高中化学人教版 (2019)选择性必修2分子晶体与共价晶体教学课件ppt

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1.了解分子晶体的概念。2.了解常见的分子晶体。3.掌握分子晶体的性质和判断分子晶体的方法。
为什么冰易融化，碘易升华？
学完本节课内容，同学们就能回答这个问题了。
1. 概念：只含分子的晶体称为分子晶体。2.粒子间的相互作用力： 构成分子晶体的微粒是分子， 分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引， 分子内原子之间以共价键结合。
1.所有非金属氢化物：H2S， CH4 ， NH3等；2.部分非金属单质：O2， N2 ，白磷等；3.部分非金属氧化物：CO2，NO2，P4O6 等；4.几乎所有的酸；5.绝大多数有机物。
1．下列各组物质都属于分子晶体的是（ ）A．碘、二氧化碳、白磷、C60B．NaCl、二氧化碳、白磷、二氧化硫C．SO2、金刚石、N2、铜D．醋酸、甲烷、石墨、氧化钠
2．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、P4、C10H8 　 B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、H2O、Na2O2
分子晶体常见的堆积方式
1.若分子间作用力只有范德华力,则分子晶体有分子密堆积特征,即每个分子周围有12个紧邻的分子。2.若分子间还含有其他作用力,如氢键,则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。如冰中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。
有分子间氢键——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）。
只有范德华力，无分子间氢键——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。
与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个
碳60（C60）的晶胞
冰中１个水分子周围有４个水分子
两种典型分子晶体的分析
干冰的晶体结构在干冰晶体中，CO2分子在范德华力作用下，以密堆积方式排列成面心立方结构：8个CO2分子分别位于立方体的8个顶点，6个CO2分子位于立方体的6个面心。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子共12个，分别分布于3个相互垂直的平面上，每个平面上有4个。
特点：（1）干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。（2）每个晶胞中均摊4个CO2分子,含有12个原子。（3）每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。（4）干冰在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂。
冰晶体的结构由于水分子中O原子采取sp3杂化，因此成键电子对与孤对电子之间有特定的伸展方向，所以分子间氢键的形成也有特定的方向和数目。每个H2O分子只能通过氢键与4个H2O直接相邻排列。每个氧原子周围都有4个氢原子，其中2个氢原子是通过共价键结合，距离较近，另外2个氢原子通过氢键结合，距离较远，因此冰晶体中每个水分子均在氢键的作用下形成以它为中心其他4个水分子为顶点的变形四面体结构。
特点：（1）水分子之间的作用力有范德华力、氢键,但主要是氢键。（2）由于氢键具有方向性,使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的4个相邻的水分子相互吸引。（3）冰的硬度和干冰相似，而熔点比干冰的熔点高得多。
(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等)，且硬度较小。
(2)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移动的离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。
(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。如：H2O是极性溶剂，SO2、H2S、HBr等都是极性分子，它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂，则Br2、I2等非极性分子易溶于其中，而水则不溶于苯和CCl4中。
分子晶体是分子在分子间作用力的作用下形成的晶体，熔化时，只破坏分子间作用力不破坏化学键。分子晶体的熔、沸点的高低是由分子间作用力决定的，而分子间作用力与化学键相比是一种较弱的作用，所以分子晶体在熔、沸点上表现出共性，即熔、沸点均较低，有些分子晶体具有易挥发、升华的性质。
（1）少数含氢键的分子晶体，比一般的分子晶体的熔点高，如含有H—F、H—O、H—N等共价键的分子间可以形成氢键，所以HF、H2O、NH3、醇、氨基酸、糖等物质的熔点相对较高。
（2）组成和结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔点逐渐升高。例如，常温下Cl2为气态，Br2为液态，而I2为固态，CO2为气态，CS2为液态。
（3）相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔、沸点高，如CO的熔、沸点比N2的熔、沸点高。
（4）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，如熔、沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。
(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。
冰晶体中，每个水分子周围有多少个紧邻的水分子？和干冰晶体一样吗？若不一样，可能的原因是什么？
在冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。因为水分子间存在氢键，氢键具有方向性，每个水分子都与4个相邻的水分子相互吸引，构成四面体，属于非密堆积。
冰晶体中1 ml H2O最多有多少ml 氢键？
冰晶体中，每个水分子与其它4个水分子形成氢键，每个氢键由2个水分子均摊，故4×1/2＝2，每个水分子平均形成2个氢键。即冰晶体1 ml H2O中最多含有2 ml氢键。
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。
（1）0-4℃时，温度升高，热运动使缔合水分子的部分氢键断裂，分子间空隙减小，密度增大；
水的密度随温度变化的曲线如下图所示。0-4℃，水的密度随温度的升高而增大。超过4℃，水的密度随温度的升高而减小。为什么?
（2）超过4℃时，温度升高，水分子热运动速度加快，使得分子的平均距离加大，密度减小。
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，能够形成分子密堆积。因此，一个硫化氢分子周围有12分紧邻分子。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。
1.下列关于分子晶体的说法正确的是（ ）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. 晶体的熔、沸点一般较高 
2．下列性质适合于分子晶体的是(　　) ①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液导电 ②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液导电 ③能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6 ℃ ④熔点97.81 ℃，质软、导电，密度为0.97 g·cm－3 A．①② B．①③ C．②③ D．②④
3.下列说法正确的是( )A. 范德华力普遍存在于分子之间，如液态水中因范德华力的存在使水分子发生缔合B. H2SO4为强电解质，硫酸晶体是能导电的C. 冰中1个H2O分子可通过氢键与4个水分子相连，所以冰中H2O分子与氢键的数目之比为1∶4D. 氢键有饱和性和方向性，所以液态水结成冰时体积会变大 
3.2 分子晶体与共价晶体第1课时
1.判断正误。(1)分子晶体中只存在分子间作用力 ( )(2)分子晶体熔化时共价键断裂 ( )(3)分子晶体中氢键越强，分子越稳定 ( )(4)分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键 ( )
2．下列有关冰和干冰的叙述不正确的是(　　)A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体B．冰晶体中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子C．干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华D．干冰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
3．下列有关分子晶体的说法中一定正确的是(　　)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
4．HF分子晶体、NH3分子晶体与冰的结构极为相似，在HF分子晶体中，与F原子距离最近的HF分子有(　　)A．3个　　　B．4个　　　C．5个　　　D．12个