第二节 分子晶体与共价晶体 第1课时 分子晶体 [学习目标] 1.通过认识分子晶体,能描述分子晶体的概念,列举常见的分子晶体。2.通过借助冰、干冰等模型认识分子晶体的结构特点及物理性质,能从微观角度分析分子晶体中各构成粒子之间的作用和对分子晶体物理性质的影响,能辨析分子晶体中粒子的堆积模型并能用均摊法对晶胞进行分析。3.通过分子晶体的学习,能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体。 学习任务1 探究分子晶体及其结构 1.分子晶体 (1)概念: 只含分子的晶体称为分子晶体,在分子晶体中,相邻分子靠分子间作用力相互吸引。 (2)分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用。 2.常见的典型分子晶体 物质类别 举例 所有非金属氢化物 H2O、H2S、NH3、CH4、HX等 部分非金属单质 X2、O2、H2、S8、N2、P4、C60等 部分非金属氧化物 CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等 稀有气体 氦气(He)、氖气(Ne)等 几乎所有的酸 H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等 3.分子晶体的常见堆积方式 (1)常见分子晶体的结构分析。 代表物质 干冰 冰 晶胞 晶胞占有 分子数 4 8 紧邻 分子数 每个二氧化碳分子周围有12个紧邻的分子 每个水分子周围有4个紧邻的分子 密度(相 对大小) 大 小 (2)分子晶体的常见堆积方式。 分子间 作用力 堆积方式 实例 范德华力 分子采用密堆积,每个分子周围最多有12个紧邻的分子 如C60、干冰、I2、O2 范德华力、 氢键 分子不采用密堆积,每个分子周围紧邻的分子少于12个 如HF、 NH3、冰 碘晶体的晶胞是一个长方体,在它的每个顶点上有一个碘分子,每个面上有一个碘分子,如图所示。 探究 分子晶体的结构特点 问题1:碘分子中碘原子之间的作用力是什么 碘晶体中碘分子之间的作用力是什么 提示:碘分子(I2)中两个碘原子以共价键相结合。碘晶体中碘分子(I2)之间以范德华力相结合。 问题2:碘的晶体类型是什么 你判断的依据是什么 提示:碘属于分子晶体。判断的依据是碘分子之间仅以分子间作用力相结合。 问题3: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 提示:硫化氢分子间只存在范德华力,属于分子密堆积,而冰中水分子间的主要作用力是氢键,氢键具有方向性,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个相邻水分子相互吸引。 分子晶体的结构特点 (1)分子晶体的基本构成粒子是分子,分子之间普遍存在的作用力是范德华力,个别晶体中分子间还含氢键,如冰中。 (2)只存在范德华力的晶体,晶体中分子采取密堆积,晶胞中每个分子周围一般有12个分子紧邻。含有氢键的晶体,由于氢键的方向性,晶体中分子之间不满足密堆积,空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以密度会减小,但是熔点、沸点往往会升高,如HF、NH3、冰等。 1.下列关于分子晶体的说法正确的是( ) [A] 晶体中分子间作用力越大,分子越稳定 [B] 在分子晶体中一定存在共价键 [C] 冰和Br2都是分子晶体 [D] 稀有气体不能形成分子晶体 【答案】 C 【解析】 分子的稳定性与化学键有关,共价键越强,稳定性越强,而分子间作用力只影响物质的熔、沸点,A错误;稀有气体形成的分子晶体,不含有共价键,B错误;冰和Br2都是由分子构成的分子晶体,C正确;稀有气体的构成粒子是分子,能形成分子晶体,D错误。 2.水是生命之源,如图为冰晶体的结构模型,大球代表氧原子,小球代表氢原子,下列有关说法正确的是( ) [A] 冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体 [B] 冰晶体和干冰晶体之间的作用力一样 [C] 水分子间通过H—O形成冰晶体 [D] 冰晶体融化时,水分子之间的空隙增大 【答案】 A 【解析】 由图可知,冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体,A项正确;水分子间通 ... ...
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