資源簡介

第二節　分子晶體與共價晶體
基礎課時14　分子晶體
學習目標　1.知道分子晶體的概念及典型的分子晶體，認識分子晶體中的微粒種類及其微粒間的相互作用。2.借助冰、干冰等模型，能從微觀角度分析分子晶體中各構成微粒之間的作用和對分子晶體物理性質的影響。
一、分子晶體的概念和性質
(一)知識梳理
1.概念
只含分子的晶體稱為分子晶體。
2.物理性質
3.粒子間的相互作用
4.常見的分子晶體
物質種類 實例
所有非金屬氫化物 H2O、NH3、CH4等
部分非金屬單質 鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等
部分非金屬氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等
稀有氣體 He、Ne、Ar等
幾乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
絕大多數有機物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
(二)互動探究
碳單質及含碳化合物是一個龐大的家族。C60分子及CH4、C60晶胞示意圖如下：
【問題討論】
問題1　甲烷、C60的晶體類型相同嗎？
提示　相同，都是分子晶體。
問題2　分子晶體溶于水時，化學鍵如何變化？
提示　有的溶于水破壞化學鍵，例如HCl；有的不破壞化學鍵，例如蔗糖、乙醇。
問題3　查閱文獻可知氯化鋁的化學式為AlCl3，熔點306 ℃、沸點315 ℃，能升華，為共價化合物；熔融的氯化鋁不易導電。根據這些性質，氯化鋁屬于什么晶體？
提示　分子晶體。
【探究歸納】
1.分子晶體的判斷方法
(1)依據物質的類別判斷，部分非金屬單質、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數有機物的晶體都是分子晶體。
(2)依據組成晶體的粒子及粒子間作用判斷，組成分子晶體的粒子是分子，粒子間作用是分子間作用力。
(3)依據物質的性質判斷，分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態或固體時均不導電。
2.分子晶體的熔、沸點
(1)分子晶體熔沸點低的原因
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、沸點較低，密度較小，硬度較小，較易熔化和揮發。
(2)分子晶體的熔、沸點的判斷
①分子晶體熔化或氣化都是克服分子間作用力。分子間作用力越大，物質熔化或氣化時需要的能量就越多，物質的熔、沸點就越高。
②比較分子晶體的熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)的大小。具體分析如下：
a.組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大，熔、沸點越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。
b.相對分子質量相等或相近時，極性分子的范德華力大，熔、沸點高，如CO>N2。
c.能形成氫鍵的物質，熔、沸點較高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。
3.分子晶體的導電性
分子晶體在固態和熔融狀態下均不存在自由離子，因而不能導電。易溶于水的電解質(如HCl、醋酸等)在水中全部或部分電離而能夠導電，不溶于水的物質或易溶于水的非電解質自身不能導電。
1.下列各組物質形成的晶體，均屬于分子晶體的化合物是(　　)
A.NH3、HD、C10H18
B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SO2、C60、P2O5
D.CCl4、Na2S、H2O2
答案　B
解析　分子晶體的構成微粒為分子，分子內部以共價鍵結合。HD屬于分子晶體，但為單質，故A錯誤；PCl3、CO2、H2SO4均屬于分子晶體，且為化合物，故B正確；C60屬于分子晶體，但為單質，故C錯誤；Na2S中含有離子鍵，不屬于分子晶體，故D錯誤。
2.醫院在進行外科手術時，常用HgCl2稀溶液作為手術刀的消毒劑，已知HgCl2有如下性質：①HgCl2晶體熔點較低；②HgCl2熔融狀態下不導電；③HgCl2在水溶液中可發生微弱電離。下列關于HgCl2的敘述中正確的是(　　)
A.HgCl2晶體屬于分子晶體
B.HgCl2屬于離子化合物
C.HgCl2屬于電解質，且屬于強電解質
D.HgCl2屬于非電解質
答案　A
解析　由HgCl2的性質可知，HgCl2晶體屬于分子晶體，屬于共價化合物，是弱電解質。
3.下列屬于某分子晶體性質的是(　　)
A.組成晶體的微粒是離子
B.能溶于CS2，熔點為112.8 ℃，沸點為444.6 ℃
C.熔點為1 400 ℃，可作半導體材料，難溶于水
D.熔點高，硬度大
答案　B
解析　分子晶體的主要性質有熔、沸點低，硬度小，極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑，固態時和熔化時均不導電。
二、典型的分子晶體的結構和性質
(一)知識梳理
1.分子晶體的堆積方式
項目 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 每個分子周圍一般有12個緊鄰的分子 空間利用率不高，留有相當大的空隙
舉例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
2.兩種典型分子晶體
(1)冰晶體
①結構：冰晶體中，水分子間主要通過氫鍵形成晶體。由于氫鍵具有一定的方向性，一個水分子與周圍四個水分子結合，這四個水分子也按照同樣的規律再與其他的水分子結合。這樣，每個O原子周圍都有四個H原子，其中兩個H原子與O原子以共價鍵結合，另外兩個H原子與O原子以氫鍵結合，使水分子間構成四面體骨架結構。其結構可用下圖表示。
②性質：由于氫鍵具有方向性，冰晶體中水分子未采取密堆積方式，這種堆積方式使冰晶體中水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙。當冰剛剛融化成液態水時，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4 ℃時，分子間距離加大，密度逐漸減小。
(2)干冰
①結構：固態CO2稱為干冰，干冰也是分子晶體。CO2分子內存在C===O共價鍵，分子間存在范德華力，CO2的晶胞呈面心立方體形，立方體的每個頂角有一個CO2分子，每個面上也有一個CO2分子。每個CO2分子與12個CO2分子等距離相鄰(在三個互相垂直的平面上各4個或互相平行的三層上，每層上各4個)(如圖所示)。
②性質：干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，熔點卻比冰低得多，在常壓下極易升華，在工業上廣泛用作制冷劑；由于干冰中的CO2之間只存在范德華力不存在氫鍵，密度比冰的高。
(二)問題探究
問題1　以冰中一個水分子為中心，畫出水分子間最基本的連接方式(用結構式表示)。
提示　
問題2　為什么液態水變為冰時，體積膨脹，密度減?。?br/>提示　冰晶體中主要是水分子依靠氫鍵而形成的，因氫鍵具有一定的方向性，使水分子間的間距比較大，有很大空隙，比較松散。所以水結成冰后，體積膨脹，密度減小。
問題3　水與冰之間的相互轉化過程中破壞共價鍵嗎？
提示　分子晶體的狀態變化過程中破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。
問題4　為什么干冰的密度比冰大？為什么冰的熔點比干冰高？
提示?、俑杀械腃O2之間只有范德華力，一個CO2周圍有12個緊鄰的CO2，分子采取密堆積方式排列，且相對分子質量：CO2>H2O，故干冰的密度比冰的大。②冰中水分子間的作用力除范德華力外，還有更強的氫鍵。
【探究歸納】　分子晶體的結構特點
(1)分子晶體的基本構成微粒是分子，分子之間普遍存在的作用力是范德華力，個別晶體中分子間還含氫鍵，如冰中。
(2)只存在范德華力的晶體，晶體中分子采取密堆積，晶胞中每一個分子周圍一般有12個分子緊鄰。含有氫鍵的晶體，由于氫鍵的方向性，晶體中分子之間不滿足密堆積，空間利用率不高，留有相當大的空隙，所以密度會減小，但是熔、沸點往往會升高，如HF、NH3、冰等。
1.下列有關冰和干冰的敘述不正確的是(　　)
A.干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體
B.冰中存在氫鍵，每個水分子周圍有4個緊鄰的水分子
C.干冰比冰的熔點低，常壓下易升華
D.干冰中只存在范德華力不存在氫鍵
答案　A
解析　干冰是由分子密堆積形成的晶體，冰晶體中水分子間采取非密堆積的方式，A錯誤；冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，故每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，B正確；干冰熔化只需克服范德華力，冰熔化需要克服范德華力和氫鍵，由于氫鍵作用力比范德華力大，所以干冰比冰的熔點低得多，而且常壓下易升華，C正確；干冰晶體中CO2分子間作用力只是范德華力，不存在氫鍵也不能形成氫鍵，D正確。
2.如圖是甲烷晶體的晶胞結構，圖中每個小球代表一個甲烷分子(甲烷分子分別位于立方體的頂角和面心)，下列有關該晶體的說法正確的是(　　)
A.該晶體與HI的晶體類型不同
B.該晶體熔化時只需要破壞共價鍵
C.SiH4分子的穩定性強于甲烷
D.每個頂角上的甲烷分子與之距離最近且等距的甲烷分子有12個
答案　D
解析　甲烷、HI晶體均屬于分子晶體，A項錯誤；甲烷晶體屬于分子晶體，熔化時只需要破壞分子間作用力，不需要破壞共價鍵，B項錯誤；C的非金屬性比Si強，所以SiH4分子的穩定性弱于甲烷，C項錯誤；根據晶胞的結構可知，以晶胞中頂角上的甲烷分子為研究對象，與它距離最近且等距的甲烷分子分布在立方體的3個面心上，每個頂角上的甲烷分子被8個立方體共用，每個面心上的甲烷分子被2個立方體共用，所以每個甲烷分子周圍與它距離最近且等距的甲烷分子有＝12個，D項正確。
3.碘的晶胞結構示意圖如圖，下列說法正確的是(　　)
A.碘晶體熔化時需克服共價鍵
B.1個碘晶胞中含有4個碘分子
C.晶體中碘分子的排列有3種不同取向
D.碘晶體中每個I2周圍等距且緊鄰的I2有6個
答案　B
解析　碘晶體為分子晶體，熔化時需克服分子間作用力，故A錯誤；1個碘晶胞中8個碘分子位于頂角，6個位于面心，則含有8×＋6×＝4個碘分子，故B正確；由圖可知， 晶體中碘分子的排列有2種不同取向，故C錯誤；碘晶體中每個I2周圍等距且緊鄰的I2位于面心，有12個，故D錯誤。
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)分子晶體的概念和性質
1.下列有關分子晶體的說法中一定正確的是(　　)
A.分子內均存在共價鍵
B.分子間一定存在范德華力
C.分子間一定存在氫鍵
D.其結構一定為分子密堆積
答案　B
解析　稀有氣體元素組成的分子晶體中，不存在由多個原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結合成晶體，所以不存在任何化學鍵，A錯誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負性較強的N、O、F原子結合的氫原子的分子之間或者分子之內，B正確，C錯誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，D錯誤。
2.下列物質按熔、沸點由高到低順序排列，正確的一組是(　　)
A.HF、HCl、HBr、HI
B.F2、Cl2、Br2、I2
C.H2O、H2S、H2Se、H2Te
D.CI4、CBr4、CCl4、CF4
答案　D
解析　對結構和組成相似的分子晶體，其熔、沸點隨著相對分子質量的增大而升高，但HF、H2O分子之間都存在氫鍵，熔、沸點反常。所以A中應為HF>HI>HBr>HCl；B中應為I2>Br2>Cl2>F2；C中應為H2O>H2Te>H2Se>H2S；只有D正確。
3.下列性質適合于分子晶體的是(　　)
A.熔點為1 070 ℃，易溶于水，水溶液導電
B.熔點為3 500 ℃，不導電，質硬，難溶于水和有機溶劑
C.能溶于CS2，熔點為113 ℃，沸點為445 ℃
D.熔點為97.81 ℃，質軟，導電，密度為0.97 g·cm－3
答案　C
解析　分子晶體是由分子構成，分子間的作用力很弱，具有熔沸點低、硬度小、易揮發等性質。熔點高，不是分子晶體的性質，故A、B項錯誤；單質硫能溶于CS2，熔點為113 ℃，沸點為445 ℃，單質硫是分子晶體，故C正確；熔點為97.81 ℃，質軟、導電、密度為0.97 g·cm－3，是金屬鈉的物理性質，金屬鈉屬于金屬晶體，故D錯誤。
4.SiCl4的分子結構與CCl4的分子結構類似，對其作出如下推斷，其中正確的是(　　)
①SiCl4晶體是分子晶體?、诔爻合耂iCl4不是氣體?、跾iCl4的分子是由極性共價鍵形成的
④SiCl4的熔點高于CCl4的熔點
A.全部 B.只有①②
C.只有②③ D.只有①
答案　A
解析　CCl4屬于分子晶體，常溫常壓下為液體，含有共價鍵。①SiCl4與CCl4結構相似，則SiCl4是分子晶體，正確；②CCl4在常溫常壓下是液體，SiCl4與CCl4結構相似，且SiCl4的相對分子質量較大，則常溫常壓下SiCl4不可能是氣體，正確；③SiCl4中Si與Cl形成共價鍵，則SiCl4是由極性共價鍵形成的分子，正確；④對組成和結構相似的分子晶體來說，相對分子質量越大，熔點越高，則SiCl4的熔點高于CCl4的熔點，正確。
5.六氟化硫分子為正八面體構型(分子結構如圖所示)，難溶于水，在高溫下仍有良好的絕緣性，在電器工業方面具有廣泛用途。下列推測正確的是(　　)
A.SF6中各原子均達到8電子穩定結構
B.SF6易燃燒生成SO2
C.SF6分子是含有極性鍵的非極性分子
D.SF6不是分子晶體
答案　C
解析　由圖可知，SF6中氟原子滿足8電子結構，而硫原子為12電子結構，故A錯誤；SF6中硫元素的化合價為＋6價，不能被氧化，則SF6不能燃燒生成SO2，故B錯誤；SF6分子結構對稱，分子中含有極性鍵，為非極性分子，故C正確；SF6屬于分子，為分子晶體，故D錯誤。
(二)分子晶體的結構
6.正硼酸(H3BO3)是一種片層狀結構的白色晶體，層內的H3BO3分子通過氫鍵相連(如圖所示)。下列有關說法正確的是(　　)
A.正硼酸晶體不屬于分子晶體
B.H3BO3分子的穩定性與氫鍵有關
C.分子中硼原子最外層為8電子穩定結構
D.含1 mol H3BO3的晶體中有3 mol氫鍵
答案　D
解析　 A項，正硼酸晶體屬于分子晶體；B項H3BO3分子的穩定性與分子內部的共價鍵有關，與分子間氫鍵無關；C項，分子中的硼原子最外層不符合8電子穩定結構；D項，1個H3BO3分子中含有3個氫鍵。
7.C60分子和C60晶胞如圖所示。下列關于C60晶體的說法中不正確的是(　　)
A.C60晶體可能具有很高的熔、沸點
B.C60晶體能溶于四氯化碳中
C.C60晶體的一個晶胞中含有的碳原子數為240
D.C60晶體中每個C60分子與12個C60分子緊鄰
答案　A
解析　構成C60晶體的基本粒子是C60分子，因此C60晶體是分子晶體，不可能具有很高的熔、沸點，故A說法不正確；由于C60是非極性分子，根據“相似相溶”規律，其可能易溶于四氯化碳中，故B說法正確；每個C60晶胞中含有的C60分子個數為8×＋6×＝4，因此含有的碳原子數為4×60＝240，故C說法正確；如果以晶胞中心一個頂角的C60分子為研究對象，則共用這個頂角的三個面的面心的C60分子與其最近且距離相等，有×8＝12個，故D說法正確。
8.AB型化合物形成的晶體結構多種多樣。下圖所示的幾種結構所表示的物質最有可能是分子晶體的是(　　)
A.①③ B.②⑤
C.⑤⑥ D.③④⑤⑥
答案　B
解析　從結構上看①③④⑥構成晶體的結構單元都是向外延伸和擴展的而②和⑤的結構沒有這種特點，其中的原子不能再以化學鍵與其他原子結合，所以可能是分子晶體。
9.水在不同的溫度和壓強下可以形成多種不同結構的晶體，故冰晶體結構有多種。其中冰－Ⅶ的晶體結構如圖所示。
(1)水分子的空間結構是____________形，在酸性溶液中，水分子容易得到一個H＋，形成水合氫離子(H3O＋)，應用價層電子對互斥模型推測H3O＋的空間結構為____________。
(2)如圖冰晶體中每個水分子與周圍__________________________________
個水分子以氫鍵結合，該晶體中1 mol水形成____________ mol氫鍵。
(3)實驗測得冰中氫鍵的鍵能為18.5 kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol－1，這說明____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)V　三角錐形
(2)4　2
(3)冰融化為液態水時只破壞了一部分氫鍵，液態水中水分子間仍存在氫鍵
解析　(1)水分子中O原子的價層電子對數為2＋(6－2×1)＝4，孤電子對數為2，所以水分子的空間結構為V形。H3O＋中O原子的價層電子對數為3＋(6－1－3×1)＝4，含有1個孤電子對，故H3O＋的空間結構為三角錐形。(2)觀察題圖中晶體結構可知，每個水分子與周圍4個水分子以氫鍵結合，每2個水分子共用1個氫鍵，故1 mol水可形成1 mol×4×＝2 mol氫鍵。(3)冰中氫鍵的鍵能為18.5 kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol－1，說明冰融化為液態水時只是破壞了一部分氫鍵，液態水中水分子間仍存在氫鍵。
B級　素養培優練
10.據某科學雜志報道，國外有一研究發現了一種新的球形分子，它的化學式為C60Si60，其分子結構好似中國傳統工藝品“鏤雕”，經測定其中包含C60，也有Si60結構。下列敘述正確的是(　　)
A.該物質有很高的熔點、很大的硬度
B.該物質熔融時能導電
C.該物質分子中Si60被包裹在C60里面
D.該物質形成的晶體屬分子晶體
答案　D
解析　由分子式及信息可知該物質為分子晶體，分子晶體的熔點低、硬度小，A錯誤；由題目中的信息可知該物質是一種新的球形分子，該物質熔融時克服了分子間作用力、只得到分子、不能導電，B錯誤；硅的原子半徑比碳大，所以硅化合物C60Si60的外層球殼為Si60，內層球殼為C60，C錯誤；由題目中的信息可知是一種新的球形分子，它的分子式為C60Si60，所以該物質有分子存在，屬于分子晶體，D正確。
11.自從第一次合成稀有氣體元素的化合物XePtF6以來，人們又相繼發現了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。圖甲為XeF4的結構示意圖，圖乙為XeF2晶體的晶胞結構圖。下列有關說法錯誤的是(　　)
A.XeF4是由極性鍵構成的非極性分子
B.XeF2晶體屬于分子晶體
C.1個XeF2晶胞中實際擁有2個XeF2
D.XeF2晶體中距離最近的2個XeF2之間的距離為(a為晶胞邊長)
答案　D
解析　根據XeF4的結構示意圖判斷，Xe和F之間形成極性鍵，該分子為平面正方形，正負電荷中心重合，為非極性分子，故A正確；XeF2為1個分子，XeF2晶體由這樣的分子構成，所以是分子晶體，故B正確；1個XeF2晶胞中實際擁有XeF2的數目為8×＋1＝2，故C正確；根據晶胞結構分析，體心的XeF2與每個頂角的XeF2之間的距離最近，最近的距離為a，故D錯誤。
12.二茂鐵[(C5H5)2Fe]是由一個二價鐵離子和2個環戊烯基負離子構成的。熔點是173 ℃(在100 ℃時開始升華)，不溶于水，易溶于苯等非極性溶劑。下列說法不正確的是(　　)
A.二茂鐵屬于分子晶體
B.C5H中一定含π鍵
C.已知環戊二烯的結構式為，則其中僅有1個碳原子采取sp3雜化
D.在二茂鐵結構中，C5H與Fe2＋之間形成的化學鍵類型是離子鍵
答案　D
解析　二茂鐵熔點是173 ℃(在100 ℃時開始升華)，沸點是249 ℃，熔沸點較低的晶體一般為分子晶體，所以可推斷二茂鐵晶體為分子晶體，故A正確；環戊二烯的結構式可推知環戊二烯基負離子中一定含π鍵，故B正確；已知環戊二烯的結構式為，4個碳原子均為sp2雜化，亞甲基采用sp3雜化，僅有1個碳原子采取sp3雜化，故C正確；二茂鐵是分子晶體，沒有離子鍵，故D錯誤。
13.化合物Ni(CO)4中心原子采取sp3雜化，常溫下為無色液體，沸點42.1℃。在空氣中加熱Ni(CO)4發生如下反應：2Ni(CO)4＋5O2―→2NiO＋8CO2，下列說法不正確的是(　　)
A.Ni(CO)4分子結構式為
B.Ni(CO)4難溶于水，易溶于有機溶劑
C.Ni(CO)4可分解生成Ni和CO
D.Fe(CO)5與Ni(CO)4性質相似，在空氣中加熱生成FeO
答案　D
解析　Ni(CO)4中心原子采取sp3雜化，空間構型為正四面體，即結構式為，故A正確；Ni(CO)4的空間構型為正四面體，為非極性分子，根據相似相溶的規律可知，其易溶于非極性的或者極性較弱的有機溶劑，而難溶于極性溶劑水，故B正確；Ni(CO)4中Ni原子與碳原子之間為配位鍵，易斷裂，即Ni(CO)4可分解生成Ni和CO，故C正確；FeO有強還原性，在加熱時會被氧氣氧化為四氧化三鐵，即Fe(CO)5在空氣中加熱不生成FeO，而生成四氧化三鐵，故D錯誤。
14.納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域。
(1)A和B的單質單位質量的燃燒熱大，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：
電離能/(kJ·mol－1) I1 I2 I3 I4
A 932 1 821 15 390 21 771
B 738 1 451 7 733 10 540
①某同學根據上述信息，推斷B的核外電子排布如圖所示，該同學所畫的電子排布圖違背了____________。
②根據價層電子對互斥理論，預測A和氯元素形成的簡單分子空間結構為____________。
(2)氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C60可用作儲氫材料。
①已知金剛石中C—C的鍵長為154.45 pm，C60中C—C的鍵長為145～140 pm，有同學據此認為C60的熔點高于金剛石，你認為是否正確并闡述理由：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②科學家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質在低溫時是一種超導體。該物質的K原子和C60分子的個數之比為____________。
③繼C60后，科學家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子的電負性由大到小的順序是____________。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩定結構，則Si60分子中π鍵的數目為____________。
答案　(1)①能量最低原理?、谥本€形　(2)①不正確。C60為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵，而分子間作用力較弱，所需能量較低，故C60的熔點低于金剛石的熔點
②3∶1?、跱>C>Si　30
解析　(1)①從圖上看，3p軌道上的1個電子應排布在3s軌道上，且自旋方向相反，該同學所畫的電子排布圖違背了能量最低原理。②從A的第一至第四電離能看，A的第三電離能發生突變，因此A最外層有2個電子，且A的第一電離能比B大，則A為Be，B為Mg。A和氯元素形成的簡單分子為BeCl2，則分子的中心Be原子價層電子對數為2＋＝2，因此為直線形，中心原子的雜化方式為sp雜化。(2)①結構決定性質，對于物質熔、沸點的分析應從物質的晶體類型來分析。C60屬于分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵，而分子間作用力較弱，所需能量較低，故C60的熔點低于金剛石的熔點。②晶胞中的K原子在面上，對晶胞的貢獻為，每個晶胞中含有K原子的個數為12×＝6個；C60在晶胞的頂角和體心，因此每個晶胞中C60的分子數是1＋8×＝2個，因此K原子和C60分子的個數之比為6∶2＝3∶1。③同一周期元素電負性自左向右呈增大趨勢，同一主族元素電負性自上向下逐漸減小，因此電負性由大到小的順序為N>C>Si。根據題意可知每個Si原子形成4個共價鍵，其中3個σ鍵，1個π鍵，每個化學鍵為兩個原子形成，則π鍵為化學鍵總數的，60個原子可形成化學鍵總數為 ＝120個，因此π鍵數為＝30個。第二節　分子晶體與共價晶體
基礎課時14　分子晶體
學習目標　1.知道分子晶體的概念及典型的分子晶體,認識分子晶體中的微粒種類及其微粒間的相互作用。2.借助冰、干冰等模型,能從微觀角度分析分子晶體中各構成微粒之間的作用和對分子晶體物理性質的影響。
一、分子晶體的概念和性質
(一)知識梳理
1.概念
只含　　　　的晶體稱為分子晶體。
2.物理性質
　　　　物理性質　　　　　　　原因
3.粒子間的相互作用
4.常見的分子晶體
物質種類 實例
所有　　　氫化物 H2O、NH3、CH4等
部分非金屬單質 鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等
部分非金屬　　 CO2、P4O10、SO2、SO3等
稀有氣體 He、Ne、Ar等
幾乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
絕大多數有機物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
(二)互動探究
碳單質及含碳化合物是一個龐大的家族。C60分子及CH4、C60晶胞示意圖如下:
【問題討論】
問題1　甲烷、C60的晶體類型相同嗎
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　分子晶體溶于水時,化學鍵如何變化
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　查閱文獻可知氯化鋁的化學式為AlCl3,熔點306 ℃、沸點315 ℃,能升華,為共價化合物;熔融的氯化鋁不易導電。根據這些性質,氯化鋁屬于什么晶體
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.分子晶體的判斷方法
(1)依據物質的類別判斷,部分非金屬單質、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數有機物的晶體都是分子晶體。
(2)依據組成晶體的粒子及粒子間作用判斷,組成分子晶體的粒子是分子,粒子間作用是分子間作用力。
(3)依據物質的性質判斷,分子晶體的硬度小,熔、沸點低,在熔融狀態或固體時均不導電。
2.分子晶體的熔、沸點
(1)分子晶體熔沸點低的原因
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、沸點較低,密度較小,硬度較小,較易熔化和揮發。
(2)分子晶體的熔、沸點的判斷
①分子晶體熔化或氣化都是克服分子間作用力。分子間作用力越大,物質熔化或氣化時需要的能量就越多,物質的熔、沸點就越高。
②比較分子晶體的熔、沸點高低,實際上就是比較分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)的大小。具體分析如下:
a.組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越大,熔、沸點越高。如O2>N2,HI>HBr>HCl。
b.相對分子質量相等或相近時,極性分子的范德華力大,熔、沸點高,如CO>N2。
c.能形成氫鍵的物質,熔、沸點較高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S,HF>HCl,NH3>PH3。
3.分子晶體的導電性
分子晶體在固態和熔融狀態下均不存在自由離子,因而不能導電。易溶于水的電解質(如HCl、醋酸等)在水中全部或部分電離而能夠導電,不溶于水的物質或易溶于水的非電解質自身不能導電。
1.下列各組物質形成的晶體,均屬于分子晶體的化合物是 (　　)
A.NH3、HD、C10H18 B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SO2、C60、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2
2.醫院在進行外科手術時,常用HgCl2稀溶液作為手術刀的消毒劑,已知HgCl2有如下性質:①HgCl2晶體熔點較低;②HgCl2熔融狀態下不導電;③HgCl2在水溶液中可發生微弱電離。下列關于HgCl2的敘述中正確的是 (　　)
A.HgCl2晶體屬于分子晶體
B.HgCl2屬于離子化合物
C.HgCl2屬于電解質,且屬于強電解質
D.HgCl2屬于非電解質
3.下列屬于某分子晶體性質的是 (　　)
A.組成晶體的微粒是離子
B.能溶于CS2,熔點為112.8 ℃,沸點為444.6 ℃
C.熔點為1 400 ℃,可作半導體材料,難溶于水
D.熔點高,硬度大
二、典型的分子晶體的結構和性質
(一)知識梳理
1.分子晶體的堆積方式
項目 分子密堆積 分子非密堆積
作用力 只有　　　　　　,無　　　　 有分子間氫鍵,它具有　　　　性
空間特點 每個分子周圍一般有　　　個緊鄰的分子 空間利用率不高,留有相當大的空隙
舉例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
2.兩種典型分子晶體
(1)冰晶體
①結構:冰晶體中,水分子間主要通過　　　　形成晶體。由于　　　　　　具有一定的方向性,一個水分子與周圍　　　　　　個水分子結合,這　　　　個水分子也按照同樣的規律再與其他的水分子結合。這樣,每個O原子周圍都有四個H原子,其中兩個H原子與O原子以共價鍵結合,另外兩個H原子與O原子以氫鍵結合,使水分子間構成　　　　　　骨架結構。其結構可用下圖表示。
②性質:由于氫鍵具有　　　　,冰晶體中水分子未采取密堆積方式,這種堆積方式使冰晶體中水分子的空間利用率不高,留有相當大的空隙。當冰剛剛融化成液態水時,水分子間的空隙減小,密度反而增大,超過4 ℃時,分子間距離加大,密度逐漸減小。
(2)干冰
①結構:固態CO2稱為干冰,干冰也是分子晶體。CO2分子內存在C==O共價鍵,分子間存在范德華力,CO2的晶胞呈　　　　立方體形,立方體的每個頂角有一個CO2分子,每個面上也有一個CO2分子。每個CO2分子與　　　　個CO2分子等距離相鄰(在三個互相垂直的平面上各4個或互相平行的三層上,每層上各4個)(如圖所示)。
②性質:干冰的外觀很像冰,硬度也跟冰相似,熔點卻比冰低得多,在常壓下極易升華,在工業上廣泛用作制冷劑;由于干冰中的CO2之間只存在　　　　不存在氫鍵,密度比冰的　　　　。
(二)問題探究
問題1　以冰中一個水分子為中心,畫出水分子間最基本的連接方式(用結構式表示)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　為什么液態水變為冰時,體積膨脹,密度減小
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題4　為什么干冰的密度比冰大 為什么冰的熔點比干冰高
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】　分子晶體的結構特點
(1)分子晶體的基本構成微粒是分子,分子之間普遍存在的作用力是范德華力,個別晶體中分子間還含氫鍵,如冰中。
(2)只存在范德華力的晶體,晶體中分子采取密堆積,晶胞中每一個分子周圍一般有12個分子緊鄰。含有氫鍵的晶體,由于氫鍵的方向性,晶體中分子之間不滿足密堆積,空間利用率不高,留有相當大的空隙,所以密度會減小,但是熔、沸點往往會升高,如HF、NH3、冰等。
1.下列有關冰和干冰的敘述不正確的是 (　　)
A.干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體
B.冰中存在氫鍵,每個水分子周圍有4個緊鄰的水分子
C.干冰比冰的熔點低,常壓下易升華
D.干冰中只存在范德華力不存在氫鍵
2.如圖是甲烷晶體的晶胞結構,圖中每個小球代表一個甲烷分子(甲烷分子分別位于立方體的頂角和面心),下列有關該晶體的說法正確的是 (　　)
A.該晶體與HI的晶體類型不同
B.該晶體熔化時只需要破壞共價鍵
C.SiH4分子的穩定性強于甲烷
D.每個頂角上的甲烷分子與之距離最近且等距的甲烷分子有12個
3.碘的晶胞結構示意圖如圖,下列說法正確的是 (　　)
A.碘晶體熔化時需克服共價鍵
B.1個碘晶胞中含有4個碘分子
C.晶體中碘分子的排列有3種不同取向
D.碘晶體中每個I2周圍等距且緊鄰的I2有6個
:課后完成　第三章　基礎課時14(共60張PPT)
第二節　分子晶體與共價晶體
基礎課時 分子晶體
14
第三章
晶體結構與性質
1.知道分子晶體的概念及典型的分子晶體，認識分子晶體中的微粒種類及其微粒間的相互作用。
2.借助冰、干冰等模型，能從微觀角度分析分子晶體中各構成微粒之間的作用和對分子晶體物理性質的影響。
學習目標
一、分子晶體的概念和性質
二、典型的分子晶體的結構和性質
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
一、分子晶體的概念和性質
對點訓練
(一)知識梳理
1.概念
只含______的晶體稱為分子晶體。
分子
2.物理性質
較低
較小
沒有自由移動
的帶電粒子
非極
性
極性
3.粒子間的相互作用
分子
分子間作用力
4.常見的分子晶體
物質種類 實例
所有________氫化物 H2O、NH3、CH4等
部分非金屬單質 鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等
部分非金屬________ CO2、P4O10、SO2、SO3等
稀有氣體 He、Ne、Ar等
幾乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
絕大多數有機物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
非金屬
氧化物
(二)互動探究
碳單質及含碳化合物是一個龐大的家族。C60分子及CH4、C60晶胞示意圖如下：
【問題討論】
問題1　甲烷、C60的晶體類型相同嗎？
提示　相同，都是分子晶體。
問題2　分子晶體溶于水時，化學鍵如何變化？
提示　有的溶于水破壞化學鍵，例如HCl；有的不破壞化學鍵，例如蔗糖、乙醇。
問題3　查閱文獻可知氯化鋁的化學式為AlCl3，熔點306 ℃、沸點315 ℃，能升華，為共價化合物；熔融的氯化鋁不易導電。根據這些性質，氯化鋁屬于什么晶體？
提示　分子晶體。
【探究歸納】
1.分子晶體的判斷方法
(1)依據物質的類別判斷，部分非金屬單質、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數有機物的晶體都是分子晶體。
(2)依據組成晶體的粒子及粒子間作用判斷，組成分子晶體的粒子是分子，粒子間作用是分子間作用力。
(3)依據物質的性質判斷，分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態或固體時均不導電。
2.分子晶體的熔、沸點
(1)分子晶體熔沸點低的原因
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、沸點較低，密度較小，硬度較小，較易熔化和揮發。
(2)分子晶體的熔、沸點的判斷
①分子晶體熔化或氣化都是克服分子間作用力。分子間作用力越大，物質熔化或氣化時需要的能量就越多，物質的熔、沸點就越高。
②比較分子晶體的熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)的大小。具體分析如下：
a.組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大，熔、沸點越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。
b.相對分子質量相等或相近時，極性分子的范德華力大，熔、沸點高，如CO>N2。
c.能形成氫鍵的物質，熔、沸點較高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。
3.分子晶體的導電性
分子晶體在固態和熔融狀態下均不存在自由離子，因而不能導電。易溶于水的電解質(如HCl、醋酸等)在水中全部或部分電離而能夠導電，不溶于水的物質或易溶于水的非電解質自身不能導電。
1.下列各組物質形成的晶體，均屬于分子晶體的化合物是(　　)
A.NH3、HD、C10H18 B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SO2、C60、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2
解析　分子晶體的構成微粒為分子，分子內部以共價鍵結合。HD屬于分子晶體，但為單質，故A錯誤；PCl3、CO2、H2SO4均屬于分子晶體，且為化合物，故B正確；C60屬于分子晶體，但為單質，故C錯誤；Na2S中含有離子鍵，不屬于分子晶體，故D錯誤。
B
2.醫院在進行外科手術時，常用HgCl2稀溶液作為手術刀的消毒劑，已知HgCl2有如下性質：①HgCl2晶體熔點較低；②HgCl2熔融狀態下不導電；③HgCl2在水溶液中可發生微弱電離。下列關于HgCl2的敘述中正確的是(　　)
A.HgCl2晶體屬于分子晶體
B.HgCl2屬于離子化合物
C.HgCl2屬于電解質，且屬于強電解質
D.HgCl2屬于非電解質
解析　由HgCl2的性質可知，HgCl2晶體屬于分子晶體，屬于共價化合物，是弱電解質。
A
3.下列屬于某分子晶體性質的是(　　)
A.組成晶體的微粒是離子
B.能溶于CS2，熔點為112.8 ℃，沸點為444.6 ℃
C.熔點為1 400 ℃，可作半導體材料，難溶于水
D.熔點高，硬度大
解析　分子晶體的主要性質有熔、沸點低，硬度小，極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑，固態時和熔化時均不導電。
B
二、典型的分子晶體的結構和性質
對點訓練
(一)知識梳理
1.分子晶體的堆積方式
項目 分子密堆積 分子非密堆積
作用力 只有______________，無______ 有分子間氫鍵，它具有______性
空間 特點 每個分子周圍一般有______個緊鄰的分子 空間利用率不高，留有相當大的空隙
舉例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
分子間作用力
氫鍵
方向
12
2.兩種典型分子晶體
(1)冰晶體
①結構：冰晶體中，水分子間主要通過______形成晶體。由于______具有一定的方向性，一個水分子與周圍____個水分子結合，這____個水分子也按照同樣的規律再與其他的水分子結合。這樣，每個O原子周圍都有四個H原子，其中兩個H原子與O原子以共價鍵結合，另外兩個H原子與O原子以氫鍵結合，使水分子間構成________骨架結構。其結構可用下圖表示。
氫鍵
氫鍵
四
四
四面體
②性質：由于氫鍵具有________，冰晶體中水分子未采取密堆積方式，這種堆積方式使冰晶體中水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙。當冰剛剛融化成液態水時，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4 ℃時，分子間距離加大，密度逐漸減小。
方向性
(2)干冰
①結構：固態CO2稱為干冰，干冰也是分子晶體。CO2分子內存在C===O共價鍵，分子間存在范德華力，CO2的晶胞呈______立方體形，立方體的每個頂角有一個CO2分子，每個面上也有一個CO2分子。每個CO2分子與______個CO2分子等距離相鄰(在三個互相垂直的平面上各4個或互相平行的三層上，每層上各4個)(如圖所示)。
面心
12
②性質：干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，熔點卻比冰低得多，在常壓下極易升華，在工業上廣泛用作制冷劑；由于干冰中的CO2之間只存在_________不存在氫鍵，密度比冰的____。
范德華力
高
(二)問題探究
問題1　以冰中一個水分子為中心，畫出水分子間最基本的連接方式(用結構式表示)。
提示
問題2　為什么液態水變為冰時，體積膨脹，密度減小？
提示　冰晶體中主要是水分子依靠氫鍵而形成的，因氫鍵具有一定的方向性，使水分子間的間距比較大，有很大空隙，比較松散。所以水結成冰后，體積膨脹，密度減小。
問題3　水與冰之間的相互轉化過程中破壞共價鍵嗎？
提示　分子晶體的狀態變化過程中破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。
問題4　為什么干冰的密度比冰大？為什么冰的熔點比干冰高？
提示　①干冰中的CO2之間只有范德華力，一個CO2周圍有12個緊鄰的CO2，分子采取密堆積方式排列，且相對分子質量：CO2>H2O，故干冰的密度比冰的大。②冰中水分子間的作用力除范德華力外，還有更強的氫鍵。
【探究歸納】　分子晶體的結構特點
(1)分子晶體的基本構成微粒是分子，分子之間普遍存在的作用力是范德華力，個別晶體中分子間還含氫鍵，如冰中。
(2)只存在范德華力的晶體，晶體中分子采取密堆積，晶胞中每一個分子周圍一般有12個分子緊鄰。含有氫鍵的晶體，由于氫鍵的方向性，晶體中分子之間不滿足密堆積，空間利用率不高，留有相當大的空隙，所以密度會減小，但是熔、沸點往往會升高，如HF、NH3、冰等。
1.下列有關冰和干冰的敘述不正確的是(　　)
A.干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體
B.冰中存在氫鍵，每個水分子周圍有4個緊鄰的水分子
C.干冰比冰的熔點低，常壓下易升華
D.干冰中只存在范德華力不存在氫鍵
A
解析　干冰是由分子密堆積形成的晶體，冰晶體中水分子間采取非密堆積的方式，A錯誤；冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，故每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，B正確；干冰熔化只需克服范德華力，冰熔化需要克服范德華力和氫鍵，由于氫鍵作用力比范德華力大，所以干冰比冰的熔點低得多，而且常壓下易升華，C正確；干冰晶體中CO2分子間作用力只是范德華力，不存在氫鍵也不能形成氫鍵，D正確。
2.如圖是甲烷晶體的晶胞結構，圖中每個小球代表一個甲烷分子(甲烷分子分別位于立方體的頂角和面心)，下列有關該晶體的說法正確的是(　　)
A.該晶體與HI的晶體類型不同
B.該晶體熔化時只需要破壞共價鍵
C.SiH4分子的穩定性強于甲烷
D.每個頂角上的甲烷分子與之距離最近且等距的甲烷分子有12個
D
3.碘的晶胞結構示意圖如圖，下列說法正確的是(　　)
A.碘晶體熔化時需克服共價鍵
B.1個碘晶胞中含有4個碘分子
C.晶體中碘分子的排列有3種不同取向
D.碘晶體中每個I2周圍等距且緊鄰的I2有6個
B
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)分子晶體的概念和性質
1.下列有關分子晶體的說法中一定正確的是(　　)
A.分子內均存在共價鍵
B.分子間一定存在范德華力
C.分子間一定存在氫鍵
D.其結構一定為分子密堆積
B
解析　稀有氣體元素組成的分子晶體中，不存在由多個原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結合成晶體，所以不存在任何化學鍵，A錯誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負性較強的N、O、F原子結合的氫原子的分子之間或者分子之內，B正確，C錯誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，D錯誤。
2.下列物質按熔、沸點由高到低順序排列，正確的一組是(　　)
A.HF、HCl、HBr、HI B.F2、Cl2、Br2、I2
C.H2O、H2S、H2Se、H2Te D.CI4、CBr4、CCl4、CF4
解析　對結構和組成相似的分子晶體，其熔、沸點隨著相對分子質量的增大而升高，但HF、H2O分子之間都存在氫鍵，熔、沸點反常。所以A中應為HF>HI>HBr>HCl；B中應為I2>Br2>Cl2>F2；C中應為H2O>H2Te>H2Se>H2S；只有D正確。
D
3.下列性質適合于分子晶體的是(　　)
A.熔點為1 070 ℃，易溶于水，水溶液導電
B.熔點為3 500 ℃，不導電，質硬，難溶于水和有機溶劑
C.能溶于CS2，熔點為113 ℃，沸點為445 ℃
D.熔點為97.81 ℃，質軟，導電，密度為0.97 g·cm－3
解析　分子晶體是由分子構成，分子間的作用力很弱，具有熔沸點低、硬度小、易揮發等性質。熔點高，不是分子晶體的性質，故A、B項錯誤；單質硫能溶于CS2，熔點為113 ℃，沸點為445 ℃，單質硫是分子晶體，故C正確；熔點為97.81 ℃，質軟、導電、密度為0.97 g·cm－3，是金屬鈉的物理性質，金屬鈉屬于金屬晶體，故D錯誤。
C
4.SiCl4的分子結構與CCl4的分子結構類似，對其作出如下推斷，其中正確的是(　　)
①SiCl4晶體是分子晶體　②常溫常壓下SiCl4不是氣體?、跾iCl4的分子是由極性共價鍵形成的 ④SiCl4的熔點高于CCl4的熔點
A.全部 B.只有①②
C.只有②③ D.只有①
A
解析　CCl4屬于分子晶體，常溫常壓下為液體，含有共價鍵。①SiCl4與CCl4結構相似，則SiCl4是分子晶體，正確；②CCl4在常溫常壓下是液體，SiCl4與CCl4結構相似，且SiCl4的相對分子質量較大，則常溫常壓下SiCl4不可能是氣體，正確；③SiCl4中Si與Cl形成共價鍵，則SiCl4是由極性共價鍵形成的分子，正確；④對組成和結構相似的分子晶體來說，相對分子質量越大，熔點越高，則SiCl4的熔點高于CCl4的熔點，正確。
5.六氟化硫分子為正八面體構型(分子結構如圖所示)，難溶于水，在高溫下仍有良好的絕緣性，在電器工業方面具有廣泛用途。下列推測正確的是(　　)
A.SF6中各原子均達到8電子穩定結構
B.SF6易燃燒生成SO2
C.SF6分子是含有極性鍵的非極性分子
D.SF6不是分子晶體
解析　由圖可知，SF6中氟原子滿足8電子結構，而硫原子為12電子結構，故A錯誤；SF6中硫元素的化合價為＋6價，不能被氧化，則SF6不能燃燒生成SO2，故B錯誤；SF6分子結構對稱，分子中含有極性鍵，為非極性分子，故C正確；SF6屬于分子，為分子晶體，故D錯誤。
C
(二)分子晶體的結構
6.正硼酸(H3BO3)是一種片層狀結構的白色晶體，層內的H3BO3分子通過氫鍵相連(如圖所示)。下列有關說法正確的是(　　)
A.正硼酸晶體不屬于分子晶體
B.H3BO3分子的穩定性與氫鍵有關
C.分子中硼原子最外層為8電子穩定結構
D.含1 mol H3BO3的晶體中有3 mol氫鍵
解析　 A項，正硼酸晶體屬于分子晶體；B項H3BO3分子的穩定性與分子內部的共價鍵有關，與分子間氫鍵無關；C項，分子中的硼原子最外層不符合8電子穩定結構；D項，1個H3BO3分子中含有3個氫鍵。
D
7.C60分子和C60晶胞如圖所示。下列關于C60晶體的說法中不正確的是(　　)
A.C60晶體可能具有很高的熔、沸點
B.C60晶體能溶于四氯化碳中
C.C60晶體的一個晶胞中含有的碳原子數為240
D.C60晶體中每個C60分子與12個C60分子緊鄰
A
8.AB型化合物形成的晶體結構多種多樣。下圖所示的幾種結構所表示的物質最有可能是分子晶體的是(　　)
A.①③ B.②⑤ C.⑤⑥ D.③④⑤⑥
解析　從結構上看①③④⑥構成晶體的結構單元都是向外延伸和擴展的而②和⑤的結構沒有這種特點，其中的原子不能再以化學鍵與其他原子結合，所以可能是分子晶體。
B
9.水在不同的溫度和壓強下可以形成多種不同結構的晶體，故冰晶體結構有多種。其中冰－Ⅶ的晶體結構如圖所示。
(1)水分子的空間結構是____________形，在酸性溶液中，
水分子容易得到一個H＋，形成水合氫離子(H3O＋)，應用
價層電子對互斥模型推測H3O＋的空間結構為____________。
(2)如圖冰晶體中每個水分子與周圍____個水分子以氫鍵結合，該晶體中1 mol 水形成_______ mol氫鍵。
(3)實驗測得冰中氫鍵的鍵能為18.5 kJ·mol－1,而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol－1,這說明________________________________________________________________。
V
三角錐形
4
2
冰融化為液態水時只破壞了一部分氫鍵,液態水中水分子間仍存在氫鍵
B級　素養培優練
10.據某科學雜志報道，國外有一研究發現了一種新的球形分子，它的化學式為C60Si60，其分子結構好似中國傳統工藝品“鏤雕”，經測定其中包含C60，也有Si60結構。下列敘述正確的是(　　)
A.該物質有很高的熔點、很大的硬度
B.該物質熔融時能導電
C.該物質分子中Si60被包裹在C60里面
D.該物質形成的晶體屬分子晶體
D
解析　由分子式及信息可知該物質為分子晶體，分子晶體的熔點低、硬度小，A錯誤；由題目中的信息可知該物質是一種新的球形分子，該物質熔融時克服了分子間作用力、只得到分子、不能導電，B錯誤；硅的原子半徑比碳大，所以硅化合物C60Si60的外層球殼為Si60，內層球殼為C60，C錯誤；由題目中的信息可知是一種新的球形分子，它的分子式為C60Si60，所以該物質有分子存在，屬于分子晶體，D正確。
11.自從第一次合成稀有氣體元素的化合物XePtF6以來，人們又相繼發現了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。圖甲為XeF4的結構示意圖，圖乙為XeF2晶體的晶胞結構圖。下列有關說法錯誤的是(　　)
D
12.二茂鐵[(C5H5)2Fe]是由一個二價鐵離子和2個環戊烯基負離子構成的。熔點是173 ℃(在100 ℃時開始升華)，不溶于水，易溶于苯等非極性溶劑。下列說法不正確的是(　　)
D
13.化合物Ni(CO)4中心原子采取sp3雜化，常溫下為無色液體，沸點42.1℃。在空氣中加熱Ni(CO)4發生如下反應：2Ni(CO)4＋5O2―→2NiO＋8CO2，下列說法不正確的是(　　)
D
14.納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域。
(1)A和B的單質單位質量的燃燒熱大，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：
B
電離能/(kJ·mol－1) I1 I2 I3 I4
A 932 1 821 15 390 21 771
B 738 1 451 7 733 10 540
①某同學根據上述信息，推斷B的核外電子排布如圖所示，該同學所畫的電子排布圖違背了_________________。
②根據價層電子對互斥理論，預測A和氯元素形成的簡單分子空間結構為____________。
能量最低原理
直線形
(2)氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C60可用作儲氫材料。
①已知金剛石中C—C的鍵長為154.45 pm，C60中C—C的鍵長為145～140 pm，有同學據此認為C60的熔點高于金剛石，你認為是否正確并闡述理由：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②科學家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質在低溫時是一種超導體。該物質的K原子和C60分子的個數之比為____________。
不正確。C60為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵，而分子間作用力較弱，所需能量較低，故C60的熔點低于金剛石的熔點
3∶1
③繼C60后，科學家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子的電負性由大到小的順序是____________。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩定結構，則Si60分子中π鍵的數目為____________。
N>C>Si
30

展開更多......

收起↑