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第2節 幾種簡單的晶體結構模型 課時3
1.了解分子晶體的結構特點及性質；
2.知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普遍存在的。
聯想 · 質疑
聯想 · 質疑
像碘、干冰、等這些以分子為基本構成微粒的晶體中，分子會如何排列呢
碘晶體
干冰晶體
構成它們的基本微粒是什么？微粒之間靠什么作用力結合
組成微粒：分子
相互作用
分子內：共價鍵
分子間：分子間作用力
一、分子晶體
1.分子晶體
(1)定義：分子之間通過分子間作用力結合形成的晶體。
構成微粒
微粒間作用力
(2)常見的分子晶體
所有
非金屬氫化物
H2O、NH3、CH4
部分
非金屬單質
X2、O2、 C60
部分
非金屬氧化物
CO2、 SO2、 P4O6
幾乎所有的酸
H2SO4、HNO3
絕大多數
有機物
乙醇、蔗糖
2.常見分子晶體的結構
(1)碘晶體
長方體晶胞，每個頂點和面心上各有1個I2分子。晶胞所含分子數 。
結構特點：
4
兩種空間取向
(2)二氧化碳晶體結構
結構特點：
正方體晶胞，每個頂點和面心上各有1個I2分子。晶胞所含分子數 。
4
分子間作用力包括：
①范德華力 無方向性和飽和性
② 氫鍵 具有方向性和飽和性
非密堆積
密堆積
冰中1個水分子周圍只有4個水分子
1個二氧化碳分子周圍有12個二氧化碳分子
(3)冰晶體結構
冰的晶體結構
分子的形狀、分子的極性以及分子之間是否存在氫鍵等，都會影響分子的堆積方式。
結構特點：
分子間距比較大，類似蜂巢結構。
(4)苯甲酸晶體結構
交流 · 研討
交流 · 研討
CO2和SiO2的一些物理性質如下表所示,通過比較試回答下列問題。
熔點/℃ 沸點/℃ 狀態(室溫)
CO2 -56.2 -78.4 氣態
SiO2 1 723 2 230 固態
碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族,為什么CO2晶體的熔、沸點很低,而SiO2晶體的熔、沸點很高
二氧化硅是共價晶體,這類晶體熔、沸點高,硬度大;而二氧化碳屬于分子晶體,這類晶體熔、沸點低。
3.分子晶體的物理性質
分子晶體熔、沸點高低的比較
a.組成結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,范德華力越大,熔、沸點越高。
b.相對分子質量相等或相近的分子晶體,極性分子間的范德華力大,相應晶體的熔、沸點高。
c.分子間含有氫鍵的分子晶體,熔、沸點較高。
d.在烷烴的同分異構體中,一般來說,支鏈數越多,熔、沸點越低。
由于分子間作用力很弱，所以分子晶體一般具有：
①較低的熔、沸點 ②較小的硬度 ③一般都是絕緣體，熔融狀態不導電。
離子晶體 共價晶體 分子晶體 金屬晶體
構成晶體 的粒子
粒子間 的作用
作用力大小 (一般而言)
判斷作用 力大小的 參考數據
熔點
四類晶體的比較
陰、陽離子
離子鍵
較強
原子
共價鍵
很強
分子
范德華力(氫鍵)
弱
金屬陽離子
和自由電子
金屬鍵
有的較強,有的較弱
離子電荷數、離子半徑
鍵能、鍵長
(組成、結構相似)相對分子質量
離子半徑、離子所帶電荷數
較高
高
低
差別較大
歸納
離子晶體 共價晶體 分子晶體 金屬晶體
硬度
導熱和 導電性
溶解性
延展性
略硬而脆
大
較小
差別較大
不良導體
(熔融后或溶于水導電)
不良導體
不良導體(部分溶于水,電離后導電)
良導體
多數易溶
一般不溶
相似相溶
一般不溶于水,
少數與水反應
差
差
差
優良
聯想 · 質疑
聯想 · 質疑
實驗測定，石墨的熔點高達 3850 ℃，質地很軟并且能導電，是非常好的潤滑劑。石墨究竟屬于哪種類型的晶體呢
石墨的層狀結構
根據石墨的晶體結構，
分析石墨具有導電性
和潤滑性的原因。
石墨電極
(1)石墨晶體
石墨中的碳原子是sp2雜化,形成平面六元并環結構,因此石墨晶體是層狀結構。層內的碳原子通過共價鍵相連,層間靠范德華力維系，容易滑動。有一個未參與雜化的2p電子,所有的p軌道相互平行而且相互重疊形成遍及整個平面的大π鍵,使p軌道的電子可在整個碳原子平面中運動,所以石墨有類似金屬晶體的導電性。
二、晶體結構的復雜性
既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體，如石墨。
(2)混合型晶體
(3)晶體的復雜性
物質組成的復雜性導致晶體中存在多種不同微粒以及不同的微粒間作用。例如,BaTiO3含有一種陰離子和多種陽離子,Ca5(PO4)3OH含有一種陽離子和多種陰離子。
離子鍵、共價鍵、金屬鍵等都是化學鍵的典型模型，但是，原子間形成的化學鍵往往是介于典型模型之間的過渡狀態，由于微粒間的作用存在鍵型過渡，即使組成簡單的的晶體，也可能介于離子晶體、共價晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過渡狀態，形成過渡晶體。
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO2 Cl2O7
離子鍵的 百分數/% 62 50 41 33 都是分子晶體,表明離子鍵成分的百分數更小
幾種氧化物的化學鍵中離子鍵成分的百分數
1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)分子晶體內只有分子間作用力。(　　)
(2)分子晶體的相對分子質量越大,熔、沸點越高。(　　)
(3)分子晶體中分子間氫鍵越強,分子越穩定。(　　)
(4)冰晶體融化時水分子中共價鍵發生斷裂。(　　)
(5)水是一種非常穩定的化合物,這是由于水中存在氫鍵。(　　)
(6)水和冰中都含有氫鍵。(　　)
(7)分子晶體中一定存在范德華力,可能有共價鍵。(　　)
【練一練】
2.下列說法中正確的是(　　)
A.C60汽化和I2升華克服的作用力不相同
B.甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它們的熔點相近
C.NaCl和HCl溶于水時，破壞的化學鍵都是離子鍵
D.常溫下TiCl4是無色透明液體，熔點－23.2 ℃，沸點136.2 ℃，所以TiCl4屬于分子晶體
D
3.根據下表中對應物質的熔點,作出的下列判斷中錯誤的是(　　)
Na2O NaCl AlF3 AlCl3
920 ℃ 801 ℃ 1 292 ℃ 190 ℃
BCl3 Al2O3 CO2 SiO2
-107 ℃ 2 073 ℃ -57 ℃ 1 723 ℃
A.鋁的化合物的晶體中有離子晶體
B.表中只有BCl3和AlCl3是分子晶體
C.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體
D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體
B
4.(1)比較下列化合物熔、沸點的高低(填“>”或“<”)。
①CO2　　SO2;②NH3　　PH3;③O3　　O2;④Ne　　Ar;⑤CO　　N2。
(2)已知AlCl3的熔點為190 ℃(2.202×105 Pa),但它在180 ℃即開始升華。
請回答:
①AlCl3固體是　　　　晶體;
②設計一個可靠的實驗,判斷氯化鋁是離子化合物還是共價化合物。你設計的實驗是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
在熔融狀態下,檢測AlCl3是否導電,若不導電則為共價化合物
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分子
分子晶體
定義
晶體結構的復雜性
混合型晶體
石墨晶體
結構特點
物質組成的復雜性
鍵型過渡——過渡晶體
常見的分子晶體
結構特征
密堆積
非密堆積
物理性質
較低的熔、沸點
較小的硬度
一般都是絕緣體，熔融狀態不導電

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