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(共26張PPT)
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　分子晶體
內(nèi)容索引
學(xué)習(xí)目標(biāo)
活動方案
課堂反饋
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
1. 知道分子晶體的含義，認(rèn)識常見的分子晶體。
2. 能說明分子晶體的熔沸點(diǎn)低、硬度小的原因。
3. 能對分子晶體的部分物理性質(zhì)進(jìn)行解釋。
活 動 方 案
1. 只含分子的晶體稱為分子晶體。較典型的分子晶體有：(1) 所有的非金屬氫化物。(2) 部分非金屬單質(zhì)如鹵素、氧單質(zhì)、硫單質(zhì)、白磷等。(3) 部分非金屬氧化物。(4) 幾乎所有的酸。(5) 絕大多數(shù)有機(jī)物。下表所示為部分晶體的熔點(diǎn)。
分子晶體的熔沸點(diǎn)通常很低、硬度小。以氮?dú)鉃槔肿又写嬖诘I，氮氮三鍵的鍵能非常大，為什么氮?dú)獾娜鄯悬c(diǎn)很低？
活動一：初步認(rèn)識分子晶體
分子晶體 氧氣 氮?dú)?白磷 水
熔點(diǎn)/℃ －218.3 －210.1 44.2 0
分子晶體 硫化氫 甲烷 乙酸 尿素
熔點(diǎn)/℃ －85.6 －182 16.6 132.7
【答案】 氮?dú)?分子晶體)熔化或沸騰時破壞的是分子間的范德華力，不需破壞分子內(nèi)的氮氮三鍵(共價(jià)鍵)，范德華力遠(yuǎn)小于共價(jià)鍵的鍵能，所以氮?dú)?分子晶體)的熔沸點(diǎn)低。
2. 多數(shù)分子晶體結(jié)構(gòu)具有如下特征：以一個分子為中心，其余分子盡可能與該分子緊密相連。如果以乒乓球代表一個分子，自己動手嘗試一下，該分子最多可以有多少個分子可以與之緊密相連？
【答案】 12。
1. 右圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，試回答下列問題。
(1) 構(gòu)成干冰晶體的微粒是什么？其粒子間的作用力是什么？
【答案】 二氧化碳分子。粒子間的作用力是范德華力。
(2) 該晶胞中含有多少個CO2分子？
【答案】 4個。
活動二：認(rèn)識兩種常見分子晶體的結(jié)構(gòu)
(3) 一個CO2分子周圍與CO2分子距離最小的CO2分子的數(shù)目是多少？
【答案】 12個(位于12個面的面心)。
(4) 干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，為何熔點(diǎn)卻比冰的低得多？
【答案】 因?yàn)楦杀械腃O2之間只存在范德華力，而冰中的水分子之間除存在范德華力外，還存在氫鍵。
2. 下圖是水的三種形態(tài)結(jié)構(gòu)對比圖(虛線為氫鍵)，試回答下列問題。
(1) 在冰晶體中，每個水分子有幾個緊鄰的水分子，平均 1 mol 水分子形成多少氫鍵？
【答案】 在冰晶體中，每個水分子有4個緊鄰的水分子。2 mol。
冰的結(jié)構(gòu)
冰融化成水
水變成水蒸氣
(2) 冰融化成水體積如何變化？為什么？超過4 ℃時，為何液態(tài)水的密度逐漸減?。?br/>【答案】 體積變小。原因是部分氫鍵斷裂，冰的結(jié)構(gòu)解體，水分子間的空隙減小。
液態(tài)水超過4 ℃時，由于熱運(yùn)動加劇，分子間距離加大，密度逐漸減小。
(3) 水變成水蒸氣主要破壞的作用力是什么？
【答案】 氫鍵。
1. 鹵素單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)隨著相對分子質(zhì)量的遞增逐漸升高。
【答案】 組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。
2. HF的沸點(diǎn)比HCl、HBr、HI的沸點(diǎn)都高。
【答案】 HF分子間存在氫鍵，其作用力比范德華力強(qiáng)，故HF的沸點(diǎn)高于HCl、HBr、HI的沸點(diǎn)。
活動三：解釋分子晶體的部分性質(zhì)
3. 碘在水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在其四氯化碳中的溶解度。
【答案】 碘是非極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，碘易溶于非極性溶劑四氯化碳，而在極性溶劑水中的溶解度不大。
4. 氨氣極易溶于水。
【答案】 氨氣是極性分子，溶于水后還能與水分子間形成氫鍵，故氨氣極易溶于水。
課 堂 反 饋
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1. 下列物質(zhì)在固態(tài)時均為分子晶體的一組物質(zhì)是( 　　)
A. CaO、NO、CO B. CCl4、H2O2、He
C. CO2、SO2、NaCl D. CH4、O2、Na2O
【解析】 CaO是由Ca2＋和O2－通過離子鍵結(jié)合形成的離子晶體，NO、CO屬于分子晶體，A錯誤；CCl4、H2O2、He是通過分子間作用力形成的分子晶體，B正確；CO2、SO2是分子晶體，NaCl 是由Na＋和Cl－通過離子鍵形成的離子晶體，C錯誤；CH4、O2是分子晶體，Na2O是由Na＋和O2－形成的離子晶體，D錯誤。
【答案】 B
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2. C60的晶胞結(jié)構(gòu)與干冰相似，每個C60分子周圍，距離最近的C60分子的數(shù)目為( 　　)
干冰的結(jié)構(gòu)模型(晶胞)
A. 4 B. 12
C. 14 D. 16
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【答案】 B
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3. 下列物質(zhì)，按沸點(diǎn)由高到低的順序排列的一組是( 　　)
A. HF、HCl、HBr、HI B. F2、Cl2、Br2、I2
C. H2O、H2S、H2Se、H2Te D. CI4、CBr4、CCl4、CF4
1
【解析】 HCl、HBr、HI的相對分子質(zhì)量逐漸增大，其沸點(diǎn)逐漸升高，HF分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，A錯誤；F2、Cl2、Br2、I2的相對分子質(zhì)量逐漸增大，其沸點(diǎn)逐漸升高，B錯誤；H2O分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，H2S、H2Se、H2Te的沸點(diǎn)逐漸升高，C錯誤；CI4、CBr4、CCl4、CF4的晶體都是分子晶體，相對分子質(zhì)量逐漸減小，其沸點(diǎn)逐漸降低，D正確。
【答案】 D
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4. 下列可能是分子晶體性質(zhì)的是( 　　)
A. 組成晶體的微粒是離子
B. 能溶于CS2，熔點(diǎn)為112.8 ℃，沸點(diǎn)為444.6 ℃
C. 熔點(diǎn)為1 400 ℃，可作半導(dǎo)體材料，難溶于水
D. 熔點(diǎn)高，硬度大
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【解析】 由陰、陽離子組成的晶體屬于離子晶體，A錯誤；單質(zhì)硫能溶于CS2，熔點(diǎn)為112.8 ℃，沸點(diǎn)為444.6 ℃，單質(zhì)硫是分子晶體，非極性分子，B正確；熔點(diǎn)為1 400 ℃，可作半導(dǎo)體材料，難溶于水，是硅的性質(zhì)，硅是共價(jià)晶體，C錯誤；分子晶體的物理性質(zhì)的特點(diǎn)是熔點(diǎn)低、硬度小，D錯誤。
【答案】 B
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5. 如圖是某無機(jī)化合物的二聚分子，該分子中A、B
兩種元素都是第三周期的元素，分子中所有原子的最外層
都達(dá)到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列說法不正確的是( 　　)
A. 該化合物的化學(xué)式是Al2Cl6
B. 該化合物是離子化合物，在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電
C. 該化合物在固態(tài)時所形成的晶體是分子晶體
D. 該化合物中不存在離子鍵，也不含有非極性共價(jià)鍵
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【解析】 將二聚分子變成單分子，得BA3，根據(jù)兩種元素都處于第三周期，可能是PCl3或AlCl3，而在PCl3中所有原子已達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不能形成二聚分子，故只可能是AlCl3，該化合物的化學(xué)式是Al2Cl6，A正確；該化合物是無機(jī)化合物的二聚分子，屬于共價(jià)化合物，不存在離子鍵，B錯誤；該化合物是無機(jī)化合物的二聚分子，屬于共價(jià)化合物，熔、沸點(diǎn)較低，是分子晶體，C正確；Cl與Cl之間沒有形成非極性共價(jià)鍵，D正確。
【答案】 B
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6. 鹵素互化物是指不同鹵素原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成的化合物，XX′型鹵素互化物與鹵素單質(zhì)結(jié)構(gòu)相似、性質(zhì)相近。試回答下列問題。
(1) 右圖是部分鹵素單質(zhì)和XX′型鹵素互化物的熔點(diǎn)與其相對分子質(zhì)量的關(guān)系圖。它們的熔點(diǎn)隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高，其原因是__________________________
______________。
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相對分子質(zhì)量越大，分子間
的作用力越強(qiáng)
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(2) 鹵素互化物可發(fā)生的反應(yīng)：
H2O＋BrCl===HBrO＋HCl；
KBr＋BrCl===KCl＋Br2。
①寫出KI與IBr反應(yīng)的化學(xué)方程式： _______________________。
②若要驗(yàn)證①反應(yīng)能否發(fā)生，請你設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)：_________
_____________________________________________________________。
(3) 試推測ICl的熔點(diǎn)所處的最小范圍：_________________________
_____________。
KI＋I(xiàn)Br===KBr＋I(xiàn)2
向反應(yīng)
物混合液中滴加幾滴淀粉溶液，若變藍(lán)，證明能反應(yīng)，否則不能反應(yīng)
介于Br2的熔點(diǎn)和IBr的
熔點(diǎn)之間
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【解析】 (1) 鹵素單質(zhì)及XX′型鹵素互化物都是雙原子分子，組成和結(jié)構(gòu)相似，其相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。(2) ①類比KBr＋BrCl===KCl＋Br2進(jìn)行分析。②欲驗(yàn)證反應(yīng)能否發(fā)生，實(shí)際上是證明是否有I2生成，根據(jù)檢驗(yàn)I2的常用試劑為淀粉溶液進(jìn)行解答。(3) 鹵素單質(zhì)與鹵素互化物的熔、沸點(diǎn)取決于相對分子質(zhì)量，據(jù)此分析ICl的相對分子質(zhì)量的最小范圍。
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