高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子晶体与共价晶体优质第一课时教案

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宏观辨识与微观探析： 认识分子晶体知道分子晶体的结构特点。能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用，以及范德华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。证据推理与模型认知： 借助分子晶体等模型认识晶体的结构特点。科学探究与创新意识： 掌握二氧化碳，冰的晶体结构，培养辩证地认识物质的科学态度和科学精神。
1.认识分子晶体知道分子晶体的结构特点。2.能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用，以及范德华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。重点：认识分子晶体知道分子晶体的结构特点。难点：能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用，以及范德华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。
根据组成晶体粒子间作用力的不同，对下列各种晶体进行分类
分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
从组成粒子和粒子间相互作用的角度分析以下四种晶体结构的共同特点是什么？
粒子之间都以分子间作用力相互吸引
1、概念：只含分子的晶体叫做分子晶体。
2、微粒间的相互作用：
所有分子晶体中是否均存在化学键？为什么？
否，稀有气体是单原子分子，无化学键，只有分子间作用力。
3、常见的典型分子晶体
大部分的共价化合物都是分子晶体
①所有非金属氢化物：如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等②部分非金属单质：如卤素（X2）、氧气（O2）、硫（S8）、氮气（N2）、白磷（P4） 、碳（C60）等③部分非金属氧化物：如CO2、P4O6、P4O10、SO2等④稀有气体⑤几乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等⑥绝大多数有机物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等
(除B、Si、Ge等的单质、金刚石等)
③不导电，固态和熔融状态时都不导电，只有酸的水溶液能导电
许多分子晶体常温下是气体或液体
(如干冰、碘、红磷、萘等)
不存在自由移动的离子或自由电子
4、分子晶体的物理性质
【强调】分子晶体在熔化时，只破坏分子间作用力而不破坏化学键
物理性质 化学性质
5、分子晶体熔沸点的比较
分子间作用力的大小决定了分子晶体的熔沸点高低
①含有分子间氢键的分子晶体，熔沸点较高。
②组成和结构相似的物质，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。
如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3
如：O2>N2 HI>HBr>HCl
③相对分子质量相等或相近，极性分子的范德华力大，熔沸点高。如CO>N2
④在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低。
如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷
大多数分子晶体中，如果分子间作用力只是范德华力(无分子间氢键)，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。如：C60、干冰 、I2、O2。
6、分子晶体的结构特征
分子间的作用力：范德华力
顶点和面心各有1个分子
以干冰晶体结构为例分析：分子密堆积的结构
①干冰中的CO2分子间作用力只存在 ，不存在 。 ②每个晶胞中均摊 个CO2分子 ③每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为 个。
水分子间的主要作用力是氢键，由于氢键具有方向性，使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，使得晶体中分子的空间利用率降低，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。
思考1、冬季河水结冰后，冰块往往浮在水面，为什么冰的密度比水小呢？
由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，形成空隙较大的网状体。冰融化后，分子间的空隙减小。所以冰的密度比水小，结的冰会浮在水面上。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 。
2、冰晶体中1 ml H2O最多形成多少ml氢键？
冰晶体1 ml H2O中最多含有2 ml氢键
3、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。
小结：典型的分子晶体的结构特点
7、分子晶体的判断方法
组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。
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。
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
硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中，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？
硫化氢晶体中分子之间只有范德华力，范德华力无饱和性与方向性，形成分子密堆积。因此，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子。 而冰晶体中水分子间存在氢键，氢键具有方向性，这迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键。因此，冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子。
取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小穴，撒入一些镁粉，用红热的铁棒把镁点燃，将另一块干冰盖上，你会看到镁粉在干冰内_________，像冰灯中装进一个 一样，发出___________。(切勿用手接触干冰，以免冻伤！)这个实验不但证明了金属镁可以跟二氧化碳____，而且也说明了干冰易_____的特性。
20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。其主要气体成分是甲烷，称甲烷水合物，外形像冰，在常温常压下会迅速分解释放出甲烷又称“可燃冰”。
练习1、下列分子晶体的溶、沸点高低正确的是（ ）A、Cl2＞I2B、CCl4 ＞ SiCl4C、CH3CH2OH ＞ CH3CH3D、C(CH3)4 ＞ CH3CH2CH2CH2CH3
练习2、下列晶体由原子构成，且属于分子晶体的是（ ）A、固态氢 B、固态氦C、磷 D、三氧化硫
练习3、下列关于冰和干冰的描述正确的是（ ）①熔点：冰＜干冰； ②密度：冰＜干冰③晶体中分子间的作用力类型相同； ④晶体的空间利用率：冰＜干冰A、①③ B、②④C、①④ D、②③
练习4、下列有关分子晶体的说法中一定正确的( 　)A．分子内均存在共价键B．分子间一定存在范德华力C．分子间一定存在氢键D．其结构一定为分子密堆积
练习5、(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　⑥CO________N2(2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa)，但它在180 ℃即开始升华。请回答：①AlCl3固体是________晶体。②设计一个可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是_______________________________________。
在熔融状态下，试验其是否导电，若不导电是共价化合物，若导电是离子化合物.
只含分子的晶体叫做分子晶体。