高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié) 分子晶體與共價(jià)晶體第1課時(shí)導(dǎo)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

第1課時(shí)　分子晶體必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、分子晶體及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1．概念及微粒間的作用力：(1)概念：只含分子的晶體稱為分子晶體。(2)粒子間的相互作用力：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(jià)鍵結(jié)合。2．堆積方式：分子密堆積分子非密堆積作用力只有分子間作用力，無氫鍵有分子間氫鍵，它具有方向性空間特點(diǎn)每個(gè)分子周圍一般有12個(gè)緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰3.常見分子晶體及物質(zhì)類別：物質(zhì)種類實(shí)　例所有非金屬氫化物H2O、NH3、CH4等部分非金屬單質(zhì)鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分非金屬氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等幾乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等絕大多數(shù)有機(jī)物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等4.分子晶體的物理性質(zhì)(1)一般熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小，易揮發(fā)，易升華。原因：分子間作用力較弱。(2)分子晶體固態(tài)和熔融態(tài)一般不導(dǎo)電。原因：沒有自由移動(dòng)的帶電粒子。但有的在水溶液中能導(dǎo)電，有的不能導(dǎo)電。(3)溶解性：分子晶體的溶解性一般遵循“相似相溶”原理，即非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑。(1)分子晶體中只存在分子間作用力嗎？提示：不一定。分子晶體中一定存在分子間作用力，分子內(nèi)原子間則可能存在共價(jià)鍵，而單原子分子形成的分子晶體則只存在分子間作用力。(2)分子晶體中，分子間作用力越大，對應(yīng)的物質(zhì)越穩(wěn)定嗎？提示：決定分子穩(wěn)定性大小的因素是化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，而分子間作用力大小決定分子晶體熔沸點(diǎn)的高低。(3)判斷下列說法是否正確。①分子晶體中一定含有分子間作用力，不一定含有化學(xué)鍵。(　√　)提示：稀有氣體單質(zhì)是單原子分子，固態(tài)時(shí)屬于分子晶體，分子間只含分子間作用力，不含化學(xué)鍵。②分子晶體熔化時(shí)，既破壞分子間作用力，也有共價(jià)鍵斷裂。(　×　)提示：分子晶體受熱熔化時(shí)，只破壞分子間作用力，不破壞共價(jià)鍵。③冰融化和干冰升華破壞的作用力完全相同。(　×　)提示：干冰升華只破壞范德華力，而冰融化除破壞范德華力外，還破壞氫鍵。二、兩種典型分子晶體的組成和結(jié)構(gòu)1．冰(1)水分子之間的主要作用力是范德華力，也存在氫鍵。(2)氫鍵有方向性，它的存在迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子互相吸引。2．干冰(1)干冰中的CO2分子間只存在范德華力，不存在氫鍵。(2)①每個(gè)晶胞有4個(gè)CO2分子，12個(gè)原子。②每個(gè)CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子數(shù)為12個(gè)。(情境思考)常溫下，液態(tài)水中水分子在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。0 ℃以下，水凝結(jié)為冰，其中的水分子排列由雜亂無序變得十分有序。(1)冰晶體中存在著哪幾種微粒間的相互作用？提示：共價(jià)鍵、氫鍵、范德華力。(2)電解水生成氫氣和氧氣時(shí)破壞的作用力是什么？提示：共價(jià)鍵。(3)為什么液態(tài)水的密度大于冰的密度？提示：由于在冰的晶體中，水分子之間形成氫鍵，水分子之間以締合分子形式存在，占據(jù)的空間增大，密度減小。關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)　分子晶體的物理性質(zhì)1．分子晶體熔沸點(diǎn)低的原因分子晶體中粒子間是以范德華力或范德華力和氫鍵而形成的晶體，因此，分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，密度較小，硬度較小，較易熔化和揮發(fā)。2．分子晶體的熔、沸點(diǎn)比較(1)分子晶體熔化或汽化都是克服分子間作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化或汽化時(shí)需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。(2)比較分子晶體的熔、沸點(diǎn)高低，實(shí)際上就是比較分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)的大小。①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。②相對分子質(zhì)量相等或相近時(shí)，極性分子的范德華力大，熔、沸點(diǎn)高，如CO>N2。③能形成氫鍵的物質(zhì)，熔、沸點(diǎn)較高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。3．分子晶體的導(dǎo)電性分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由離子，因而不能導(dǎo)電，易溶于水的電解質(zhì)在水中全部或部分電離而能夠?qū)щ?，不溶于水的物質(zhì)或易溶于水的非電解質(zhì)自身不能導(dǎo)電。【歸納總結(jié)】分子晶體的物理特性(1)分子晶體具有熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小，固態(tài)不導(dǎo)電等物理特性。所有在常溫下呈氣態(tài)的物質(zhì)、常溫下呈液態(tài)的物質(zhì)(除汞外)、易升華的固體物質(zhì)都屬于分子晶體。(2)分子間作用力的大小決定分子晶體的物理性質(zhì)。分子間作用力越大，分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。(1)影響分子晶體的熔、沸點(diǎn)有哪些因素？提示：氫鍵、范德華力、極性。(2)影響分子晶體的溶解度有哪些因素？提示：相似相溶原理、氫鍵、化學(xué)反應(yīng)。【典例】下列敘述正確的是(　　)A．由分子構(gòu)成的物質(zhì)其熔點(diǎn)一般較低B．分子晶體在熔化時(shí)，共價(jià)鍵被破壞C．分子晶體中分子間作用力越大，其化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定D．物質(zhì)在溶于水的過程中，化學(xué)鍵一定會(huì)被破壞或改變【思維建模】解答有關(guān)分子晶體組成和性質(zhì)問題的思維流程如下：【解析】選A。分子晶體熔化時(shí)共價(jià)鍵未被破壞，B錯(cuò)；分子晶體的穩(wěn)定性與共價(jià)鍵有關(guān)，C錯(cuò)；物質(zhì)溶于水化學(xué)鍵不一定被破壞或改變，例如蔗糖溶于水，D錯(cuò)。【母題追問】(1)分子晶體在熔化時(shí)，破壞的作用力是什么？提示：破壞分子間作用力(氫鍵、范德華力)。(2)分子晶體溶于水時(shí)，化學(xué)鍵如何變化？提示：有的溶于水破壞化學(xué)鍵，例如HCl；有的不破壞化學(xué)鍵，例如蔗糖、乙醇。 (1)分子晶體的物理性質(zhì)由分子間作用力(氫鍵、范德華力)強(qiáng)弱決定。(2)分子晶體的化學(xué)性質(zhì)由分子內(nèi)共價(jià)鍵的強(qiáng)弱(鍵長、鍵能)決定。1．(2021·石家莊高二檢測)下列關(guān)于分子晶體的說法正確的是(　　)A．分子晶體中的共價(jià)鍵有方向性，而分子間作用力無方向性B．在分子晶體中一定存在氫鍵C．冰和Br2都是分子晶體D．稀有氣體不能形成分子晶體【解析】選C。分子晶體中的共價(jià)鍵有方向性，而分子間作用力中的氫鍵也有方向性，故A錯(cuò)誤；在分子晶體中不一定存在氫鍵，如甲烷分子間及分子內(nèi)都不存在氫鍵，故B錯(cuò)誤；冰和Br2均由分子構(gòu)成，均屬于分子晶體，故C正確；稀有氣體構(gòu)成微粒是單原子分子，可形成分子晶體，故D錯(cuò)誤。2．據(jù)《新科學(xué)》雜志報(bào)道，科研人員在20°C、1個(gè)大氣壓和其他一定的實(shí)驗(yàn)條件下，給水施加一個(gè)弱電場，水就可以結(jié)成冰，稱為“熱冰”。如圖是水和“熱冰”微觀結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模擬圖。(1)該實(shí)驗(yàn)說明水分子具有________性，水分子中氧原子的雜化方式為__________________________________________________________________。提示：極　sp3。(2)參照熱冰的圖示，以一個(gè)水分子為中心，畫出水分子間最基本的連接方式(用結(jié)構(gòu)式表示)。提示：三言兩語話重點(diǎn)1．構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，晶體中相鄰分子間存在分子間作用力(HF、NH3、冰中存在氫鍵)、分子中原子間存在共價(jià)鍵。2．分子晶體有分子密堆積(如干冰等)和分子非密堆積(如冰等)兩種堆積方式。3．干冰每個(gè)晶胞中有4個(gè)CO2分子，每個(gè)CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子數(shù)為12個(gè)。4．分子晶體一般熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小，熔融時(shí)不破壞共價(jià)鍵。課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1．(2021·煙臺(tái)高二檢測)下列說法正確的是(　　)A．分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價(jià)鍵B．水加熱到很高的溫度都難以分解與氫鍵有關(guān)C．CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體D．HF、HCl、HBr、HI的熔沸點(diǎn)隨著相對分子質(zhì)量的增加依次升高【解析】選A。分子晶體中一定存在分子間作用力，可能有共價(jià)鍵(如水分子)，可能沒有(如稀有氣體分子)，A正確；水是一種非常穩(wěn)定的化合物，屬于化學(xué)性質(zhì)的表現(xiàn)，其中含有氫鍵，會(huì)導(dǎo)致沸點(diǎn)較高，和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定無關(guān)，B錯(cuò)誤；CO2晶體是由二氧化碳分子之間通過范德華力結(jié)合構(gòu)成的分子晶體，二氧化硅不屬于分子晶體，C錯(cuò)誤；同一主族氫化物的相對分子質(zhì)量越大其熔沸點(diǎn)越高，但含有氫鍵的氫化物熔沸點(diǎn)最高，HF中含有氫鍵，其熔沸點(diǎn)最高，D錯(cuò)誤。2．(2020·淄博高二檢測)AB型化合物形成的晶體結(jié)構(gòu)多種多樣。下圖所示的幾種結(jié)構(gòu)所表示的物質(zhì)最有可能是分子晶體的是(　　)A．①③ B．②⑤ C．⑤⑥ D．③④⑤⑥【解析】選B。從各圖中可以看出②⑤都不能再以化學(xué)鍵與其他原子結(jié)合，所以最有可能是分子晶體。3．BeCl2熔點(diǎn)較低，易升華，溶于醇和醚，其化學(xué)性質(zhì)與AlCl3相似。由此可推測BeCl2(　　)A．熔融態(tài)不導(dǎo)電 B．水溶液呈中性C．熔點(diǎn)比BeBr2高 D．不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)【解析】選A。根據(jù)提供信息，可以判斷BeCl2為分子晶體。BeCl2在熔融態(tài)不導(dǎo)電，A項(xiàng)正確；BeCl2溶液由于Be2＋水解呈酸性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；BeCl2、BeBr2均為分子晶體，組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高，則熔點(diǎn)BeCl2＜BeBr2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；BeCl2與AlCl3性質(zhì)相似，由AlCl3也能與NaOH溶液反應(yīng)可以類推BeCl2能與NaOH溶液反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2021·長沙高二檢測)科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N4氣體分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．N4分子中只含有共價(jià)鍵B．由N4分子形成的晶體可能屬于離子晶體C．1 mol N4分子所含共價(jià)鍵數(shù)為4NAD．N4沸點(diǎn)比P4(白磷)高【解析】選A。同種非金屬元素原子間形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，故A正確；N4分子中只含有共價(jià)鍵，不可能是離子晶體，故B錯(cuò)誤；由N4分子結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)分子中含有6個(gè)共價(jià)鍵，所以1 mol N4分子所含共價(jià)鍵數(shù)為6NA，故C錯(cuò)誤；N4和P4都是分子晶體，并且結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高，所以白磷的沸點(diǎn)更高，故D錯(cuò)誤。5．干冰晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，每8個(gè)CO2構(gòu)成立方體，且在6個(gè)面的中心又各有1個(gè)CO2分子，在每個(gè)CO2周圍距離為a(其中a為立方體棱長)的CO2有(　　)A．4個(gè) B．8個(gè) C．12個(gè) D．6個(gè)【解析】選C。在每個(gè)CO2周圍距離為a的CO2即為每個(gè)面心上的CO2分子，共有4×3＝12個(gè)。素養(yǎng)新思維 6．(2021·北京海淀區(qū)高二檢測)如圖為冰晶體的結(jié)構(gòu)模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有關(guān)說法正確的是(　　)A．冰晶體中每個(gè)水分子與另外四個(gè)水分子形成四面體B．冰晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是共價(jià)晶體C．水分子間通過H—O鍵形成冰晶體D．冰晶體融化時(shí)，水分子之間的空隙增大【解析】選A。B項(xiàng)，冰晶體屬于分子晶體；C項(xiàng)，水分子間通過分子間作用力形成晶體；D項(xiàng)，冰融化，氫鍵部分?jǐn)嗔?，空隙減小。

相關(guān)學(xué)案

相關(guān)學(xué)案更多

相關(guān)學(xué)案

相關(guān)學(xué)案 更多

相關(guān)學(xué)案更多