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《分子晶体与共价晶体》第一课时
教学设计
课题
《分子晶体与共价晶体》
单元
3
学科
化学
年级
高二
教材
分析
本章内容比较系统地介绍了晶体结构与性质，内容比较丰富。第三章作为选修性必修2结尾章，与前两章一起构成“原子、分子、晶体的结构与性质”三位一体的物质结构与性质模块的基本内容。本节教学内容是人教版高中化学选择性必修第二册第三章《晶体结构与性质》第二节《分子晶体与共价晶体》第一课时。
本节安排了“分子晶体”这部分内容。学生通过学习这部分知识，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。
教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：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。
证据推理与模型认知：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。
重点
难点
分子晶体
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
观察分析碘晶胞的结构特点及粒子间的作用力。
思考
通过思考，引发学生兴趣，提高学生学习积极性。
讲授新课
第一节
分子晶体与共价晶体
第一课时
分子晶体
一、分子晶体
1.定义
只含分子的晶体称为分子晶体。
2.特点
(1)在分子晶体中，相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
(2)分子晶体有低熔点的特性。
(3)分子晶体的硬度很小。
分子晶体熔化时需破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低。
3.分子晶体的物理性质
分子晶体熔、沸点比较规律
①少数主要以氢键作用形成的分子晶体，比一般的分子晶体的熔、沸点高
②组成与结构相似，分子之间不含氢键而只利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高
③相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔、沸点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔、沸点高
有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间的相互作用力越弱，熔、沸点越低
分子晶体不导电
分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电
分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律
极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
思考：哪些晶体属于分子晶体呢？
4.典型分子晶体
所有非金属氢化物：如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等
部分非金属单质：如卤素、氧气、硫、氮气、白磷等
部分非金属氧化物：如CO2、P4O6、P4O10、SO2等
注意：SiO2不是分子晶体
几乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等
绝大多数有机物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等
5.分子晶体的结构特征
观察干冰和冰的结构模型，总结分子晶体的堆积方式。
①干冰晶胞是一种面心立方结构；
②在立方体的顶角各有一个CO2分子，6个面的中心又各有一个CO2分子；
③干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键；
④每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子；
⑤每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个。
思考：为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？
水分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力)，在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
氢键有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引
冰晶体中的水分子的空间利用率不高，当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大
超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离增大，密度逐渐减小
思考：为什么干冰的熔沸点比冰低而密度却比冰大？
由于干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高。
水存在分子间氢键，CO2之间只存在范德华力，干冰的熔沸点比冰低。干冰常压下极易升华。而且，干冰在工业上广泛用作制冷剂。
思考：干冰升华过程中破坏共价键吗？
干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。
思考：硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，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？
硫化氢分子间只有范德华力，分子密堆积，而水分子间存在氢键，非密堆积。
6.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、几乎所有的酸、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,组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。
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。
天然气水合物——一种潜在的能源
【课堂练习】
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)组成分子晶体的微粒是分子，在分子晶体中一定存在共价键和分子间作用力( )
(2)分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键( )
(3)分子晶体熔化或溶于水均不导电( )
(4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大( )
(5)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体( )
(6)干冰比冰的熔点低很多，常压下易升华( )
(7)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个紧邻的分子( )
(8)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( )
答案：(1)×
(2)√
(3)×
(4)×
(5)×
(6)√
(7)√
(8)×
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
解析:
C。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
3.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．含氧酸
解析:D。
4.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:D。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。
5.自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献。
(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子是极性分子还是非极性分子？________。
(2)XeF2晶体是一种无色晶体，图2为它的晶胞结构图。XeF2晶体属于哪种类型的晶体？________。
答案：非极性分子
分子晶体
思考
认真思考
能辨识常见的分子晶体。
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。
检测反馈
课堂小结
一、分子晶体
1.分子晶体
（1）构成粒子：分子
（2）粒子间作用力：分子间作用力
（3）常见的分子晶体
2.分子晶体的物理性质
（1）具有较低的熔点、沸点和硬度
（2）分子晶体不导电
（3）分子晶体溶解性符合“相似相溶”规律
3.分子晶体的结构特征
（1）分子密堆积
（2）分子非密堆积
板书
一、分子晶体
1.分子晶体
（1）构成粒子：分子
（2）粒子间作用力：分子间作用力
（3）常见的分子晶体
2.分子晶体的物理性质
（1）具有较低的熔点、沸点和硬度
（2）分子晶体不导电
（3）分子晶体溶解性符合“相似相溶”规律
3.分子晶体的结构特征
（1）分子密堆积
（2）分子非密堆积
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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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
新课讲解
课程学习目标
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。
1
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。
2
新课讲解
导入
碘晶胞示意图
观察分析碘晶胞的结构特点及粒子间的作用力
新课讲解
一、分子晶体
1.定义
只含分子的晶体称为分子晶体。
2.特点
(1)在分子晶体中，相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
(2)分子晶体有低熔点的特性。
(3)分子晶体的硬度很小。
新课讲解
某些分子晶体的熔点
一、分子晶体
分子晶体熔化时需破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低。
3.分子晶体的物理性质
一、分子晶体
新课讲解
3.分子晶体的物理性质
一、分子晶体
新课讲解
新课讲解
一、分子晶体
4.典型分子晶体
思考：哪些晶体属于分子晶体呢？
所有非金属氢化物：如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等
部分非金属单质：如卤素、氧气、硫、氮气、白磷等
部分非金属氧化物：如CO2、P4O6、P4O10、SO2等
注意：SiO2不是分子晶体
绝大多数有机物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等
几乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等
新课讲解
一、分子晶体
5.分子晶体的结构特征
观察干冰和冰的结构模型，总结分子晶体的堆积方式。
新课讲解
一、分子晶体
①干冰晶胞是一种面心立方结构；
②在立方体的顶角各有一个CO2分子，6个面的中心又各有一个CO2分子；
③干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键；
④每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子；
⑤每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个。
5.分子晶体的结构特征
新课讲解
一、分子晶体
CO2
分子：
中心
5.分子晶体的结构特征
新课讲解
一、分子晶体
CO2
分子：
5.分子晶体的结构特征
新课讲解
一、分子晶体
96pm
276pm
氢键具有方向性
新课讲解
一、分子晶体
5.分子晶体的结构特征
思考：为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？
水分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力)，在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
氢键有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引
冰晶体中的水分子的空间利用率不高，当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大
超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离增大，密度逐渐减小
新课讲解
一、分子晶体
思考：为什么干冰的熔沸点比冰低而密度却比冰大？
由于干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高。
水存在分子间氢键，CO2之间只存在范德华力，干冰的熔沸点比冰低。干冰常压下极易升华。而且，干冰在工业上广泛用作制冷剂。
5.分子晶体的结构特征
新课讲解
一、分子晶体
思考：干冰升华过程中破坏共价键吗？
干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。
思考：硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，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？
硫化氢分子间只有范德华力，分子密堆积，而水分子间存在氢键，非密堆积。
新课讲解
一、分子晶体
6.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、几乎所有的酸、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,组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。
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。
新课讲解
一、分子晶体
天然气水合物——一种潜在的能源
(1)组成分子晶体的微粒是分子，在分子晶体中一定存在共价键和分子间作用力( )
(2)分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键( )
(3)分子晶体熔化或溶于水均不导电( )
(4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大( )
(5)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体( )
(6)干冰比冰的熔点低很多，常压下易升华( )
(7)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个紧邻的分子( )
(8)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( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
√
×
×
×
课堂练习
×
×
√
√
课堂练习
2.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．含氧酸
3.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
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。
D
C
课堂练习
D
4.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。
课堂练习
5.自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献。
(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子是极性分子还是非极性分子？________。
(2)XeF2晶体是一种无色晶体，图2为它的晶胞结构图。XeF2晶体属于哪种类型的晶体？________。
?
非极性分子
分子晶体
课堂小结
一、分子晶体
1.分子晶体
（1）构成粒子：分子
（2）粒子间作用力：分子间作用力
（3）常见的分子晶体
2.分子晶体的物理性质
（1）具有较低的熔点、沸点和硬度
（2）分子晶体不导电
（3）分子晶体溶解性符合“相似相溶”规律
3.分子晶体的结构特征
（1）分子密堆积
（2）分子非密堆积
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