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人教版新教材《分子晶体与共价晶体》ppt1

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新教材高中化学第三章晶体结构与性质2分子晶体与共价晶体课件新人教版选择性必修2

新教材高中化学第三章晶体结构与性质2分子晶体与共价晶体课件新人教版选择性必修2

2
2
课程目标
1.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点。 2.能从范德华力、氢键的角度分析、理解分子晶体的物理性 质。 3.学会比较晶体的熔、沸点。
新教材高中化学第三章晶体结构与性质2分
2021/4/17
子晶体与共价晶体课件新人教版选择性必修
3
2
新教材高中化学第三章晶体结构与性质2分
2021/4/17
为什么一个分子周围有12 个紧邻分子？
新教材高中化学第三章晶体结构与性质2分
202Байду номын сангаас/4/17
子晶体与共价晶体课件新人教版选择性必修
7
2
[基础•初探]
［微思考］为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？
冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键,冰晶体主要是水分子 依靠氢键而形成的。由于氢键具有一定的方向性，每个水分子与周围4个 水分子结合,4个水分子也按照这样的规律再与其他的水分子结合。这样， 每个水分子中的氧原子周围都有4个氢原子，氧原子与其中的2个氢原子通 过共价键结合，因此它们之间的距离较近一些 ，而与另外2个属于其他水 分子的氢原子靠氢键结合在一起。在这种排列中,分子的间距比较大，留有 相当大的空隙，比较松散。因此，液态水变成固态水，即水凝固成冰雪、 霜时，密度变小。
(2)SiO2是二氧化硅的分子式吗？
答案：(1)不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共 价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有 共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空 间网状结构的晶体才是原子晶体。
(2)二氧化硅为原子晶体，晶体中不存在单个分子，其化学式为Si 与O的最简个数比，而不是分子式。

高中新教材化学课件选择性必修分子晶体与共价晶体

高中新教材化学课件选择性必修分子晶体与共价晶体
。
输入 标题
金属晶体
金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、 铝、铁和铜等。
离子晶体
混合晶体
相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网 状结构的晶体叫做原子晶体。例如金刚石晶体，单质
硅等。
原子晶体
同时含有两种或两种以上键型的晶体。如石墨晶体中 含有共价键和金属键；铵根离子中有共价键和配位键 ；氢氧化钠中含有离子键和共价键。
复合材料
通过将分子晶体与共价晶 体相结合，可以制备出具 有优异力学、热学、电学 等性能的复合材料。
能源科学领域应用举例
太阳能电池
共价晶体中的半导体材料可用于制造 太阳能电池，将太阳能转化为电能。
燃料电池
储能材料
利用分子晶体和共价晶体的特性，可 以设计和合成具有高能量密度和长寿 命的储能材料，如锂离子电池、超级 电容器等。
04 分子晶体与共价 晶体比较与鉴别
结构差异导致性质差异
01 02
分子晶体
由分子构成，分子间通过分子间作用力相互结合，分子内部原子间通过 共价键连接。常见的分子晶体有稀有气体、非金属氢化物、非金属氧化 物等。
共价晶体
由原子构成，原子间通过共价键相互连接形成空间网状结构。常见的共 价晶体有金刚石、二氧化硅、碳化硅等。
密度
一般情况下，组成和结构相似的分 子晶体，相对分子质量越大，密度 越大。
典型分子晶体举例及分析
稀有气体
单原子分子，无化学键，仅存在微弱的范德华力，熔沸点 很低。
干冰（CO2）
直线型分子，分子间存在范德华力，熔沸点低，易升华。
碘（I2）
双原子分子，分子间存在范德华力，受热易升华，遇冷易 凝华。
冰（H2O）
03

第三章第二节第2课时共价晶体高二化学人教版选择性必修2课件_1

第三章第二节第2课时共价晶体高二化学人教版选择性必修2课件_1

01
共价晶体
二、共价晶体的物理性质
1.熔点
共价晶体具有很高的熔点。 对于结构相似的共价晶体，其成键原子的半径越小，键长越短， 共价键的键能越大，晶体的熔点越高。
2.硬度
共价晶体的硬度很大。
01
共价晶体
二、共价晶体的物理性质
3.溶解性
共价晶体难溶于一般溶剂。
4.导电性
共价晶体一般不导电（硅为半导体），熔融后也不导电。
PART 02
02
课堂总结
这堂课学到了什么？
①共价晶体的概念 ②共价晶体的物理性质 ③共价晶体的结构特征
PART 03
03
课后作业
正四面体
01
共价晶体
三、典型的共价晶体结构特征
1.金刚石
⑦在金刚石晶胞中含有__8__个碳原子，若晶胞边长为a，则碳原 子的最近距离为_____。
01
共价晶体
三、典型的共价晶体结构特征
2.SiO2晶体
①在SiO2晶体中，每个硅原子采取_s_p_3_ 杂化，与__4__个氧原子结合；每个氧原 子与__2__个硅原子结合；在SiO2晶体中 硅原子与氧原子个数之比是__1_∶__2__， _没__有___单个的SiO2分子存在。
第2节 分子晶体与共价晶体
第2课时 共价晶体
分子式 CO2 SiO2
干冰
室温下状态 气态 固态
水晶
熔点/℃ －78.5 1723
沸点/℃ －56.6 2230
碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，CO2和SiO2熔沸点为 什么差距那么大？
晶体 构成粒子
熔化、气化时 克服的作用力
干冰（CO2） 分子
(4) 晶体中存在氢键的是 B 。 共价晶体均属于非密堆积。

人教版《分子晶体与共价晶体》精品PPT下载

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学习评价 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用 ③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。 (4)对于有机物中的同分异构体，支链越多，沸点越低。 N60可作高能炸药(答案合理即可) 知识点一、分子晶体判断方法和熔、沸点比较 只含分子的晶体，或者分子间以 分子间作用力 结合形成的晶体叫分子晶体。 葫芦岛市第一高级中学·化学组 冰晶胞内水分子间以共价键结合 (3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。 (3)分子晶体熔化或溶于水均不导电( ) 晶胞：描述晶体结构的基本单元 许多气体可以与水形成水合物晶体。 下列属于分子晶体的一组物质是 ②在干冰中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块干冰，出现的现象为_______________________________________________________， (2)稳定性由强到弱的顺序是_________________。
重难点剖析
知识点二、典型的分子晶体的结构特点
物质
干冰
冰
晶体 结构
结构 特点
①相邻分子间只存在范德华力 ①水分子之间的作用力有范德华力和氢键
②每个晶胞中有4个CO2分子 ，但主要作用力是氢键
，12个原子
②冰中位于四面体中心的水分子与四面体
③每个CO2分子周围等距离且 顶角方向的4个相邻的水分子相互作用
重难点剖析
知识点一、分子晶体判断方法和熔、沸点比较
2.分子晶体熔、沸点高低的判断 (1)组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越 强，熔、沸点越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。 (2)相对分子质量接近，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CO＞N2。 (3)含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se ＞H2S。

3.2 分子晶体与共价晶体 课件【新教材】人教版(2019)高二化学选择性必修2

3.2 分子晶体与共价晶体 课件【新教材】人教版(2019)高二化学选择性必修2

二、共价晶体
（一）定义
所有原子都以共价键相互结合形成共价键三维骨架结构 的晶体叫共价晶体
（二）共价晶体中的构成微粒及微粒间的作用力
说明： 1、共价晶体中不存在单个的分子，因此，共价晶体的化 学式不表示其实际组成，只表示其组成的原子个数比。 2、共价晶体熔化时被破坏的作用力是共价键。 3、共价晶体中只有共价键，但含有共价键的晶体不一定 是共价晶体。如CO2、H2O等分子晶体中也含有共价键。
(2)此说法不对。“具有共价键”并不是判断共价晶体的唯一条件， 分子晶体除了单原子分子之外，如H2O、CO2等大多数分子中也 有共价键，很多离子晶体，如NH4Cl、NaOH、KNO3等，在阴阳 离子的内部也含有共价键。共价晶体除具有共价键外，还要求形 成晶体的粒子是原子，共价晶体的微观空间里没有分子。
（六）非金属单质和共价化合物所形成的晶体 属于共价晶体还是分子晶体，可从以下角度进 行分析判断：
1.依据构成晶体的粒子和粒子间的作用力判断
构成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键； 构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。
2.依据物质的分类判断
(1)常见的共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体锗等单质 和二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮化硼等化合物。
（五）分子晶体的结构特征
分子非密堆积 微粒间作用力 范德华力和氢键
分子密堆积 范德华力
空间特点 举例
每个分子周围紧邻的 通常每个分子周围有12 分子数小于12,空间利 个紧邻的分子 用率不高
HF、NH3、冰
C60、干冰、I2、O2
（六）常见分子晶体的结构分析
1、冰（分子非密堆积形式）
（1）冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还 有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。

化学人教版(2019)选择性必修2 3.2.1分子晶体和共价晶体(共38张ppt)

化学人教版(2019)选择性必修2 3.2.1分子晶体和共价晶体(共38张ppt)

微粒间作 用力
_范__德__华__力__
微粒堆积 __密__堆__积___ 方式
举例
干冰、I2、C60 等
_范__德__华__力__和__氢__键__ _____非__密__堆__积____ HF晶体、NH3晶体、
冰
【思考】同为第ⅣA族元素的氧化物，两种晶体的熔沸点却相差很大，这 是为什么呢？
【思考】分子晶体的熔点、硬度如何？原因？
【思考】导电性、溶解性？
分子间作用力比化学键弱得多
3、物理特性： （1）分子晶体熔点低、硬度小 →判断是否为分子晶体 （2）分子晶体不导电。 （在固体或熔融状态下均不导电） （3）溶解性：遵循“相似相溶”原理、氢键
【思考】M(H2O)＜M(H2S)，为什么水的熔点却高于硫化氢的熔点呢？
共价键——影响共价晶体物理性质的主要因素 熔沸点变化取决于共价键的强弱
都是共价晶体，结构相似
原子半径：Si >C 键长：Ge—Ge >Si—Si > C—C
晶体锗、晶体硅、金刚石的熔点、硬度依次 升高 。
结构相似的共价晶体：
原子半径越小 键长越短 键能越大 晶体熔沸点越高
典型的共价晶体：金刚石
正四面体
共价晶体
构成粒子
原子
粒子间的作用力
共价键
金刚石 硅原子
【思考】SiO2晶体中是否存在SiO2分子？ 整块晶体是一个立体的网状结构
共价晶体中不存在分子，没有分子式， 化学式表示最简整数比。
SiO2
【思考】除了金刚石和SiO2，还有哪些物质属于共价晶体呢？ 2、类别： （1）某些单质：硅(Si)、锗(Ge)、灰锡(Sn)、硼(B)、金刚石等
（2）某些非金属化合物：二氧化硅(SiO2)、 金刚砂（SiC）、 氮化硅（Si3N4）等

3.2分子晶体与共价晶体课时(1)课件高二化学人教版选择性必修2

3.2分子晶体与共价晶体课时(1)课件高二化学人教版选择性必修2

一、分子晶体
•4.典例： •(1)所有非金属氢化物 •(2)部分非金属单质(低熔点)： • 如卤素、氧气、硫、氮气、白磷、碳六十等 •(3)部分非金属氧化物(低熔点)： • 如CO2、P4O6、P4O10、SO2等 •(4)稀有气体 •(5)几乎所有的(含氧)酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等 •(6)绝大多数有机物
常温常压下极易升华，升华时会吸收大量的热，使周围
空气的温度降的很快，常空用气温度降了，水蒸气发生液化 现象，放出热量，就变作成制了小液滴，就是雾了。 干冰的密度为1.56 g/冷cm剂3。干冰质地较冰疏软，无任何 残留、无毒性、无异味，有灭菌作用。
密度
高 低
一、分子晶体
5.结构特征：
分子间作用力
分子密堆积 范德华力
分子非密堆积 范德华力、氢键
空间特点 实例
每个分子周围有12个紧邻的分子 每个分子周围不足12个紧邻的分子
C60、干冰、I2等
低熔点、硬度低，密度较高
HF、NH3、冰等
较高熔点、硬度较高，密度低
影响
分子
分子间 作用力
干冰、碘、C60
范德华力 分子密堆积
类型
结构
氢键
分子非密堆积
影响因素
冰
分子 晶体
熔点低 性质
硬度小
性质
P84
B
P85
C
P85
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与 共价晶体
课时1
从构成粒子和粒子间相互作用的角度分析 以下晶体结构的共同特点是什么?
碘(I2)
干冰(CO2)
键 分子间：分子间作用力
冰(H2O)
一、分子晶体
1.定义：只含分子的晶体称为分子晶体 2.作用力：相邻分子靠分子间作用力相互吸引 3.物理特性：低熔点，硬度很小

第3章第2节分子晶体与共价晶体第1课时课件(35张)

第3章第2节分子晶体与共价晶体第1课时课件(35张)

水分子相互吸引。
【巧判断】 (1)冰融化时,分子中H—O键发生断裂。 ( ) 提示:×。冰属于分子晶体,融化时要克服分子间作用力和氢键,分子内的共价键 不断裂。 (2)冰融化与干冰升华克服的作用力完全相同。 ( ) 提示:×。干冰升华只克服范德华力,而冰融化除克服范德华力外还克服氢键。 (3)分子晶体中,分子间作用力越大,对应的物质越稳定。( ) 提示:×。分子间作用力的大小决定分子晶体的熔沸点的高低,而分子的稳定性 取决于化学键的强弱。
A.①③
B.①④
②HgCl2属于离子化合物
④HgCl2属于弱电解质
C.②③
D.②④
【解析】选B。HgCl2熔点低,熔融状态不导电,说明它属于共价化合物。HgCl2 的稀溶液有弱的导电能力,说明在水分子作用下能够发生微弱电离,故HgCl2属 于弱电解质。
3.干冰晶体结构如图所示,每8个CO2构成立方体,且在6个面的中心又各有1个 CO2分子,在每个CO2周围距离为 2 a(其中a为立方体棱长)的CO2有 ( )
分子密堆积
作用 力
只有_分__子__间__作__用__力__,无_氢__键__
空间 每个分子周围一般有_1_2_个紧
特点 邻的分子
举例 C60、干冰、I2、O2
分子非密堆积 有分子间氢键,它具有_方__向__性
空间利用率不高,留有相当大的空 隙
HF、NH3、冰
3.常见分子晶体及物质类别:
物质种类 所有_非__金__属__氢__化__物__ 部分_非__金__属__单__质__ 部分_非__金__属__氧__化__物__ 几乎所有的_酸__ 绝大多数_有__机__物__
实例 H2O、NH3、CH4等 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 CO2、P4O10、SO2、SO3等 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等

分子晶体与共价晶体课件——高中化学人教版选择性必修二

分子晶体与共价晶体课件——高中化学人教版选择性必修二
➢ 最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。每个最小的环实际拥 有的硅原子为6×1/12=1/2，氧原子数为1。
➢ 1mol SiO2中含4mol Si—O键，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。 ➢ 正四面体内O—Si—O键角为109°28′。
2023/9/21
第二节 分子晶体和共价晶体 27
2023/9/21
第二节 分子晶体和共价晶体 14
高中化学选择性必修2 《物质结构与性质》
➢ 分子晶体的结构特征 干冰升华过程中破坏共价键吗？
• 干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。
硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，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？
分子晶体的物理性质
分子晶体不导电 分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离子或自由电子， 因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电
分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律
极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂
2023/9/21
第二节 分子晶体和共价晶体
7
高中化学选择性必修2 《物质结构与性质》
➢ 分子晶体的结构特征
为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？
• 水分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力)，在冰的晶 体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
• 氢键有方向性，即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个相邻的水分子相互吸引
• 冰晶体中的水分子的空间利用率不高，当冰刚刚融化为液态水时， 热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大
➢ 二氧化硅的结构:二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种 结构，最常见的是低温石英(αSiO2)。

3.2.1 分子晶体与共价晶体 第1课时-高二化学课件(人教版2019选择性必修2)

3.2.1 分子晶体与共价晶体 第1课时-高二化学课件(人教版2019选择性必修2)

【 科学·技术·社会】 P80
天然气水合物—可燃冰 一种潜在的能源
20 世纪末，科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合 物晶体，这种晶体的主要成分是甲烷，因而又称甲烷水合物，它的外形像冰，而 且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”。
【 科学·技术·社会】 P80
各类晶体的物理性质
晶体
熔点/℃ 硬度 晶体
导电性 熔融
导电性 构成 微粒
氯化钠
801 较硬
干冰
－78.5 较软
金刚石
3500 很硬
不导电 不导电 不导电
导电 不导电 不导电
离子 分子
原子
二氧化硅
1732 硬而脆
不导电
不导电
原子
哪些晶体可归为一类？
氯化钡
1560 较硬
不导电
导电
离子
白磷
44.1 软
不导电
y
12 8
4
5 9 1
3
2
x
z
11 7
6 10
一、分子晶体
6.结构特点：
（1）只有范德华力(无方向性、饱和性)，无分子间氢键——分子密堆积 每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2;
干冰晶胞
C60的晶胞
一、分子晶体
6.结构特点：
（2）有分子间氢键——不具有分子密堆积特征，如：HF 、冰、NH3
氢键 范德华力
思考
1.干冰熔化时破坏什么作用力？发生的什么变化?干冰熔化时有没有 破坏碳氧原子间共价键？
分子间作用力
2.推测分子晶体的熔点是高还是低？
思考
3.根据干冰和碘晶体结构特点分析干冰、碘易升华的原因？

高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体课件新人教版选择性必修2

高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体课件新人教版选择性必修2

意；SO2、P2O5是属于分子晶体的化合物，SiO2是属于共价晶体的化合 物，C不符合题意；CCl4、H2O2是属于分子晶体的化合物，Na2S是属于 离子晶体的化合物，D不符合题意。故选B。
2．下列叙述与范德华力无关的是( B ) A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B．白磷易自燃 C．干冰易升华 D．S8的熔、沸点较低 解析：气体物质加压或降温时能凝结或凝固，克服了分子间的范德 华力，A不符合题意；白磷易自燃，是其着火点较低，与范德华力无 关，B符合题意；干冰易升华，是二氧化碳分子间的范德华力较弱，C不 符合题意；S8是分子晶体，其熔、沸点较低，是由于其分子间的范德华 力较弱，D不符合题意。故选B。
2．下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( A ) A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体 B．冰中存在氢键，每个水分子周围有4个紧邻的水分子 C．干冰比冰的熔点低，常压下易升华 D．干冰中只存在范德华力不存在氢键
解析：干冰是分子密堆积形成的晶体，冰晶体中水分子间采取非紧 密堆积的方式，不都是分子密堆积形成的晶体，A错误；冰晶体中水分 子间除了范德华力之外还存在氢键，由于氢键具有方向性，故每个水分 子周围只有4个紧邻的水分子，B正确；干冰熔化只需克服范德华力，冰 熔化需要克服范德华力和氢键，由于氢键作用力比范德华力大，所以干 冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华，C正确；干冰晶体中CO2分 子间作用力只是范德华力，不存在氢键也不能形成氢键，D正确。故选 A。
(2)分子晶体熔、沸点高低的判断 ①组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范 德华力越强，熔、沸点越高，如I2>Br2>Cl2>F2，HI>HBr>HCl。 ②组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性 越大，熔、沸点越高，如CH3OH>CH3CH3。 ③含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如 H2O>H2Te>H2Se>H2S。

分子晶体与共价晶体 课件-2020年秋高中化学人教版(2019)选择性必修二(1)(1) 2

分子晶体与共价晶体 课件-2020年秋高中化学人教版(2019)选择性必修二(1)(1) 2

1个分子周围紧邻分子个数
晶体中分子堆积形式
干冰和冰的外观相似、硬度接近，Mr(CO2) > Mr(H2O) 为什么干冰的熔点比冰的低得多，且密度比冰的高？
晶体 外观 硬度 分子间作用力
干冰
冰
相似或接近
范德华力
1个分子周围紧邻分子个数
晶体中分子堆积形式
与一个 CO2 分子紧邻的 CO2 分子共有____个
与一个 CO2 分子紧邻的 CO2 分子共有_1_2__个 均摊 4 CO2 分子
干冰和冰的外观相似、硬度接近，Mr(CO2) > Mr(H2O) 为什么干冰的熔点比冰的低得多，且密度比冰的高？
晶体 外观 硬度 分子间作用力
干冰
冰
相似或接近
范德华力
1个分子周围紧邻分子个数 晶体中分子堆积形式
蓝鲸一号
分子晶体小结
构成 只含分子的晶体
结构
分子 之间
只有范德华力
分子密堆积 如：干冰
含有氢键
分子非密堆积 如：冰
性质
低熔点、硬度小 含有氢键的分子晶体具有更为特殊的物理性质 （熔沸点偏高、水溶性高、水的密度反常等）
金刚石—— 钻石的原身
② 若分子间作用力主要为氢键时，氢键具有方向性， 使晶体中的空间利用率不高，留有相当大的空隙， 为分子非密堆积结构。如：冰。
干冰能让镁持续燃烧吗？
干冰能让镁持续燃烧吗？
实验结论： 干冰能让镁持续燃烧 镁可以跟二氧化碳反应 干冰有易升华的特性
一、分子晶体
5. 分子晶体的性质
表 3-2 某些分子晶体的熔点
分子晶体 氧气
氮气
白磷
熔点 /℃ －218.3 －210.1 分子晶体 硫化氢 甲烷

高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体课件新人教版选择性必修2

高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体课件新人教版选择性必修2

的分子晶体,形成证据推理与模型认知的化学核 小与分子间作用力的关系。
心素养。
知识点一 分子晶体及其结构特点
知识点一 分子晶体及其结构特点
基础落实•必备知识全过关 1.结构特点 (1)构成微粒及微粒间的作用力
分子
共价键
(2)特征性质 熔化时只破坏分子间作用力,不破坏分子内的化学键
分子晶体熔点 低 ,硬度很 小 。
特别提醒 晶体冰中有关氢键的易错点 (1)晶体冰中每个水分子可以与紧邻的4个水分子形成氢键(不是2个);1 mol 水分子平均形成2 mol氢键(不是4 mol)。 (2)冰、氢氟酸中均有氢键,且O—H…O比F—H…F弱,但水的沸点更高,其 原因是平均每个水分子形成的氢键数比HF多。 (3)晶体冰的密度比液态水的小。
【变式设问】 (1)上题A项物质稳定性的排序如何? 提示 HF>HCl>HBr>HI。物质稳定性与化学键的强弱有关。 (2)上题A项、D项物质在水中的溶解性如何?溶解时化学键是否断裂? 提示 A项物质易溶于水,溶解时化学键断裂;D项物质难溶于水。
归纳总结 分子晶体的熔、沸点比较 (1)分子晶体熔化或汽化都是克服分子间作用力。分子间作用力越大,物质 熔化或汽化时需要的能量就越多,物质的熔、沸点就越高。 (2)比较分子晶体的熔、沸点高低,实际上就是比较分子间作用力(包括范 德华力和氢键)的大小。 ①组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越 高。如O2>N2,HI>HBr>HCl。 ②相对分子质量相等或相近时,极性分子的范德华力大,熔、沸点高,如 CO>N2。 ③能形成氢键的物质,熔、沸点较高。如 H2O>H2Te>H2Se>H2S,HF>HCl,NH3>PH3。
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(2)SiO2的结构特点:把金刚石晶体中的碳原子换为硅原子,每两个 硅原子之间增加一个氧原子,即形成SiO2的晶体结构。 【微思考2】碳和硅同一主族,它们的氧化物CO2和SiO2,为什么物 理性质差异很大?
提示:CO2的晶体是分子晶体,晶体中CO2分子之间通过范德华力相 结合,每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是 原子晶体,硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成空间网状
部分非金属单质
部分非金属氧化物 几乎所有的酸 绝大多数有机物
实例
H2O、NH3、CH4等 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫 (S8)等 CO2、P4O10、SO2、SO3等 HNO3、H2SO4、H3PO4等 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
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3.两种典型分子晶体的组成和结构
第二节 分子晶体与共价晶体
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1.结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间 相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心 素养 素养。 目标 2.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,培养 证据推理与模型认知的核心素养。
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(1)干冰。 ①每个晶胞中均摊4个CO2分子,含有12个原子。 ②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。 (2)冰。 ①水分子之间的作用力有范德华力、氢键,但主要是氢键。 ②由于氢键具有方向性,使四面体中心的每个水分子与四面体顶点 的4个相邻的水分子相互吸引。
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(2)微粒堆积方式。 ①若分子间作用力只有范德华力,则分子晶体有分子密堆积特征, 即每个分子周围有12个紧邻的分子。 ②若分子间还含有其他作用力,如氢键,则每个分子周围紧邻的分 子要少于12个。如冰中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。
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2.分子晶体与物质的类别 物质种类 所有非金属氢化物
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【微思考1】水结冰时,为什么冰浮在水面上? 提示:水分子间存在氢键,当水结冰时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,形成空隙较大的空间网状结构,导致 冰的密度比水小,所以结的冰浮在水面上。
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二、共价晶体
1.结构特点
(1)构成微粒及作用力。
着相对分子质量的增大,物质的熔点逐渐升高。例如,常温下Cl2为气 态,Br2为液态,而I2为固态;CO2为气态,CS2为液态。 4.相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体,其熔点一般
比非极性分子构成的分子晶体的熔点高,如CO的熔点比N2的熔点高。 5.相对分子质量相同的烷烃同分异构体,一般支链越多,分子间相互作
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(2)空间结构:整块晶体是一个三维的共价键网状结构,不存在单个 的小分子,是一个“巨分子”,又称共价晶体。 (3)常见的共价晶体: ①某些单质,如金刚石(C)、硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)和灰锡(Sn)等; ②某些非金属化合物,如碳化硅(SiC,俗称金刚砂)、氮化硅(Si3N4)、 二氧化硅(SiO2)等。
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探究2
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深化拓展
1.分子晶体是分子通过分子间作用力形成的晶体,熔化时,只破坏分子
间作用力而不破坏分子内的化学键。
2.少数以氢键作用形成的分子晶体,比一般的分子晶体的熔点高。如
含有H—F、H—O、H—N等共价键的分子间可以形成氢键,所以HF、
H2O、NH3、醇、羧酸、糖等物质的熔点相对较高。 3.结构相似且分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体,随
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分子晶体与氢键 问题探究 观察下图冰和干冰的晶体结构,回答下列问题:
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(1)为什么干冰的熔点比冰低而密度却比冰大? 提示:冰中水分子间除了范德华力外还有氢键作用,而干冰中CO2分 子间只有范德华力,所以冰的熔点比干冰高。由于水分子间形成的 氢键具有方向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体中有较 大的空隙,所以相同状况下冰的密度较小。由于干冰中CO2分子采 取密堆积方式形成晶体,所以干冰的密度较大。 (2)干冰升华过程中破坏共价键吗? 提示:干冰升华过程中只破坏范德华力,不破坏共价键。
用越弱,熔、沸点越低。如熔、沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。
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素能应用
典例1下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( ) A.干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体 B.冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 C.干冰比冰的熔点低得多,常压下易升华 D.干冰中CO2分子间只存在范德华力,不存在氢键,一个分子周围有 12个紧邻的分子 答案:A
1.干冰是一种常见的灭火剂,其成分为CO2,干冰用于灭火的原因是 其易升华,该过程中吸收大量的热,且CO2不支持燃烧。 2.水晶的主要成分是SiO2,水晶是具有空间网状结构的物质。 3.H2S的沸点比H2O低,其主要原因是水分子间存在氢键。
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一、分子晶体
1.特点
(1)构成微粒及微粒间的作用力。
结构,晶体中不存在小分子。
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1.分子晶体中一定存在共价键。 ( ) 2.干冰升华的过程中破坏了共价键。( ) 3.二氧化硅和干冰虽然是同一主族元素形成的氧化物,但属于不同 的晶体类型。( ) 4.分子晶体的熔、沸点比较低,共价晶体的熔、沸点比较高。
() 5.含有共价键的晶体都是共价晶体。( ) 6.SiO2是二氧化硅的分子式。( ) 答案:1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.×
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2.典型共价晶体的结构
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(1)金刚石晶体的结构特点: ①在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子 相结合,形成正四面体结构。 ②晶体中碳碳键之间的夹角为109°28',碳原子采取了sp3杂化。 ③最小环上有6个碳原子。
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