第二節(jié)分子晶體與共價晶體基礎(chǔ)課時11分子晶體第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1min自學(xué)指導(dǎo)

6min閱讀課本第78-80頁，完成大本自學(xué)指導(dǎo)×××√自學(xué)檢測3min稀有氣體為單原子分子晶體，只含范德華力破壞分子間作用力物理性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)可能有共價鍵典型的分子晶體

所有非金屬氫化物：如水、硫化氫、氨、氯化氫、甲烷等部分非金屬單質(zhì)：如鹵素、氧氣、硫、氮氣、白磷等部分非金屬氧化物：如CO2、P4O6、P4O10、SO2等SiO2不是分子晶體絕大多數(shù)有機物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等幾乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等

概念：只含分子的晶體稱為分子晶體。粒子間的相互作用力：

構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，分子晶體內(nèi)相鄰分子間以分子間作用力相互吸引，分子內(nèi)原子之間以共價鍵結(jié)合。一、分子晶體碘晶胞分子晶體的物理性質(zhì)分子晶體氧氣氮氣白磷水硫化氫甲烷乙酸尿素熔點/℃-218.3-210.144.20-85.6-18216.6132.7【強調(diào)】分子晶體在熔化時，只破壞分子間作用力而不破壞化學(xué)鍵分子晶體具有較低的熔、沸點和較小的硬度分子晶體熔化時需破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點一般較低物理性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)分子晶體熔、沸點比較規(guī)律少數(shù)主要以氫鍵作用形成的分子晶體，比一般的分子晶體的熔、沸點高組成與結(jié)構(gòu)相似，分子之間不含氫鍵而只利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點逐漸升高相對分子質(zhì)量相等或相近的極性分子構(gòu)成的分子晶體，其熔、沸點一般比非極性分子構(gòu)成的分子晶體的熔、沸點高有機物中組成和結(jié)構(gòu)相似且不存在氫鍵的同分異構(gòu)體，相對分子質(zhì)量相同，一般支鏈越多，分子間的相互作用力越弱，熔、沸點越低分子晶體的物理性質(zhì)分子晶體不導(dǎo)電

分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由離子或自由電子，因而分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑觀察干冰和冰的結(jié)構(gòu)模型，總結(jié)分子晶體的堆積方式。干冰晶胞是一種面心立方結(jié)構(gòu)，在立方體的頂角各有一個CO2分子，6個面的中心又各有一個CO2分子干冰中的CO2分子間只存在范德華力，不存在氫鍵每個晶胞中有4個CO2分子，12個原子每個CO2分子周圍等距離且最近的CO2分子有12個【分子密堆積】分子晶體的結(jié)構(gòu)特征晶胞內(nèi)離頂角CO2分子最近的CO2分子有3個3個CO2均在面心，只有一半在晶胞內(nèi)頂角CO2分子被8個晶胞共用，每個晶胞只占1/8分子晶體的結(jié)構(gòu)特征CO2

分子：中心分子晶體的結(jié)構(gòu)特征96pm276pm氫鍵具有方向性冰的結(jié)構(gòu)分子晶體的結(jié)構(gòu)特征為什么水凝固成冰、雪、霜時，密度變小？水分子之間的主要作用力是氫鍵（當(dāng)然也存在范德華力)，在冰的晶體中，每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子

。氫鍵有方向性，即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰的水分子相互吸引。冰晶體中的水分子的空間利用率不高，當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，熱運動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大

。超過4℃時，才由于熱運動加劇，分子間距離增大，密度逐漸減小

。分子晶體的結(jié)構(gòu)特征分子間作用力堆積方式實例范德華力分子密堆積，每個分子周圍有12個緊鄰的分子C60、干冰、I2、O2范德華力、氫鍵分子不采用密堆積，每個分子周圍緊鄰的分子少于12個HF、NH3、冰分子晶體的結(jié)構(gòu)特征為什么干冰的熔沸點比冰低而密度卻比冰大？由于干冰中的CO2之間只存在范德華力，一個分子周圍有12個緊鄰分子，密度比冰的高。水存在分子間氫鍵，CO2之間只存在范德華力，干冰的熔沸點比冰低。干冰常壓下極易升華。而且，干冰在工業(yè)上廣泛用作制冷劑。分子晶體的結(jié)構(gòu)特征干冰升華過程中破壞共價鍵嗎？干冰升華的過程中破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。

硫化氫分子和水分子結(jié)構(gòu)相似，但是硫化氫晶體中，一個硫化氫分子周圍有12個緊鄰分子，而冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子，為什么？硫化氫分子間只有范德華力，分子密堆積，而水分子間存在氫鍵，非密堆積。分子晶體的判斷方法依據(jù)物質(zhì)的類別判斷，部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物的晶體都是分子晶體。依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用判斷，組成分子晶體的粒子是分子，粒子間作用是分子間作用力。依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷，分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固體時均不導(dǎo)電。資料卡片取兩塊大小相同的干冰，在一塊干冰中央挖一個小穴，撒入一些鎂粉，用紅熱的鐵棒把鎂點燃，將另一塊干冰蓋上，你會看到鎂粉在干冰內(nèi)繼續(xù)燃燒，像冰燈中裝進一個電燈泡一樣，發(fā)出耀眼的白光。(切勿用手接觸干冰，以免凍傷!)這個實驗不但證明了金屬鎂可以跟二氧化碳反應(yīng)(2Mg+CO2====2MgO+C)，而且也說明了干冰易升華的特性。點燃科技·技術(shù)·社會天然氣水合物——一種潛在的能源20世紀末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底和大陸冰川或永久凍土底部存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要氣體成分是甲烷，因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰”。在天然氣水合物晶體中，有甲烷、乙烷、氮氣、氧氣、二氧化碳、硫化氫、稀有氣體等，它們在水合物晶體里是裝在以氫鍵相連的幾個水分子構(gòu)成的籠內(nèi)，因而又稱籠狀化合物。天然氣水合物晶體中的水分子籠是多種多樣的。本節(jié)小結(jié)DB甲烷分子分子間作用力4個甲烷晶胞探究分子晶體結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)的關(guān)系冰的密度比水小。在冰晶體中，由于氫鍵的方向性，迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，熱運動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大。由于冰中除了范德華力外還有氫鍵作用，破壞分子間作用力所需能量更多，所以熔、沸點比干冰高。由于冰晶體中的氫鍵具有方向性，導(dǎo)致冰晶體密度較小，所以相同狀況下冰體積較大。由于相對分子質(zhì)量：CO2＞H2O，所以干冰的密度大。破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。D分子間作用力的大小決定分子的物理性質(zhì)，而分子的穩(wěn)定性則取決于化學(xué)鍵的強弱；冰融化時克服范德華力和氫鍵，水分子內(nèi)的共價鍵沒有斷裂；在冰的晶體結(jié)構(gòu)中存在分子間氫鍵，使其熔點較高。<

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