3.2 分子晶体 课件 (共28张PPT) 2024-2025学年人教版（2019）高中化学选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.2 分子晶体 课件 (共28张PPT) 2024-2025学年人教版（2019）高中化学选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 20.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-05 15:05:23 | ||
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文档简介
(共28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
观看视频：镁与干冰的反应
思考：镁粉在干冰内继续燃烧，像冰灯中装进一个电灯泡一样，发出耀眼的白光，产生黑色固体。那么镁与干冰是否为晶体呢？又是何种类型的晶体？
（2Mg+CO2 2MgO+C)
二氧化碳与镁的反应
仔细观察下列固体，判断它们是否属于晶体，并说明理由，尝试从微粒组成上对这些固体进行分类。
雪花
干冰
可燃冰
晶体
晶体
晶体
分子晶体
分子晶体
分子晶体
一、分子晶体
只含分子的晶体叫分子晶体
1、概念：
2、粒子间作用力：
分子间作用力（氢键、范德华力）
共价键
分子内：
分子间：
决定分子晶体的化学性质
决定分子晶体的熔、沸点
一、分子晶体
注意：
（1）并非所有的分子晶体中都含共价键，如稀有气体
（2）分子晶体熔化时一般破坏分子间作用力
（3）分子晶体构成微粒是分子，化学式就是分子式
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
[思考与交流1]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？为何具有这样的特点？
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。
[思考与交流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？如何从结构的角度来解释冰晶体的硬度？
说明冰晶体的硬度小，原因：分子间作用力较弱，容易被克服。
[思考与交流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？
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。
三、分子晶体的物理特性
1.熔、沸点较低，硬度很小（多数分子晶体在常温时为气态或液态）
2.分子晶体不导电。
3.分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律（也考虑氢键及极性）。
②组成和结构相似的物质，不含氢键的分子晶体，相对分子质
量越大，范德华力越大，熔沸点越高。如：O2>N2，HI>HBr>HCl。
③组成和结构不相似的分子晶体，若相对分子质量相等或相近，分子极性越大，范德华力越大，熔沸点越高，如CO>N2
知识点：分子晶体的熔沸点比较
①含有分子间氢键的分子晶体，熔沸点反常较高。
如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3
④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, C2H5CI>CH3CI, CH3COOH> HCOOH。
⑤在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷 。
[思考与交流4]下列各组晶体中，哪些是分子晶体呢？
1.H2S， CH4， NaCl， NaOH，CO2，NO2
2.H2， S8，P4，C60 ，O2， N2
3.H2SO4，HNO3，H3PO4
4.乙醇，冰醋酸，蔗糖
判断标准----只含分子
√
√
√
√
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、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。
组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。
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。
分子晶体的判断方法
（3）依据物质的性质判断
（2）依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断
（1）依据物质的类别判断
总结
【课堂练习1】下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( )
①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2
A.①②③④⑤⑥
B.③②①⑤④⑥
C.③②①④⑤⑥
D.⑥⑤④③②①
C
【课堂练习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、HD、C10H18 B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SO2、C60、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2
B
观看视频：水结冰的微观现象
干冰晶体，易升华
冰晶体，不易升华，密度小于干冰
干冰和冰的熔点和密度
干冰 冰
熔点 -78.5℃ 0℃
密度 1.56g/cm3 0.92 g/cm
干冰的熔沸点比冰低、而密度比冰大这是为什么呢？
在分子晶体中，分子间存在的作用力不同会对其内部分子的排列产生什么影响呢？
密堆积——
指的是晶体中原子或分子的排列方式
一维堆积 球成线
二维堆积 线成面
三维堆积 面成体
密堆积方式
心对心
心对空
非最密堆积
最密堆积
资料链接
1.分子密堆积
在分子晶体中，如果分子间的作用力只有范德华力，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。
干冰晶胞
碘(I2)
碳60(C60)
(如：干冰 、I2、C60等)
四、典型的分子晶体特征：
2.冰
①水分子之间的作用力有 ，
但主要作用力是 。
②每个H2O分子周围等距离紧邻的H2O分子有_____ 个。
4
范德华力、氢键
氢键
思考：和干冰晶体不一样的原因是什么？
水分子间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性
——分子非密堆积
小结
分子晶体结构特征
分子密堆积 分子非密堆积
微粒间作用力
空间 特点 通常每个分子周围 有12个紧邻的分子 每个分子周围紧邻的分子数小于12个，空间利用率不高
举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
范德华力
范德华力和氢键
天然气分子藏在水分子笼内
天然气水合物——一种潜在的能源
20世纪末，科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部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，因为又称甲烷水合物。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”。
根据理论计算，标准状态下，1立方米的可燃冰可释放出160-180立方米的甲烷气和0.8立方米的水，可以说可燃冰就像一个天然气的"压缩包"，燃烧后生成二氧化碳和水，不会释放出粉尘、硫氧化物、氮氧化物等环境污染物，所以被誉为21世纪理想的清洁能源之一。而且，据专家预测，可燃冰资源量巨大，被国际公认为未来重要的战略性接替能源。
科学 技术 社会
本节知识小结
分子
晶体
冰
性质
熔点低
硬度小
分子
分子间作用力
氢 键
范德华力
分子密堆积
分子非密堆积
干冰
结构
性质
【课堂练习3】判断正误
(1)分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键。( )
(2)分子晶体熔化时,只破坏分子间作用力，不破坏共价键。( )
(3)冰融化和干冰升华破坏的作用力完全相同。( )
(4)干冰晶体中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻分子。( )
(5)冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的分子，1 mol冰中含有1 mol氢键。( )
√
√
×
√
×
【课堂练习4】下列有关分子晶体的说法中一定正确的( )
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、其结构一定为分子密堆积
B
【课堂练习5】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、Cu
B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SiO2、P2O5
D．CCl4、H2O、Na2O2
B
【课堂练习6】下列性质符合分子晶体性质的是( )
A、熔点为1 070 ℃,易溶于水,水溶液导电
B、熔点为3 500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂
C、能溶于CS2,熔点为113 ℃,沸点为445 ℃
D、熔点为97.81 ℃,质软,导电,密度为0.97 g·cm-3
C
【课堂练习7】下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( )
A、干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
B、冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
C、干冰比冰的熔点低得多,常压下易升华
D、干冰中CO2分子间只存在范德华力,不存在氢键,一个分子周围有12个紧邻的分子
A
【课堂练习8】(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 ⑥CO________N2
(2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa)，但它在180 ℃即开始升华。请回答：①AlCl3固体是________晶体。②设计一个可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是_______________________________________。
<
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分子
在熔融状态下，试验其是否导电，若不导电是共价化合物，若导电是离子化合物。
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
观看视频：镁与干冰的反应
思考：镁粉在干冰内继续燃烧，像冰灯中装进一个电灯泡一样，发出耀眼的白光，产生黑色固体。那么镁与干冰是否为晶体呢？又是何种类型的晶体？
（2Mg+CO2 2MgO+C)
二氧化碳与镁的反应
仔细观察下列固体，判断它们是否属于晶体，并说明理由，尝试从微粒组成上对这些固体进行分类。
雪花
干冰
可燃冰
晶体
晶体
晶体
分子晶体
分子晶体
分子晶体
一、分子晶体
只含分子的晶体叫分子晶体
1、概念：
2、粒子间作用力：
分子间作用力（氢键、范德华力）
共价键
分子内：
分子间：
决定分子晶体的化学性质
决定分子晶体的熔、沸点
一、分子晶体
注意：
（1）并非所有的分子晶体中都含共价键，如稀有气体
（2）分子晶体熔化时一般破坏分子间作用力
（3）分子晶体构成微粒是分子，化学式就是分子式
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
[思考与交流1]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？为何具有这样的特点？
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。
[思考与交流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？如何从结构的角度来解释冰晶体的硬度？
说明冰晶体的硬度小，原因：分子间作用力较弱，容易被克服。
[思考与交流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？
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。
三、分子晶体的物理特性
1.熔、沸点较低，硬度很小（多数分子晶体在常温时为气态或液态）
2.分子晶体不导电。
3.分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律（也考虑氢键及极性）。
②组成和结构相似的物质，不含氢键的分子晶体，相对分子质
量越大，范德华力越大，熔沸点越高。如：O2>N2，HI>HBr>HCl。
③组成和结构不相似的分子晶体，若相对分子质量相等或相近，分子极性越大，范德华力越大，熔沸点越高，如CO>N2
知识点：分子晶体的熔沸点比较
①含有分子间氢键的分子晶体，熔沸点反常较高。
如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3
④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, C2H5CI>CH3CI, CH3COOH> HCOOH。
⑤在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷 。
[思考与交流4]下列各组晶体中，哪些是分子晶体呢？
1.H2S， CH4， NaCl， NaOH，CO2，NO2
2.H2， S8，P4，C60 ，O2， N2
3.H2SO4，HNO3，H3PO4
4.乙醇，冰醋酸，蔗糖
判断标准----只含分子
√
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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、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。
组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。
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。
分子晶体的判断方法
（3）依据物质的性质判断
（2）依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断
（1）依据物质的类别判断
总结
【课堂练习1】下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( )
①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2
A.①②③④⑤⑥
B.③②①⑤④⑥
C.③②①④⑤⑥
D.⑥⑤④③②①
C
【课堂练习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、HD、C10H18 B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SO2、C60、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2
B
观看视频：水结冰的微观现象
干冰晶体，易升华
冰晶体，不易升华，密度小于干冰
干冰和冰的熔点和密度
干冰 冰
熔点 -78.5℃ 0℃
密度 1.56g/cm3 0.92 g/cm
干冰的熔沸点比冰低、而密度比冰大这是为什么呢？
在分子晶体中，分子间存在的作用力不同会对其内部分子的排列产生什么影响呢？
密堆积——
指的是晶体中原子或分子的排列方式
一维堆积 球成线
二维堆积 线成面
三维堆积 面成体
密堆积方式
心对心
心对空
非最密堆积
最密堆积
资料链接
1.分子密堆积
在分子晶体中，如果分子间的作用力只有范德华力，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。
干冰晶胞
碘(I2)
碳60(C60)
(如：干冰 、I2、C60等)
四、典型的分子晶体特征：
2.冰
①水分子之间的作用力有 ，
但主要作用力是 。
②每个H2O分子周围等距离紧邻的H2O分子有_____ 个。
4
范德华力、氢键
氢键
思考：和干冰晶体不一样的原因是什么？
水分子间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性
——分子非密堆积
小结
分子晶体结构特征
分子密堆积 分子非密堆积
微粒间作用力
空间 特点 通常每个分子周围 有12个紧邻的分子 每个分子周围紧邻的分子数小于12个，空间利用率不高
举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
范德华力
范德华力和氢键
天然气分子藏在水分子笼内
天然气水合物——一种潜在的能源
20世纪末，科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部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，因为又称甲烷水合物。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”。
根据理论计算，标准状态下，1立方米的可燃冰可释放出160-180立方米的甲烷气和0.8立方米的水，可以说可燃冰就像一个天然气的"压缩包"，燃烧后生成二氧化碳和水，不会释放出粉尘、硫氧化物、氮氧化物等环境污染物，所以被誉为21世纪理想的清洁能源之一。而且，据专家预测，可燃冰资源量巨大，被国际公认为未来重要的战略性接替能源。
科学 技术 社会
本节知识小结
分子
晶体
冰
性质
熔点低
硬度小
分子
分子间作用力
氢 键
范德华力
分子密堆积
分子非密堆积
干冰
结构
性质
【课堂练习3】判断正误
(1)分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键。( )
(2)分子晶体熔化时,只破坏分子间作用力，不破坏共价键。( )
(3)冰融化和干冰升华破坏的作用力完全相同。( )
(4)干冰晶体中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻分子。( )
(5)冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的分子，1 mol冰中含有1 mol氢键。( )
√
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【课堂练习4】下列有关分子晶体的说法中一定正确的( )
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、其结构一定为分子密堆积
B
【课堂练习5】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、Cu
B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SiO2、P2O5
D．CCl4、H2O、Na2O2
B
【课堂练习6】下列性质符合分子晶体性质的是( )
A、熔点为1 070 ℃,易溶于水,水溶液导电
B、熔点为3 500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂
C、能溶于CS2,熔点为113 ℃,沸点为445 ℃
D、熔点为97.81 ℃,质软,导电,密度为0.97 g·cm-3
C
【课堂练习7】下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( )
A、干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
B、冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
C、干冰比冰的熔点低得多,常压下易升华
D、干冰中CO2分子间只存在范德华力,不存在氢键,一个分子周围有12个紧邻的分子
A
【课堂练习8】(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 ⑥CO________N2
(2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa)，但它在180 ℃即开始升华。请回答：①AlCl3固体是________晶体。②设计一个可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是_______________________________________。
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分子
在熔融状态下，试验其是否导电，若不导电是共价化合物，若导电是离子化合物。