3-2 分子晶体与原子晶体 (1)分子晶体 课件（28张ppt） 2020-2021学年人教版高二化学选修3

晶体结构与性质
W：2021.4
第三章
学习
目标
1.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。
2.能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。
重难点：
1.分子晶体的结构特点。
2.氢键对冰晶体结构和性质的影响。
第二节
分子晶体与原子晶体
晶体和非晶体的差异
固体
外观
微观结构
自范性
各向异性
熔点
晶体
非晶体
本质区别
鉴别
具有规则的几何外形
有
粒子在三维空间周期性有序排列
各向异性
固定
不具有规则的几何外形
没有
粒子排列相对无序
各向同性
不固定
微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
复习
巩固
最科学的方法是用X—射线衍射实验
立
方
晶
胞
体心：
1
面心：
1/2
棱边：
1/4
顶点：
1/8
晶胞：描述晶体结构的基本单元
晶胞中原子个数的计算——均摊法
面上：
体内：
竖棱：
顶点：
横棱：
1
1/2
1/3
1/6
1/4
面上：
体内：
竖棱：
顶点：
横棱：
1
1/2
1/6
1/12
1/4
六棱柱
三棱柱
1、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个分子？原子？
每个CO2分子相邻的分子有多少个？
思考交流
碘晶体结构
干冰晶体结构
下列两种晶体有什么共同点？
NaCl晶体结构
观察
对比
1、概念
一、分子晶体
只含分子的晶体叫分子晶体。
2、组成微粒
分子
3、粒子间作用力
分子内：
分子间：
共价键
分子间作用力
思考：是否所有分子都一定含有共价键？
1、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是
。
解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。
Ti14C13
课堂
练习
Ti
C
2、结合表格和已有知识,分析:分子晶体有哪些物理特性？为什么?
思考交流
原因：分子间作用力较弱
(1)较低的熔点和沸点，易升华；
(3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。有些在水溶液中可以导电.
(2)较小的硬度；
注意:①分子间作用力越大,熔沸点越高(氢键，相对分子质
量,分子极性)
②
分子晶体熔化时一般只破坏分子间作用力和氢键,
不破坏化学键,也有例外,如S8
(4)
符合相似相溶原理；
4、物理特性
干冰
干冰（CO2的晶体）硬度与冰相似，但熔点比冰低，常压下极易升华，用作制冷剂。干冰分子间只存在范德华力不存在氢键，是分子密堆积，故密度比冰的高。
2、以下晶体中哪些属于分子晶体？
S、
H2SO4、
C60、
尿素、
He
、
NH3、
SiO2、
SO2、
P4O6、
P、
Cl2、
C(金刚石)、
H2S、
冰醋酸
判断标准----只含分子
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
以上属于分子晶体的物质属于哪些类别？
课堂
练习
√
（1）所有非金属氢化物：
（2）部分非金属单质:
（3）部分非金属氧化物:
（4）几乎所有的酸：
（5）绝大多数有机物：
例外：金刚石、晶体硅等
例外：二氧化硅等
5、典型的分子晶体
H2O，NH3，CH4，
HX
X2，O2，
S8，P4，C60
CO2，
NO2，P4O6
H2SO4，HNO3，H3PO4
乙醇，冰醋酸，
蔗糖
3、HgCl2的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点
是227℃，熔融状态的HgCl2不能导电，HgCl2的稀溶液
有弱的导电能力，由下列关于HgCl2(s)的叙述中正确的
是（
）
①属于分子晶体；
②属于离子化合物；
③属于非电解质；
④属于弱电解质。
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
B
课堂
练习
4、四氯化硅的结构和四氯化碳类似，对其性质的推断，正确的是（
）
①
四氯化碳晶体是分子晶体；
②
通常情况下为液态；
③熔点高于四氯化碳；
④属于正四面体的分子构型。
A.
①③
B.①②
C.
③④
D.
全部
5、下列物质的液体中，不存在分子是（
）
A.
二氧化硅
B.
二氧化硫
C.
二氧化碳
D.
二硫化碳
D
A
课堂
练习
3、
HCl
HBr
HI
稳定性和沸点如何变化？
递减
气态氢化物稳定性：
沸点：
递增
决定因素：共价键键能
决定因素：分子间作用力
4、H2SO4
(s)
溶于水或熔融时分别破坏了什么作用？
H2SO4
(s)
溶于水或熔融时导电情况如何？
思考交流
分子的密堆积
氧（O2）的晶体结构
C60的晶胞
分子的密堆积
（与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个
）
干冰的晶体结构图
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
氢键具有方向性
分子的非密堆积
（1）密堆积：(只有范德华力，无氢键）
（2）非密堆积(有氢键）
6、分子晶体结构特征
分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子，如：C60、干冰
、I2、O2
氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。如：HF
、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）
许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H20的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底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，因而又称甲烷水合物。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”………
科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源
1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。
3、常见分子晶体分类：(1)所有非金属氢化物
(2)部分非金属单质，
(3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱和盐则是离子晶体
(5)绝大多数有机物的晶体。
晶体分子结构特征
（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰
、I2、O2
（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征
（如：HF
、冰、NH3
）
课堂
小结
6、下列物质属于分子晶体的化合物是（
）
A、石英
B、硫磺
C、干冰
D、食盐
C
7、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、分子键距离
D、分子间的氢键
BC
8、冰醋酸固体中不存在的作用力是（
）
A、离子键
B、极性键
C、非极性键
D、范德华力
A
课堂
练习
课堂
练习
9.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
C
11、水分子间存在着氢键的作用，使水分子彼此结合而成（H2O）n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体，其结构如图：试分析：
①1mol
冰中有
mol氢键？
②H2O的熔沸点比H2S高还是低？为什么？
③已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰？
2
氢键
由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度比水小，所以结的冰会浮在水面上
w
课堂
练习
课堂
练习
分子
高
N60的相对分子质量大,分子间作用力大。
13
230
<
N60可作高能炸药
N60=30N2
90Х167kJ/mol-30Х942kJ/mol=-13230kJ/mol
演示结束.
感谢聆听
2021