3.2《分子晶体与共价晶体》（第1课时）课件(共36张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.2《分子晶体与共价晶体》（第1课时）课件(共36张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 14.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-23 07:03:43 | ||
图片预览
文档简介
(共36张PPT)
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
选修二
原子结构与性质
核心素养
能辨识常见的分子晶体，并能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。
能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体，理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能用均摊法对晶胞进行分析。
#0070C0
#00B0F0
观察思考
干冰晶体
干冰晶体
构成微粒
微粒间作用力 分子间
分子内
分子
范德华力
共价键
O
C
只含分子的晶体称为分子晶体。
#0070C0
#00B0F0
一、分子晶体的概念
只含分子的晶体称为分子晶体。
下列晶体中，哪些是分子晶体呢？
H2S， CH4， NaCl， NaOH， O2， N2，白磷，CO2，NO2
#0070C0
#00B0F0
二、典型的分子晶体
1. 所有非金属氢化物：H2S， CH4 ， NH3等；
2. 部分非金属单质：O2， N2 ，白磷等；
3. 部分非金属氧化物：CO2，NO2，P4O6 等；
4. 几乎所有的酸；
5. 绝大多数有机物。
#0070C0
#00B0F0
思考交流
2. 稀有气体的晶体是否含有共价键？
稀有气体是单原子分子，不存在共价键。
1. 所有的分子晶体内部都只有范德华力吗？
有的分子晶体如冰晶体，分子间还存在氢键。
#0070C0
#00B0F0
练一练
1. 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、HD、C10H18 B. PCl3、CO2、H2SO4
C. SO2、C60、P2O5 D. CCl4、Na2S、H2O2
解析 分子晶体的构成微粒为分子，分子内部以共价键结合。HD属于分
子晶体，但为单质，故A错误；
PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体，且为化合物，故B正确；
C60属于分子晶体，但为单质，故C错误；
Na2S中含有离子键，不属于分子晶体，故D错误。
B
#0070C0
#00B0F0
练一练
2. 医院在进行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2熔融状态下不导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是 ( )
A. HgCl2晶体属于分子晶体 B. HgCl2属于离子化合物
C. HgCl2属于电解质，且属于强电解质 D. HgCl2属于非电解质
解析 由HgCl2的性质可知，HgCl2晶体属于分子晶体，属于共价化合物，
是弱电解质。
B
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
下表列出了一些分子晶体的熔点，请根据表中数据分析：分子晶
体的熔点有什么特点？
分子晶体 氧气 氮气 白磷
熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2
分子晶体 硫化氢 甲烷 乙酸
熔点/℃ -85.6 -182 16.6
熔点较低；
分子晶体熔化时一般只破坏范德华力、氢键，不破坏化学键。范德华力、氢键相对化学键较弱。
为什么分子晶体的熔点比较低呢？
思考交流
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
干冰在常压下极易升华，通常用作制冷剂
舞台烟雾特效
装饰菜品
食品冷藏保鲜
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
2. 溜冰时，冰面上常常容易留下划痕，这
说明冰晶体的硬度较大还是较小？
思考交流
原因：分子间作用力较弱，容易被克服
分子晶体（如冰晶体）一般硬度比较小，如何从结构的角度进行解释呢？
说明冰晶体的硬度小
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
思考交流
构成分子晶体的微粒都是分子，熔融时没有产生自由移动的离子，因此分子晶体一般不导电。
3. 分子晶体（如乙醇）一般都是绝缘体，熔融状态下也不导电。
从结构的角度又应该如何解释呢？
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
熔沸点低
硬度小
不导电
溶解性 ——“相似相溶”
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
干冰晶体，易升华
冰晶体，不易升华，密度小于干冰
#0070C0
#00B0F0
归纳总结
(1)依据物质的类别判断
部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。
1. 分子晶体的判断方法
(2)依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断
组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。
(3)依据物质的性质判断
分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。
#0070C0
#00B0F0
归纳总结
2. 分子晶体熔、沸点高低的判断
(1)组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。
(2)组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3OH＞CH3CH3。
(3)含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S
#0070C0
#00B0F0
归纳总结
(4)对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞ ＞ 。
(5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
干冰晶胞
1. 右图中，每个干冰晶胞中有
多少个CO2分子？
4
2. 在干冰晶体中，每个CO2分子周
围等距紧邻的CO2分子有多少个？
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
干冰晶体
每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个。
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
干冰晶体
如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。
分子密堆积
C60的晶胞
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
观察思考
冰晶体中，每个水分子周围有多少个紧邻的水分子？和干冰晶体一样吗？若不一样，可能的原因是什么？
在冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。因为水分子间存在氢键，氢键具有方向性，每个水分子都与4个相邻的水分子相互吸引，构成四面体，属于非密堆积。
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
观察思考
冰晶体中1 mol H2O最多有多少mol 氢键？
冰晶体中，每个水分子与其它4个水分子形成氢键，每个氢键由2个水分子均摊，故4×1/2＝2，每个水分子平均形成2个氢键。即冰晶体1 mol H2O中最多含有2 mol氢键。
1
2
3
4
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
冬季河水结冰后，冰块往往浮在水面，为什么冰的密度比水小呢？
由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，形成空隙较大的网状体。冰融化后，分子间的空隙减小。所以冰的密度比水小，结的冰会浮在水面上。
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
（1）0-4℃时，温度升高，热运动使缔合水分子的部分氢键断裂，分子间空隙
减小，密度增大；
水的密度随温度变化的曲线如下图所示。0-4℃，水的密度随温度的升高而增大。超过4℃，水的密度随温度的升高而减小。为什么会这样呢
（2）超过4℃时，温度升高，水分子热运动速度加快，使得分子的平均距离加
大，密度减小。
资料卡片
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
微粒间作用力
微粒堆积方式
举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
范德华力
范德华力和氢键
密堆积
非密堆积
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
思考讨论
硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？
硫化氢晶体中分子之间只有范德华力，范德华力无饱和性与方向性，能够形成分子密堆积。因此，一个硫化氢分子周围有12分紧邻分子。
而冰晶体中水分子间存在氢键，氢键具有方向性，这迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键。因此，冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子。
#0070C0
#00B0F0
科学 技术 社会 P80
天然气水合物 —— 一种潜在的能源
20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体——可燃冰。
2017年5月18日，我国南海神狐海域天然气水合物试采实现连续超过7天稳定产气。
#0070C0
#00B0F0
科学 技术 社会
一种甲烷水合物晶体中，平均每46个分子构成8个水分子笼，每个水分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子，若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，这种可燃冰的平均分子组成是 ( )
A. CH4·5H2O B. CH4·6H2O
C. CH4·7H2O D. CH4·8H2O
思考讨论
B
#0070C0
#00B0F0
课堂总结
分子晶体
一、概念 组成微粒及微粒间相互作用
二、典型的分子晶体
三、物理特性
四、微粒堆积方式 1. 只有范德华力，无分子间氢键——密堆积
2. 有分子间氢键——非密堆积
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
D
1. 下列物质固态时，一定是分子晶体的是 ( )
A. 酸性氧化物 B. 非金属单质
C. 碱性氧化物 D. 非金属氢化物
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
2. 水的沸点为100 ℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7 ℃，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
C
解析 水和H2S的结构相似，二者形成的晶体也都是分子晶体。但由于水分子间存在氢键，所以导致水的沸点高于H2S的沸点。
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
3. 干冰熔点很低是由于 ( )
A. CO2是非极性分子 B. C== O的键能很小
C. CO2化学性质不活泼 D. CO2分子间的作用力较弱
解析 干冰是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越小，分子间的作用力越弱，熔、沸点越低，所以干冰熔点很低是由于CO2分子间的作用力较弱，与键能、化学性质等无关。
D
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
B
4. 干冰气化时，下列所述内容发生变化的是 ( )
A. 分子内共价键 B. 分子间作用力
C. 分子的性质 D. 分子间的氢键
解析 干冰是分子晶体，分子间存在分子间作用力，不存在氢键，分子气化时破坏分子间作用力，分子内原子间共价键没有被破坏，所以分子的性质不发生改变。
选修二
课堂小结
CLASS SUMMARY
选修二
感谢您的观看
THANKS FOR WATCHING
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
选修二
原子结构与性质
核心素养
能辨识常见的分子晶体，并能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。
能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体，理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能用均摊法对晶胞进行分析。
#0070C0
#00B0F0
观察思考
干冰晶体
干冰晶体
构成微粒
微粒间作用力 分子间
分子内
分子
范德华力
共价键
O
C
只含分子的晶体称为分子晶体。
#0070C0
#00B0F0
一、分子晶体的概念
只含分子的晶体称为分子晶体。
下列晶体中，哪些是分子晶体呢？
H2S， CH4， NaCl， NaOH， O2， N2，白磷，CO2，NO2
#0070C0
#00B0F0
二、典型的分子晶体
1. 所有非金属氢化物：H2S， CH4 ， NH3等；
2. 部分非金属单质：O2， N2 ，白磷等；
3. 部分非金属氧化物：CO2，NO2，P4O6 等；
4. 几乎所有的酸；
5. 绝大多数有机物。
#0070C0
#00B0F0
思考交流
2. 稀有气体的晶体是否含有共价键？
稀有气体是单原子分子，不存在共价键。
1. 所有的分子晶体内部都只有范德华力吗？
有的分子晶体如冰晶体，分子间还存在氢键。
#0070C0
#00B0F0
练一练
1. 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、HD、C10H18 B. PCl3、CO2、H2SO4
C. SO2、C60、P2O5 D. CCl4、Na2S、H2O2
解析 分子晶体的构成微粒为分子，分子内部以共价键结合。HD属于分
子晶体，但为单质，故A错误；
PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体，且为化合物，故B正确；
C60属于分子晶体，但为单质，故C错误；
Na2S中含有离子键，不属于分子晶体，故D错误。
B
#0070C0
#00B0F0
练一练
2. 医院在进行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2熔融状态下不导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是 ( )
A. HgCl2晶体属于分子晶体 B. HgCl2属于离子化合物
C. HgCl2属于电解质，且属于强电解质 D. HgCl2属于非电解质
解析 由HgCl2的性质可知，HgCl2晶体属于分子晶体，属于共价化合物，
是弱电解质。
B
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
下表列出了一些分子晶体的熔点，请根据表中数据分析：分子晶
体的熔点有什么特点？
分子晶体 氧气 氮气 白磷
熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2
分子晶体 硫化氢 甲烷 乙酸
熔点/℃ -85.6 -182 16.6
熔点较低；
分子晶体熔化时一般只破坏范德华力、氢键，不破坏化学键。范德华力、氢键相对化学键较弱。
为什么分子晶体的熔点比较低呢？
思考交流
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
干冰在常压下极易升华，通常用作制冷剂
舞台烟雾特效
装饰菜品
食品冷藏保鲜
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
2. 溜冰时，冰面上常常容易留下划痕，这
说明冰晶体的硬度较大还是较小？
思考交流
原因：分子间作用力较弱，容易被克服
分子晶体（如冰晶体）一般硬度比较小，如何从结构的角度进行解释呢？
说明冰晶体的硬度小
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
思考交流
构成分子晶体的微粒都是分子，熔融时没有产生自由移动的离子，因此分子晶体一般不导电。
3. 分子晶体（如乙醇）一般都是绝缘体，熔融状态下也不导电。
从结构的角度又应该如何解释呢？
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
熔沸点低
硬度小
不导电
溶解性 ——“相似相溶”
#0070C0
#00B0F0
三、分子晶体的物理特性
干冰晶体，易升华
冰晶体，不易升华，密度小于干冰
#0070C0
#00B0F0
归纳总结
(1)依据物质的类别判断
部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。
1. 分子晶体的判断方法
(2)依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断
组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。
(3)依据物质的性质判断
分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。
#0070C0
#00B0F0
归纳总结
2. 分子晶体熔、沸点高低的判断
(1)组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。
(2)组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3OH＞CH3CH3。
(3)含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S
#0070C0
#00B0F0
归纳总结
(4)对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞ ＞ 。
(5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
干冰晶胞
1. 右图中，每个干冰晶胞中有
多少个CO2分子？
4
2. 在干冰晶体中，每个CO2分子周
围等距紧邻的CO2分子有多少个？
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
干冰晶体
每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个。
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
干冰晶体
如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。
分子密堆积
C60的晶胞
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
观察思考
冰晶体中，每个水分子周围有多少个紧邻的水分子？和干冰晶体一样吗？若不一样，可能的原因是什么？
在冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。因为水分子间存在氢键，氢键具有方向性，每个水分子都与4个相邻的水分子相互吸引，构成四面体，属于非密堆积。
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
观察思考
冰晶体中1 mol H2O最多有多少mol 氢键？
冰晶体中，每个水分子与其它4个水分子形成氢键，每个氢键由2个水分子均摊，故4×1/2＝2，每个水分子平均形成2个氢键。即冰晶体1 mol H2O中最多含有2 mol氢键。
1
2
3
4
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
冬季河水结冰后，冰块往往浮在水面，为什么冰的密度比水小呢？
由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，形成空隙较大的网状体。冰融化后，分子间的空隙减小。所以冰的密度比水小，结的冰会浮在水面上。
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
（1）0-4℃时，温度升高，热运动使缔合水分子的部分氢键断裂，分子间空隙
减小，密度增大；
水的密度随温度变化的曲线如下图所示。0-4℃，水的密度随温度的升高而增大。超过4℃，水的密度随温度的升高而减小。为什么会这样呢
（2）超过4℃时，温度升高，水分子热运动速度加快，使得分子的平均距离加
大，密度减小。
资料卡片
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
微粒间作用力
微粒堆积方式
举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
范德华力
范德华力和氢键
密堆积
非密堆积
#0070C0
#00B0F0
四、分子晶体的微粒堆积方式——干冰晶体
思考讨论
硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？
硫化氢晶体中分子之间只有范德华力，范德华力无饱和性与方向性，能够形成分子密堆积。因此，一个硫化氢分子周围有12分紧邻分子。
而冰晶体中水分子间存在氢键，氢键具有方向性，这迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键。因此，冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子。
#0070C0
#00B0F0
科学 技术 社会 P80
天然气水合物 —— 一种潜在的能源
20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体——可燃冰。
2017年5月18日，我国南海神狐海域天然气水合物试采实现连续超过7天稳定产气。
#0070C0
#00B0F0
科学 技术 社会
一种甲烷水合物晶体中，平均每46个分子构成8个水分子笼，每个水分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子，若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，这种可燃冰的平均分子组成是 ( )
A. CH4·5H2O B. CH4·6H2O
C. CH4·7H2O D. CH4·8H2O
思考讨论
B
#0070C0
#00B0F0
课堂总结
分子晶体
一、概念 组成微粒及微粒间相互作用
二、典型的分子晶体
三、物理特性
四、微粒堆积方式 1. 只有范德华力，无分子间氢键——密堆积
2. 有分子间氢键——非密堆积
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
D
1. 下列物质固态时，一定是分子晶体的是 ( )
A. 酸性氧化物 B. 非金属单质
C. 碱性氧化物 D. 非金属氢化物
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
2. 水的沸点为100 ℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7 ℃，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
C
解析 水和H2S的结构相似，二者形成的晶体也都是分子晶体。但由于水分子间存在氢键，所以导致水的沸点高于H2S的沸点。
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
3. 干冰熔点很低是由于 ( )
A. CO2是非极性分子 B. C== O的键能很小
C. CO2化学性质不活泼 D. CO2分子间的作用力较弱
解析 干冰是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越小，分子间的作用力越弱，熔、沸点越低，所以干冰熔点很低是由于CO2分子间的作用力较弱，与键能、化学性质等无关。
D
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
B
4. 干冰气化时，下列所述内容发生变化的是 ( )
A. 分子内共价键 B. 分子间作用力
C. 分子的性质 D. 分子间的氢键
解析 干冰是分子晶体，分子间存在分子间作用力，不存在氢键，分子气化时破坏分子间作用力，分子内原子间共价键没有被破坏，所以分子的性质不发生改变。
选修二
课堂小结
CLASS SUMMARY
选修二
感谢您的观看
THANKS FOR WATCHING