2023春化学苏教版选择性必修二 3.4.2 分子晶体 混合型晶体 课件（共24张ppt）

(共24张PPT)
专题3　微粒间作用力与物质性质　第四单元　分子间作用力　分子晶体
第2课时　分子晶体　混合型晶体
核心
素养
学习
目标
借助分子晶体模型认识晶体的结构特点。
构建分子晶体模型，并能用模型认识分子晶体的结构特点，说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。
如图是干冰(CO2)分子晶体的结构模型。通过学习有关分子间作用力的知识，你知道下列问题的答案吗？
活动探究
1．构成分子晶体的微粒是什么？分子晶体中微粒间的作用力是什么？
提示：分子；分子间作用力。
2．分子晶体有哪些共同的物理性质？为什么它们具有这些共同的物理性质？
提示：熔点较低，硬度较小；分子晶体由于以比较微弱的分子间作用力相结合，故具有这些共同的物理性质。
3．干冰晶胞中含有CO2分子的数目是多少？配位数是多少？距离CO2分子最近的CO2分子是几个？
提示：4；12；12。
1．石墨晶体的结构
(1)石墨晶体是______结构，在每一层内，碳原子排列成________，一个个六边形排列成平面的网状结构，每一个碳原子都跟其他_____个碳原子相结合。
(2)在同一层内，相邻的碳原子以________相结合，每一个碳原子的一个未成对电子形成________键。
(3)层与层之间以________________相结合。
层状
[思考交流]
六边形
3
共价键
大π
分子间作用力
2．石墨的晶体类型和性质
(1)类型：石墨晶体中既有__________，又有__________，同时还有金属键的特性，是一种________晶体。
(2)性质：熔点高，质软，具有导电性。
共价键
范德华力
混合
1．分子晶体
定义 分子通过分子间作用力结合构成的固态物质
构成微粒 分子或原子
微粒间作用力 分子间作用力(范德华力，部分晶体还有氢键)
典型分子晶体 (1)多数非金属单质：X2(卤素单质)、O2、H2、P4、单质硫、C60、稀有气体、红磷等；
(2)非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、PH3、HX(卤化氢)等；
(3)多数非金属氧化物：CO2、SO2、SO3、NO2、P4O6等；
(4)含氧酸：H2CO3、HNO3、H2SO4、H2SO3等；
(5)大多数有机物分子：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、醇、醛、羧酸、酯、氨基酸、蛋白质、糖类等
归纳总结
单质碘 干冰 冰
晶胞或结构模型
微粒间 作用力 范德华力 范德华力 范德华力和氢键
晶胞微粒数 4 4 －
配位数 － 12 4
2．三种典型的分子晶体
(1)分子晶体由于以比较弱的分子间作用力相结合，因此一般熔点较低，硬度较小。
(2)对组成和结构相似，晶体中又不含氢键的分子晶体来说，随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔、沸点升高。
[名师点拨]
分子间只存在范德华力的分子晶体服从紧密堆积排列原理；分子间存在氢键的分子晶体，由于氢键具有方向性，故不服从紧密堆积排列原理。
3．分子晶体的物理性质
1．下列有关分子晶体的说法中，正确的是(　　)
A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
B．分子晶体中，共价键越强，键能越大，熔点越高
C．冰融化时水分子内的共价键发生断裂
D．在冰的晶体结构中由于氢键的存在，其熔点较高
巩固练习
D
【解析】分子间作用力的大小决定分子的物理性质，而分子的稳定性则取决于化学键的强弱，故A、B项错误；冰融化时克服范德华力和氢键，水分子内的共价键没有断裂，故C项错误；在冰的晶体结构中存在分子间氢键，使其熔点较高，故D项正确。
2．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．分子间一定存在范德华力
C．分子间一定存在氢键
D．其结构一定不能由原子直接构成
B
【解析】稀有气体分子组成的晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，且分子为单原子分子，故A、D项错误；分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较大的N、O、F原子结合的氢原子的分子间或者分子内，所以B项正确，C项错误。
3．石墨晶体中层与层、同层原子间的主要作用力分别是(　　)
A．范德华力，范德华力
B．共价键，范德华力
C．范德华力，共价键
D．共价键，共价键
C
C60结构，又称为巴基球、足球烯，它是一个由60个碳原子结合形成的稳定分子，英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托勾画出的C60的分子结构，富勒的启示起了关键性作用，因此他们一致建议，将其命名为富勒烯。科研人员应用电子计算机模拟出来类似C60的物质N60，试据此回答下列几个问题：
(1)N60在水中的溶解性能是什么？晶体类型是什么？
提示：C60是一种单质，属于分子晶体，而N60类似于C60，所以N60也是单质，属于分子晶体，即具有分子晶体的一些性质，如硬度较小，熔、沸点较低。单质一般是非极性分子，难溶于水这种极性溶剂。
能力提升
(2)N60与N2的熔点谁的更高？稳定性呢？
提示：由于分子晶体相对分子质量越大，熔、沸点越高，所以N60的熔点高于N2。N2分子以N≡N键结合，N60分子中只存在N—N键，而N≡N键比N—N键牢固得多，所以N2的稳定性高于N60。
1．分子在固态时一般为分子晶体具有分子晶体的通性。
2．一般来说，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高。
3．分子的稳定性取决于分子中化学键的键能，一般来说，键能越大，分子越稳定。
归纳总结
1．比较下列化合物熔、沸点的高低(填“>”或“<”)。
①CO2________SO2；②NH3________PH3；
③O3________O2；④Ne________Ar；
⑤CH3CH2OH________CH3OH。
2．已知AlCl3为分子晶体。设计实验判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物：
___________________________________________________________________。
在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电是共价化合物
【解析】若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物，可测其在熔融状态下是否导电，不导电则是共价化合物，导电则是离子化合物。
举一反三
＞
＜
＞
＞
＜
1．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．固态氖
C．磷 D．三氧化硫
【解析】固态氢由H2分子构成，磷由磷分子构成，三氧化硫由SO3分子构成，只有固态氖直接由Ne原子构成。
当堂检测
B
2．下列分子晶体的熔、沸点高低的比较中，正确的是(　　)
A．Cl2>I2 B．SiCl4>CCl4
C．NH3晶体碘
【解析】A、B选项属于无氢键存在且分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔、沸点高；C选项属于有氢键存在具分子结构相似的情况，存在氢键的熔、沸点高；D选项，晶体碘常温下是固体，二氧化碳常温下是气体，晶体碘的熔、沸点高。
B
3．如图所示，甲、乙、丙分别表示C60、二氧化碳、碘晶体的晶胞结构模型。
请回答下列问题：
(1)C60的熔点为280 ℃，从晶体类型来看，C60属于________晶体。
(2)二氧化碳晶胞中显示出的二氧化碳分子数为14，实际上一个二氧化碳晶胞中含有_____个二氧化碳分子，二氧化碳分子中σ键与π键的个数比为________。
4
1∶1
分子
3．如图所示，甲、乙、丙分别表示C60、二氧化碳、碘晶体的晶胞结构模型。
请回答下列问题：
(3)①碘晶体属于________晶体。
②碘晶体熔化过程中克服的作用力为__________________。
③假设碘晶胞中长方体的长、宽、高分别为a cm、b cm，c cm，阿伏加德罗常数
的值为NA，则碘晶体的密度为________g·cm－3。
分子
分子间作用力
【解析】(1)C60不属于空间网状结构，熔、沸点低，为分子晶体。
(2)二氧化碳晶胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的顶点和面心位置，则晶胞中含有二氧化碳的分子数为8×＋6×＝4，二氧化碳的结构式为O==C==O，每个分子中含有2个σ键和2个π键，所以σ键与π键的个数比为1∶1。
(3)观察碘晶胞不难发现，一个晶胞中含有碘分子数为8×＋6×＝4，即含有8个碘原子。一个晶胞的体积为abc cm3，其质量为 g，则碘晶体的密度为 g·cm－3。
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