收较多热量是因为水分子内O—H键键能大的原因。

D.水结冰时分子间距离变大了。

【合作探究】
1.阅读探究
探究一：
讨论：分子晶体融化和破碎时，破坏的是什么作用力？
探究二：分子晶体的物理性质
结论：
﹡决定分子晶体物理性质的因素是：
探究三：分子晶体与物质类别：（阅读P第二自然段）
2. 晶体碘在升华时被破坏的相互作用力是，未被破坏的相互作用力是。

冰在融化时被破坏的相互作用力是，未被破坏的相互作用力是。

3.下列化学式所对应物质形成的晶体是分子晶体的有（）
①CH3COOH ②Ar③S ④P4 ⑤NaCl ⑥H2SO4⑦NH4Cl ⑧C70
4.二氧化硅晶体熔点1723℃，沸点2230℃。

据此判断二氧化硅晶体是否是分子晶体？
5.讨论归纳：判断某晶体是否是分子晶体可以通过。

【解惑提高】
1．探究分子晶体的结构特征
⑴密堆积：意思是微粒间的作用力使微粒间尽可能地相互接近，使它们占有最小的空间。

干冰的结构模型(晶胞)
⑵如果分子间作用力只是范德华力——干冰的晶体结构如上图
晶体中分子堆积方式为____________________
个紧邻的分子。

水分子中的氢键
⑶分子间还有其他作用力——冰的晶体结构
①在冰的晶体中，H2O之间的主要作用力是__________，当然也存在_________________，但_________对冰的的结构起决定作用。

②冰晶体结构对其密度的影响
氢键有______性，氢键的存在迫使在___________________的每个水分子与___________________方向的______个相邻水分子互相吸引。

这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率_______，分子间有相当大的空隙，因此冰的密度反而比液态水的小。

当冰晶体受热融化时，部分氢键被破坏，冰的结构部分解体，水分子间的空隙______，水的密度反而______。

超过40C时，由于分子热运动加剧，导致分子间距离增大，密度逐渐减小。

所以40C时，水的密度______。

2. 分子晶体熔沸点的比较规律
（1）组成和结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，相对分子质量越____，范德华力越____，物质的熔、沸点就越____，如熔、沸点：CH4___SiH4___GeH4___SnH4（填“﹥”、“﹤”或“＝”）
（2）少数以氢键作用形成的分子晶体，比一般的分子晶体的沸点要_____，如沸点：HF____HCl；H2O____ H2S；NH3____ PH3。

（填“﹥”、“﹤”或“＝”）
（3）相对分子质量相同或相近，分子极性越_____，其熔、沸点就越_____，如熔、沸点：CO___N2，CH3OH___CH3CH3。

（4）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，一般支链越_____，范德华力越_____，熔、沸点_____，如熔、沸点：正戊烷___异戊烷___新戊烷。

（填“﹥”、“﹤”或“＝”）
例1、干冰晶体是面心立方结构，如图所示，若干冰晶体的晶胞棱长为a，则在每个CO2分子周围与其相
a的CO2分子有（）
距
2
A、4个
B、8个
C、12个
D、6个
例2、下列分子晶体，关于熔沸点高低叙述中，正确的是（）
A、Cl2＞I2
B、SiCl4＞CCl4
C、NH3＜PH3
D、C(CH3)4＞CH3(CH2)3CH3
【练习检测】
1. 下列有关分子晶体的说法中正确的是（）
A.分子内均存在共价键
B.融化时破坏的一定有范德华力
C.融化时也可能破坏了共价键
D.其结构一定为分子密堆积
2.下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是（）
A.固态氢
B.固态氩
C.硫磺
D.磷
3.下列属于分子晶体的是（）
A、熔点1070°C ，易溶于水，水溶液能导电
B、能溶于CS2，熔点112.8°C ,沸点444.6°C
C、熔点1400°C ，可做半导体材料
D、熔点97.81°C ，质软，导电，密度0.97g·cm-3
4.下列事实与氢键有关的是（）
A.水加热到很高的温度都难于分解
B.H2O、H2S、H2S e、H2Te的热稳定性依次减弱
C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的沸点随相对分子质量的增大而升高
D.冰的密度比液态水小
5.分子晶体具有的本质特征是（）
A.组成晶体的基本构成微粒是分子
B.熔融时不导电
C.晶体内微粒间以分子间作用力相结合
D.硬度很小
6.HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒液，已知HgCl2的熔点是277℃，熔融状态的HgCl2
能导电，HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，则下列关于HgCl2的叙述不正确的是（）
A.是电解质HgCl2
B. HgCl2是盐，属于离子化合物
C. HgCl2固体是分子晶体
D. HgCl2是盐，属于共价化合物
7. 干冰的晶胞结构示意图如图所示，在一定温度下，用X射线衍射法测定干冰晶胞（晶体中最小的重复单
位）边长为acm，回答下列问题
（1）下列有关干冰的说法正确的是（）
A.在该晶胞中二氧化碳分子位于立方体的顶点和棱边上
B.在干冰晶体中，二氧化碳分子间存在范德华力和氢键
C.在干冰晶体中，两个二氧化碳分子间的最近距离即为晶
胞的边长a
D.在干冰晶体中与每个二氧化碳分子等距离紧邻的有12个
二氧化碳分子
（2）已知二氧化碳的相对分子质量为M，阿伏伽德罗常数为N A，该温度下干冰的密
度为
8.右图为冰的一种骨架形式，以此为单位向空间延伸.请问1mol冰中含氢键（）mol
A.2
B.4
C.8
D.12
9.据报道科研人员用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。

已知①N60分子中每个氮原子均以N—N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构；②N—N键的键能为167kJ/mol。

请回答下列问题。

⑴N60分子组成的晶体为晶体，其熔、沸点比N2（填“高”或“低”），原因是。

⑵1molN60分解成N2时吸收或放出的热量是kJ/mol（已知N三N键键能为942
kJ/mol），表明稳定性N60（填“＞”、“＜”或“＝”）N2
⑶由⑵列举N60的用途（举一列）。