人教版高中化学选择性必修2第三章晶体结构与性质第二节第一课时分子晶体课件(共50张PPT)

(共50张PPT)
第三章　晶体结构与性质
第二节　分子晶体与共价晶体
第一课时　分子晶体
学习目标：1.知道分子晶体的概念及典型的分子晶体。2.认识分子晶体中的微粒及其 微粒间的相互作用。3.借助冰、干冰等模型认识分子晶体的结构特点及物理性质。
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研习任务一　分子晶体的概念和性质
教材　认知
1. 分子晶体的概念
只含 的晶体称为分子晶体，在分子晶体中，相邻分子靠 相 互吸引。
2. 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用
分子　
分子间作用力　
｜特别提醒｜
（1）并不是所有的分子晶体中都存在共价键，如：由单原子构成的稀有气体分子中 就不存在化学键。
3. 常见分子晶体及物质类别
物质种类 示例
所有 HCl、H2O、NH3、CH4等
部分 卤素（X2）、O2、N2、白磷（P4）、硫（S8）、碳60 （C60）等
部分 CO2、P4O10、P4O6、SO2、SO3等
几乎所有的 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
绝大多数 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
非金属氢化物　
非金属单质　
非金属氧化物　
酸　
有机物　
较低　
很小　
分子间作
用力较弱　
没有自由移动的带电粒子　
非极性　
极性　
5. 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。
（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。

√


探究　活动
[问题探讨]
1. 分子晶体中分子内一定含有共价键吗？为什么？
提示：不一定。稀有气体的分子为单原子分子，不含有任何化学键。
2. 影响分子晶体的熔、沸点有哪些因素？
提示：氢键、范德华力、分子极性。
3. 影响分子晶体的溶解度有哪些因素？
提示：“相似相溶”原理、氢键、化学反应。
应用　体验
A. NH3、HD、C3H8
B. CCl4、Na2S、H2O2
C. SO2、C60、P2O5
D. PCl3、CO、H2SO4
解析：HD为氢气单质，不是化合物，故A错误；硫化钠是离子化合物，形成的晶体 为离子晶体，不是分子晶体，故B错误；C60是单质不是化合物，故C错误；三氯化 磷、一氧化碳和硫酸都是共价化合物，形成的晶体都是分子晶体，故D正确。
D
A. 晶体的构成微粒是分子
B. 干燥或熔融时均能导电
C. 分子间以分子间作用力相结合
D. 熔、沸点一般比较低
解析：分子晶体是由分子构成的，A正确；干燥或熔融时，分子晶体既不电离也没有 自由移动的离子，均不能导电，B错误；分子晶体中分子间以分子间作用力相结合， C正确；分子晶体的熔、沸点一般比较低，D正确。
B
A. 熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液导电
B. 熔点2 853 ℃，液态不导电，水溶液也不导电
C. 能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃
D. 熔点97.81 ℃，质软导电，密度为0.97 g·cm－3
解析：A、B选项熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点低；D选项是金属钠的性质。
C
A. 分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键
B. 水加热到很高的温度都难以分解与氢键有关
C. CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
D. HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点随着相对分子质量的增加依次升高
解析：分子晶体中一定存在分子间作用力，可能有共价键（如水分子），可能没有 （如稀有气体分子），A正确；水是一种非常稳定的化合物，属于化学性质的表现， 其中含有氢键，会导致沸点较高，和化学性质稳定无关，B错误；CO2晶体是由二氧 化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，二氧化硅不属于分子晶体，C错 误；同一主族氢化物的相对分子质量越大，其熔、沸点越高，但含有氢键的氢化物 熔、沸点最高，HF中含有氢键，其熔、沸点最高，D错误。
A
5. （2024·成都高二检测）（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。
＜　
＞　
＞　
＜　
＞　
解析：（1）①CO2和SO2相对分子质量后者大，且CO2为非极性分子，SO2为极性分子，范德华力CO2小于SO2，所以熔、沸点：CO2＜SO2；②尽管NH3的相对分子质量小于PH3，但NH3分子间存在氢键，所以熔、沸点：NH3＞PH3；③O3为极性分子，O2为非极性分子，且相对分子质量O3大于O2，所以范德华力：O3＞O2，因此熔、沸点：O3＞O2；④Ne、Ar均为稀有气体、单原子分子，范德华力随相对分子质量的增大而递增，所以Ar的熔、沸点高于Ne；⑤组成和结构相似的分子，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，分子晶体的熔、沸点越高，故熔、沸点：CH3CH2OH＞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。 。
解析：（2）要验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物，可在熔融状态下检验 AlCl3是否导电，若不导电，则AlCl3是共价化合物。
在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电，则是共价化合物
分子晶体的判断方法
（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、所有的含氧酸、绝大多数 有机物的晶体都是分子晶体。
（2）依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断
微粒是分子的一定是分子晶体，含有分子间作用力的晶体一定是分子晶体。
（3）依据物质的性质判断
分子晶体的硬度较小，熔、沸点较低，在熔融状态或固体时均不导电。　
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研习任务二　典型的分子晶体的结构和性质
教材　认知
1. 堆积方式
分子密堆积 分子非密堆积
作用力 只有 ，无 有分子间氢键，它具有 性
空间特点 每个分子周围一般有 个紧 邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的空隙
举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
范德华力　
氢键　
方向　
12　
　　
（1）干冰
①每个晶胞中有 个CO2分子， 个原子。
②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为 个。
4　
12　
12　
2. 两种典型的分子晶体的组成和结构
（2）冰
①水分子之间的作用力有 ，但主要是 。
②由于 的方向性，使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 个 相邻的水分子相互吸引。
范德华力和氢键　
氢键　
氢键　
4　

√


探究　活动
[问题探讨]
在20 ℃、1个大气压和其他一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，水就可以结成 冰，称为“热冰”。如图是水和“热冰”微观结构的计算机模拟图。
1. 该实验说明水分子具有 　　性，水分子中氧原子的杂化方式为 　　　　　　　。　　　
提示：极　sp3
2. 参照“热冰”的图示，以一个水分子为中心，画出水分子间最基本的连接方式 （用结构式表示）。
提示：
应用　体验
干冰晶胞
B
A. 晶胞中一个CO2分子的配位数是8
C. 一个晶胞中平均含6个CO2分子
D. CO2分子的空间结构是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3杂化
A. 甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B. 晶体中1个CH4分子有12个紧邻的CH4分子
C. 甲烷晶体熔化时需克服共价键
D. 1个CH4晶胞中含有8个CH4分子
B
A. 冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体
B. 冰晶体具有空间网状结构，不是分子晶体
C. 水分子间通过H—O形成冰晶体
D. 冰晶体融化时，水分子之间的空隙增大
解析：B项，冰晶体属于分子晶体；C项，水分子间通过氢键O—H…O形成晶体；D 项，冰融化，氢键部分断裂，空隙减小。
A
A. 冰晶胞内水分子间以共价键结合
B. 每个冰晶胞平均含有4个水分子
C. 水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种
D. 冰变成水，氢键部分被破坏
D
5. 如图为干冰的晶胞结构示意图。
解析：（1）顶角一种取向，三对平行面分别为三种取向，所以共有 4种取向。两个紧邻CO2分子的距离为面对角线的一半。
4　
（2）其密度为 （1 pm＝10－10 cm）。

晶体冰中氢键存在的判断易错点
（1）晶体冰中每个水分子可以与另外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、氢氟酸中均有氢键，且O—H…O比H—F…H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。
（3）晶体冰的密度比液态水的小。这是因为氢键的方向性使晶体冰中水分子形成氢 键，空间的利用率变小。　
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课时作业
A. H2O、O3、CCl4
B. CCl4、NH4Cl、H2O2
C. SO2、SiO2、CS2
D. P2O5、CO2、H3PO4
解析：O3是单质不是化合物，A错误；NH4Cl晶体是离子晶体不是分子晶体，B错 误；SiO2晶体是共价晶体不是分子晶体，C错误；P2O5、CO2、H3PO4均为化合物，且 都是共价分子，它们的晶体均是分子晶体，D正确。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A. 分子晶体在常温下都是气态
B. 分子晶体中都存在化学键
C. 分子晶体中分子间的作用力主要是范德华力
D. 分子间一定存在氢键
解析：分子晶体常温下不全为气态，如磷常温下是固态分子晶体，故A错误；稀有气 体元素组成的晶体中，不存在化学键，故B错误；分子晶体中分子间的作用力包括范 德华力和氢键，但主要是范德华力，故C正确；分子间作用力包括范德华力和氢键， 而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子之间或者分子 内，故D错误。
2.（2024·海南高二期中）下列有关分子晶体结构特点的说法中正确的是（　 　）
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
①SiCl4晶体是分子晶体　②常温、常压下SiCl4是液体　③SiCl4的分子是由极性键形 成的非极性分子　④SiCl4的熔点高于CCl4的
A. 只有① B. 只有①②
C. 只有②③ D. 全部
解析：CCl4在常温、常压下是液体，形成的晶体是分子晶体，而SiCl4的分子结构与 CCl4的相似，都是由极性键形成的非极性分子，故SiCl4形成的晶体也是分子晶体，由 于相对分子质量为SiCl4＞CCl4，故SiCl4的熔点高于CCl4的，故选D。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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12
物质 CS2 CCl4 S2Cl2
沸点/℃ 47 77 137
熔点/℃ －109 －23 －77
A. 制备反应中各物质在固态时晶体类型完全相同
B. S2Br2与S2Cl2结构相似，熔沸点：S2Br2＞S2Cl2
C. CS2、CCl4、S2Cl2熔沸点的高低是由共价键的键能决定
C
1
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4
5
6
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1
2
3
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A. 邻苯二胺属于分子晶体
B. 邻苯二胺中C、N的杂化方式均为sp3
C. 邻苯二胺组成元素中电负性最大的是N
D. 邻苯二胺比对苯二胺的熔点低
解析：邻苯二胺是共价化合物，其晶体由分子通过分子间作用力形成的晶体，故属于 分子晶体，A正确；邻苯二胺中C的价层电子对数为3，其杂化方式为sp2、而N的价层 电子对数为4，则其杂化方式为sp3，B错误；电负性：N＞C＞H，电负性最大的是 N，C正确；邻苯二胺易形成分子内氢键，对苯二胺易形成分子间氢键，故邻苯二胺 比对苯二胺的熔点低，D正确。
B
1
2
3
4
5
6
7
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A. 正硼酸晶体不属于分子晶体
B. H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C. 分子中硼原子最外层为8电子稳定结构
D. 含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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12
A. 碘晶体熔化时需克服共价键
B. 1个碘晶胞中含有4个碘分子
C. 晶体中碘分子的排列有3种不同取向
D. 碘晶体中每个I2周围等距且紧邻的I2有6个
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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A. 分子中碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化
B. 1 mol C60分子中σ键的数目为90 NA
C. 1个C60分子中含有20个五边形和12个六边形
D. C60分子晶胞是分子密堆积
C
1
2
3
4
5
6
7
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B
A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项
1
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5
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解析：分子晶体的构成微粒是分子，只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积 的特征，而含有氢键的分子晶体不是密堆积，故①错误；冰是分子晶体，熔化时只克 服氢键和分子间作用力，不破坏化学键，水分子中H—O没有断裂，故②错误；分子 晶体在水溶液中能电离的电解质，水溶液能导电，如硫酸，而在水溶液中不能电离的 非电解质，水溶液不能导电，如蔗糖，故③错误；分子晶体的熔点与分子间作用力的 大小有关，通常分子间作用力越大，分子的熔、沸点越高，故④正确；分子晶体熔化 时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内共价键，分子晶体的熔点高低与分子间作用 力有关，与分子内共价键键能大小无关，故⑤错误；所有的非金属氢化物都是由分子 构成的分子晶体，故⑥正确；并非所有的分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学 键，如稀有气体是单原子分子，分子中不存在化学键，故⑦错误。故选B。
1
2
3
4
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A. XeF4是由极性键构成的非极性分子
B. XeF2晶体属于分子晶体
C. 1个XeF2晶胞中实际拥有2个XeF2
D
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2
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11. 下表数据是对应物质的熔点。
物质 熔点/℃
AlF3 1 291
AlCl3 190
BCl3 －107
NCl3 －40
（1）BCl3分子空间结构为平面三角形，则BCl3分子为 （填“极性”或 “非极性”，下同）分子，其分子中的共价键类型为 键。
非极性　
极性　
1
2
3
4
5
6
7
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（2）BF3的熔点比BCl3的 （填“高”“低”或“无法确定”）；下列化学用语 中，能正确表示BF3分子的是 （填字母）。
（3）AlCl3在177.8 ℃时升华，气态或熔融态以Al2Cl6形式存在，则可推知Al2Cl6在固 态时属于 晶体。
低　
bd　
分子　
1
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3
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6
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12. 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。
解析：（1）C60的熔点为280 ℃，比较低，应 为分子晶体。
分子　
1
2
3
4
5
6
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8
9
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12
（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　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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12
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。

（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 。
分子　
分子间作用力　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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