第二节-第1课时-分子晶体-学案-答案

第二节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体

学业要求素养对接

1.借助分子晶体模型认识分子晶体的结

构特点。

2.能够从范德华力、氢键的特征，分析

理解分子晶体的物理特性。

微观探析：分子晶体的结构特点。

模型认知：建立分子晶体模型，并利用

分子晶体模型进行相关计算。

[知识梳理]

一、分子晶体的结构与物质类别

1.分子晶体的结构特点

(1)构成微粒及作用力

分子晶体

⎩

⎨

⎧构成微粒：分子

微粒间的作用力：分子间作用力

(2)堆积方式

分子间

作用力

堆积方式实例范德华力

分子采用密堆积，

每个分子周围有12个紧邻的分子

如C60、干冰、I2、

O2范德华

力、氢键

分子不采用密堆积，

每个分子周围紧邻的分子少于12个

如HF、NH3、冰2.分子晶体与物质的类别

物质种类实例

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

二、两种典型的分子晶体的组成和结构

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CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。

(2)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。

[自我检测]

1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。

(1)分子晶体内只有分子间作用力。()

(2)分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高。()

(3)分子晶体中分子间氢键越强，分子越稳定。()

(4)冰晶体融化时水分子中共价键发生断裂。()

(5)水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键。()

(6)由极性键形成的分子可能是非极性分子。()

(7)水和冰中都含有氢键。()

(8)分子晶体中一定存在范德华力，可能有共价键。()

答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)√(8)√

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.NH3、P4、C10H8

B.PCl3、CO2、H2SO4

C.SO2、SiO2、P2O5

l4、H2O、Na2O2

解析A中，P4(白磷)为单质，不是化合物；C中，SiO2为共价晶体；D中，Na2O2是离子化合物、离子晶体。

答案 B

学习任务一分子晶体及其判断

【合作交流】

我们知道水是由H2O组成的，水在液态、固态时H2O排列不规则，只有当水降温成固体H2O的排列才变的有规则。此时，固态的冰我们把它称为分子晶体。请列举判断物质是否为分子晶体的方法？

提示(1)可以根据物质的类别判断晶体是否为分子晶体；(2)可以根据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断是否为分子晶体，构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力；(3)可以根据晶体的特征性质判断晶体是否为分子晶体：①熔、沸点和硬度：分子晶体的熔、沸点较低，硬度小；②导电性：分子晶体不导电，部分溶于水导电。

【点拨提升】

1.分子晶体的定义

分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。如：干冰、碘晶体、冰等。构成分子晶体的粒子只有分子。

特别提醒稀有气体单质是由原子直接构成的分子晶体，无化学键，晶体中只有分子间作用力。

2.常见的典型的分子晶体

(1)所有非金属氢化物，如水、氨、甲烷等；

(2)部分非金属单质，如卤素(X2)、O2、S8、P4、C60等；

(3)部分非金属氧化物，如CO2、SO3、P4O10等；

(4)几乎所有的酸，如HNO3、H2SO4、H3PO4等；

(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸等。

3.两种典型的分子晶胞

(1)干冰型堆积特征：分子密堆积。

(2)冰型堆积特征：四面体型。

4.晶体冰中有关氢键的易错点

(1)晶体冰中每个水分子可以与紧邻的4个水分子形成氢键(不是2个)；每个水分子平均形成2个氢键(不是4个)。

(2)冰晶胞的结构和金刚石的晶胞结构相似，每个晶胞平均拥有8个水分子。晶体中C、O均采用sp3杂化，均与4个其他原子形成四面体结构单元，因此，冰晶胞的结构与金刚石的晶胞结构有一定的相似性。

(3)冰、氢氟酸中均有氢键，且O—H…O比F—H…F弱，但水的沸点更高，其原因是平均每个水分子形成的氢键数比HF多。

(4)晶体冰的密度比液态水的小。这是因为晶体冰中水分子形成的氢键具有方向性和饱和性，使得冰晶体中水分子的空间利用率变小。

【例1】某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：

根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是()

A.NaCl、MgCl2、CaCl2

B.AlCl3、SiCl4

C.NaCl、CaCl2

D.全部

解析由分子构成的晶体，分子与分子之间靠分子间作用力聚集在一起，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔、沸点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸点很高，很明显不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4熔、沸点较低，应为分子晶体，B正确，A、C、D错误。