3.2 课时4 分子晶体 混合型晶体 课件 (共26张PPT)2024-2025学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

(共26张PPT)
分子晶体 混合型晶体
1.了解分子晶体的结构特点及性质；
2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
分子晶体是分子通过分子间作用力构成的固态物质。
以共价键结合的物质，除金刚石、晶体硅、二氧化硅等空间网状结构的物质属于共价晶体外，其他多数非金属单质（如H2、Cl2、N2等）、非金属元素组成的无机化合物（如H2O、HCl、CO2等）以及大多数有机化合物在低温下形成的晶体都属于分子晶体。
碘晶体
干冰晶体
分子晶体
1.概念：只含分子的晶体
2.构成微粒：分子
3.分子内：共价键
4.分子间：分子间作用力
范德华力
氢键
典型分子晶体结构——碘
(1)碘晶体的晶胞是一个长方体，在它的 各有1个I2分子，每个晶胞中有___个I2分子。
(2)I2分子之间以 结合。
每个顶点和面心上
4
范德华力
(3)每个碘分子周围有 个紧邻的碘分子
12
典型分子晶体结构——干冰
（3）CO2分子之间的作用力 。
（1）晶胞为面心立方体
8个顶点和6个面心上各有一个CO2分子
8×1/8+6×1/2=4
（2）每个晶胞含二氧化碳分子的个数为 。
（4）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有 。
4
范德华力
12
典型分子晶体结构——冰
(1)水分子之间的主要作用力是 ，当然也存在 。
(2) 有方向性，它的存在迫使在 的每个水分子与____________方向的 个相邻水分子互相吸引。
氢键
范德华力
四面体中心
四面体
顶角
氢键
4
(3)与每个水分子等距离且最近的水分子有 个。
4
总结：分子晶体结构特征
（1）有分子间氢键—分子非密堆积
氢键具有方向性和饱和性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙。 如：HF 、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。
（2）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积
通常每个分子周围有12个紧邻的分子。 如：C60、干冰 、I2 O2
下表列出了一些分子晶体的熔点。请根据表中所列数据猜想：
影响不同分子晶体熔点的原因可能有哪些？
5.分子晶体的物理性质
（1）性质：
分子晶体熔沸点低、硬度小、易升华，固体和熔融状态不导电，有些在水溶液中能导电，溶解度相似相溶原理。
（2）本质原因： 分子间作用力很弱。
（3）熔沸点的比较：
①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。
如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
②不含氢键且组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。
如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。
如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH3 ＞ CH3CH(CH3)CH3
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、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2
B
2．下列各物质的固体，属于分子晶体且分子内只含极性键的是 (　　)
A．CO2 B．O2 C．NH4 Br D．Ar
A
石墨晶体——混合型晶体
石墨的层状结构
实验测定，石墨的熔点高达3850℃，高于金刚石的熔点，这说明石墨晶体具有原子晶体的特点；但是，石墨很软并且能导电，是非常好的润滑剂，这说明它又不同于原子晶体。那么石墨究竟属于哪种类型的晶体呢？
石墨的层状结构
石墨晶体
①石墨晶体为层状结构。层与层之间以
结合。故石墨质软,有滑腻感。
②在同一层内，碳原子以 彼此结合，故石墨熔点较高。
分子间作用力
共价键
③在同一层内，每个碳原子以C-C键与3个碳原子结合，形成六元环。每个六元环平均 个 C原子。
④每个六元环中有 个C-C键，故1mol石墨晶体中C-C键为 。
2
1.5NA
3
层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子的p轨道相互重叠，形成大π键。
在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成六元环层。
这些电子比较自由，相当于金属中的自由电子，所以石墨能导热和导电。
碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为____________。
同素异形体
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为_____、_______。
(3)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。
(4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的_____共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在_____共价键，还有____键。
混合型
分子
几种类型晶体的结构和性质
晶体类型 金属晶体 离子晶体 共价晶体 分子晶体
结 构 构成微粒 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 原子 分子
微粒间作用力 金属键 离子键 共价键 分子间作用力
性 质 熔、沸点 差异较大 高 很高 低
硬 度 差异较大 硬而脆 很大 小
导电性 导电 熔化或溶于水导电 一般不导电，硅是半导体 固体及熔融状态不导电,有的溶于水能导电。
举 例 金属、 金属合金 离子化合物 金刚石、Si、SiO2、SiC 硫、干冰、冰、
冰醋酸、蔗糖
考点过关：晶体类型的判断特征
1.依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断
共价晶体：原子→共价键；
分子晶体：分子→分子间作用力；
离子晶体：离子→离子键；
金属晶体：金属阳离子和自由电子→金属键。
2.依据物质的分类判断
①常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等；
②分子晶体：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)；
③离子晶体：金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类；
④金属晶体：金属单质与合金。
考点过关：晶体类型的判断特征
3.依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余度；
②共价晶体熔点很高，常在1 000度至几千度；
③分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度；
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点很低。
考点过关：晶体类型的判断特征
4.依据导电性判断
①共价晶体：一般不导电；
②分子晶体：
若不是电解质：固态、液态不导电、溶于水(不反应)
不导电
若是电解质：固态、液态不导电，溶于水导电
③离子晶体：固态不导电，熔融或溶于水导电；
④金属晶体：固态或熔融均导电。
5.依据硬度和机械性能判断
共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；离子晶体硬度较大或较硬、脆；金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
考点过关：比较晶体的熔点沸点
1.不同类型晶体熔、沸点的比较：
①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：
___________>___________>___________。
②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点
很高，汞、铯等熔、沸点很低。

　分子晶体
共价晶体
　离子晶体
(2)同种晶体类型熔、沸点的比较：
如熔点：金刚石____碳化硅____硅。
小
短
大　
高
>
>
①共价晶体：
考点过关：比较晶体的熔点沸点
a．一般地说，阴、阳离子的电荷数越____，离子半径越
____，则离子间的作用力就越____，其离子晶体的熔、
沸点就越____，
如熔点：MgO____MgCl2____NaCl____CsCl。
b．衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越____，
形成的离子晶体越____，熔点越____，硬度越____。

②离子晶体：
多
小
强
高
>
>
>
大
稳定
高
大
考点过关：比较晶体的熔点沸点
a．分子间作用力越____，物质的熔、沸点越____；具有
氢键的分子晶体熔、沸点反常地____。
如H2O____H2Te____H2Se____H2S。
b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越____，
熔、沸点越____，如SnH4____GeH4____SiH4____CH4。
③分子晶体：
大
高
高
大
高
>
>
>
>
>
>
考点过关：比较晶体的熔点沸点
c．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，
其熔、沸点越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
d．同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na④金属晶体：
考点过关：比较晶体的熔点沸点
下表列举了几种物质的性质，据此判断属于分子晶体的是____________。
物质 性质
X 熔点为10.31 ℃，液态不导电，水溶液导电
Y 易溶于CCl4，熔点为11.2 ℃，沸点为44.8 ℃
Z 常温下为气态，极易溶于水，溶液pH>7
W 常温下为固体，加热变为紫红色蒸气，遇冷变为紫黑色固体
M 熔点为1 170 ℃，易溶于水，水溶液导电
N 熔点为97.81 ℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm－3
X、Y、Z、W