分子晶体
【知识解析】分子晶体
分子晶体温故1．晶体中的粒子可以是分子、原子或离子；粒子间的相互作用可以是共价键、离子键、金属键或分子间作用力。
2．根据晶体中粒子间的相互作用及排列方式，可把晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体。
1 分子晶体的定义只含分子的晶体，或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。
如I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体。
名师提醒（1）定义中的“分子”指真实存在的小分子、分子的聚集体、缔合分子、大分子（高分子），因此，H2SO4、H2O2、C4H10等既是化学式也是分子式。
（2）离子化合物、金属单质、原子间相互结合形成空间网状结构（如金刚石、SiO2）的物质中没有分子，因此，Na2O2、Fe、SiO2等是化学式而不是分子式。
（3）稀有气体的分子是单原子分子，因此，由稀有气体单质形成的晶体也是分子晶体。
2 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用3 常见的典型分子晶体（1）所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX（卤化氢）等。
（2）部分非金属单质：X2（卤素单质）、O2、H2、S8、N2、P4、C60、稀有气体等。
（3）部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。
（4）几乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。
（5）绝大多数有机物：苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。
4 分子晶体的物理性质（1）分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。
分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华（如干冰、碘、红磷、萘等），且硬度较小。
（2）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移动的离子或电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。
有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。
（3）分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
分子晶体
BC
A组 Cl键键 Ⅰ.H—I键键能大于H—Cl键键 I键键能大于H Cl 能 C1键键 Ⅱ.H—I键键能小于H—C1键键 I键键能小于H C1 能 HI分子间作用力大于 分子间作用力大于HCl Ⅲ.HI分子间作用力大于HCl 分子间作用力 HI分子间作用力小于 分子间作用力小于HCl Ⅳ.HI分子间作用力小于HCl 分子间作用力
5,关于下列常见晶体说法正确的是
2 60
冰中每个水分子周围有12 12个紧邻的水分子 B.冰中每个水分子周围有12个紧邻的水分子 C.水在固态时密度一定比液态小 干冰中, 个分子周围有12的紧邻分子, 12的紧邻分子 D.干冰中,1个分子周围有12的紧邻分子, 密度比冰小. 密度比冰小.
有下列两组命题,B组中命题正确,且能用A ,B组中命题正确 6,有下列两组命题,B组中命题正确,且能用A组 命题加以正确解释的是 A. Ⅰ ① B. Ⅱ ② C. Ⅲ ③ D. Ⅳ ④
B组 ①HI比HCI稳定 HI比HCI稳定 ②HCl比HI稳定 HCl比HI稳定 ③HI沸点比HCl高 HI沸点比HCl 沸点比HCl高 ④HI沸点比HCl低 HI沸点比HCl 沸点比HCl低
�
5,典型的分子晶体
(1)所有非金属氢化物: (1)所有非金属氢化物: H2O,H2S,NH3,CH4,HX 所有非金属氢化物 (2)部分非金属单质:X (2)部分非金属单质:X2,O2,H2, S8,P4, C60,稀有气体 部分非金属单质 60, (除硼,金刚石,晶体硅) 除硼,金刚石,晶体硅) (3)部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10 (3)部分非金属氧化物: 部分非金属氧化物 (除二氧化硅) 除二氧化硅) (4)几乎所有的酸: (4)几乎所有的酸:H2SO4,HNO3,H3PO4 几乎所有的酸 (5)大多数有机物的晶体:冰醋酸, (5)大多数有机物的晶体:冰醋酸,蔗糖 大多数有机物的晶体
分子晶体_课件
典型分子晶体
典型的分子晶体有哪些 ？(1)所有_非__金___属__氢__化__物___，如H2O、NH3、CH4等 ；(2)部分__非__金__属__单___质__，如卤素、O2、S8、C60、稀有气体等 ；(3)部分_非___金__属__氧__化___物__，如CO2、SO2、P4O6、P4O10等 ；(4)几乎所有的_酸___，如HNO3、H2SO4、H3PO4等 ；(5)绝大多数__有__机__物___的晶体，如蔗糖、乙醇等 。
干冰就是CO2的晶体，外观像冰，硬度也和冰相似，而熔 点比冰低得多，易升华（想想为什么），在工业上广泛用 作制冷剂。
分子晶体的结构特征
（2）分子非密堆 积此时分子间有氢键——氢键具有方向性和饱和性，使晶体中
的空间利用率不高，留有相当大的空隙。这种晶体不具有分 子密堆积特征，如：HF、NH3、冰等。
444.6 ℃
C.熔点1400 ℃ ，可做半导体材料，难溶于水
分子晶体
练习2：下列属于分子晶体的一组物质是 B
（
）A.CaO、NO、乙醇l4、H2O2、
HeC.CO2、HNO3、NaClD.CH4、O2、Na2O
分子晶体
1、下列分子晶体，关于熔、沸点高低叙述中，正确的是(B )A．Cl2＞I2 B．SiCl4＞CCl4 C．NH3＜PH3 D．C(CH3)4＞CH3(CH2)3CH3
( A )A．CO2
B．O2
C．NH4Br
D．Ar
分子晶体
3．SiCl4的分子结构与CCl4相似，下列推测不正确的是(B )A．SiCl4晶体是分子晶体B．常温、常压下SiCl4是气体C． SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子D．SiCl4的熔点 高于CCl4
分子晶体
《分子晶体》课件
在生物学中的应用
分子晶体在生物学中也有着广泛的应用，如用于研究生物大分子的结构和功能。生物大分子如蛋白质 、核酸和多糖等具有复杂的结构和功能，通过研究和了解它们的结构和功能，可以更好地理解生命过 程和疾病机制。
对称面
某些分子晶体中存在对称 面，使得晶体具有对称性 。
对称中心
某些分子晶体中存在对称 中心，使得晶体具有对称 性。
03
分子晶体的分类
有机分子晶体
总结词
有机分子晶体是指由有机分子构成的晶体，其结构单元是碳原子和氢原子等有 机元素。
详细描述
有机分子晶体在自然界中广泛存在，如蛋白质、核酸等生物大分子都是有机分 子晶体。此外，许多塑料、合成纤维等高分子材料也是有机分子晶体。这些晶 体的结构和性质与构成它们的有机分子密切相关。
《分子晶体》ppt课 件
目 录
• 分子晶体简介 • 分子晶体的结构 • 分子晶体的分类 • 分子晶体的应用 • 分子晶体的未来发展
01
分子晶体简介
分子晶体的定义
01
分子晶体是由分子通过分子间作 用力（范德华力）相互结合形成 的晶体。
02
分子晶体中不存在离子或共价键 的结合，而是分子与分子之间的 相互作用。
详细描述
科研人员正在探索新型的分子晶体材 料，这些材料具有更高的稳定性、更 优秀的物理和化学性能，能够满足各 种高科技领域的需求。
分子晶体在新能源领域的应用
总结词
分子晶体在新能源领域的应用前景广 阔，如太阳能电池、燃料电池等。
详细描述
分子晶体
3、典型物质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（1）碘晶体
长方体
每个晶胞中有 4 个碘分子
什么体？ 几个分子？
3、典型物质
（2）干冰 面心立方 每个晶胞中有 4 个二氧化碳分子
什么体？ 几个分子？
3、典型物质
（3）冰 氢键具有方向 性
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
4、物理性质 （1）分子晶体有低熔点（破坏的是分子间作用力） （2）不导电（三态下均不存在带电荷的离子，共价 键没有被破坏）（水溶液 中有些导电有些不导电） （3）相似相溶 （4）易挥发、硬度小（分子间作用力弱）
3．下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质 分子式的是 ( C )。 A．NH4NO3 B．SiO2 C．C2H5OH D．Fe 4．氮化铝(AlN)常做砂轮及高温炉衬材料，熔化状态 下不导电，可知它属于 ( C )。 A．离子晶体 B．分子晶体 C．原子晶体 D．金属晶体
1 ．当下列物质以晶体形式存在时，其所属晶体类 型和所含化学键类型分别相同的是 ( C )。 A．氯化钠和氯化氢 B．二氧化碳和二氧化硅 C．四氯化碳和四氯化硅 D．单质铁和单质碘 2．下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是( C ) A．HF＞HCl，HCl＜HBr B．CF4＜CCl4＜CBr4 C．I2＞SiO2 D．H2O＞H2S，SO2＜SeO2
1、定义：分子间通过分子间作用力构成的晶体称 为分子晶体。
注意点： I 构成分子晶体的粒子是分子。 II 在分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合， 而相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
例 CO2 H2O 存在分子
2、结构特点：由于分子间作用力不具有 方向性 ，所以分子晶体在堆积排列时尽可能的 ________ 利用空间采取紧密堆积的方式。
常见分子晶体
常见分子晶体分子晶体是由大量的有机分子（或者有机分子和无机分子的混合）组成的三维晶体。
它们是化学物质的纯净结晶形态，具有高度定向的分子团簇结构，因此具有各种独特的化学和物理特性。
常见的分子晶体有芳烃晶体、烷烃晶体、烯烃晶体、萘烷晶体和苯烷晶体等。
芳烃晶体是指碳原子四面有同种或不同种芳基的晶体结构。
芳烃的晶体常由四面环结构所组成，这些环可以是环状的（例如苯和芘），也可以是网状的（例如吡啶）。
芳烃晶体的晶体结构的分子间的互相接触是由共价键形成的，因此它们具有非常高的熔点，比其它晶体都要高。
烷烃晶体是指由碳原子四面均附有烷基（由一个羟基和一个不饱和羟基连接而成）的晶体结构。
它们具有非常高的熔点，晶体结构的分子间由共价键构成的范式，如甲烷的「空气状（cellular）」晶体结构。
烯烃晶体也是四面均有烷基附有的晶体，但是具有一个不饱和三环（即烯烃），而不是共价键构成的范式。
烯烃晶体有大量的晶体结构类型，其中包括有萘烷（naphthalene）、芘（phenanthrene）和芪（acenaphthene）等。
萘烷晶体是指一种晶体结构，由两个连在一起的萘环（含有八个碳原子）所组成。
由于其具有古老的烯烃结构，萘烷晶体通常具有较高的熔点和灭火点，而且还具有很强的光学特性，如上转换性、荧光光谱和悬浮特性等。
苯烷晶体是指碳原子四面都附有苯基的晶体结构。
它们的分子间的相互作用是由共价键构成的，而不是烯烃晶体的烯环，因此它们的晶体结构就像甲烷一样，并且具有较高的熔点。
苯烷晶体有一种变体，称为叶绿素晶体，它由二环芳烃和两个饱和羟基所组成，具有丰富的荧光特性和传输性。
总之，常见的分子晶体有芳烃晶体、烷烃晶体、烯烃晶体、萘烷晶体和苯烷晶体等，它们均具有高度定向的分子团簇结构，因此具有各种独特的化学和物理特性。
其中，芳烃晶体是由碳原子四面有同种或不同种芳基的晶体结构组成，而烷烃晶体和烯烃晶体则是由碳原子四面均附有烷基的晶体结构，萘烷晶体是由两个连在一起的萘环构成，而苯烷晶体则是由碳原子四面都附有苯基的晶体结构。
分子晶体
分子晶体分子晶体，指分子间以范德华力相互结合形成的晶体。
大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO2)、I2、大多数有机物，其固态均为分子晶体。
分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非极性分子。
分子间的作用力很弱，分子晶体具有较低的熔、沸点，硬度小、易挥发，许多物质在常温下呈气态或液态，例如O2、CO2是气体，乙醇、冰醋酸是液体。
同类型分子的晶体，其熔、沸点随分子量的增加而升高，例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增；非金属元素的氢化物，按周期系同主族由上而下熔沸点升高；有机物的同系物随碳原子数的增加，熔沸点升高。
但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间，除存在范德华力外，还有氢键的作用力，它们的熔沸点较高。
分子组成的物质，其溶解性遵守“相似相溶”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性的有机溶剂，例如NH3、HCl极易溶于水，难溶于CCl4和苯；而Br2、I2难溶于水，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。
根据此性质，可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。
物质类别及举例所有非金属氢化物：如水、硫化氢部分非金属单质：如卤素单质部分非金属氧化物：如CO2、SO2绝大多数有机物（有机盐除外）几乎所有的酸（除外：一水合高氯酸的是离子晶体）离子晶体物理学概念，指离子间通过离子键结合形成的晶体。
离子间通过离子键结合形成的晶体。
在离子晶体中，阴、阳离子按照一定的格式交替排列，具有一定的几何外形，例如NaCl是正立方体晶体，Na+离子与Cl-离子相间排列，每个Na+离子同时吸引6个Cl离子，每个Cl-离子同时吸引6个Na+。
不同的离子晶体，离子的排列方式可能不同，形成的晶体类型也不一定相同。
离子晶体中不存在分子，通常根据阴、阳离子的数目比，用化学式表示该物质的组成，如NaCl表示氯化钠晶体中Na+离子与Cl-离子个数比为1∶1，CaCl2表示氯化钙晶体中Ca2+离子与Cl-离子个数比为1∶2。
10-典型晶体简介(分子晶体)
1、无氢键型分子晶体：一般采用面心式堆积 、无氢键型分子晶体： 分子配位数通常=12 分子配位数通常 如：C60与C60分子晶体
分子晶体及其堆积方式
1、无氢键型分子晶体：一般采用面心式堆积 、无氢键型分子晶体： 分子配位数通常=12 分子配位数通常 分子晶体（干冰） 如：CO2与CO2分子晶体（干冰）
分子晶体熔点的相对高低规律之四
讨论： 讨论： 实验测得气态氯化铝的相对分子质量等于267，则其分 实验测得气态氯化铝的相对分子质量等于 ， 子式为 ，其结构式可能为 。
分子晶体小结
• 分子晶体的一般情况： 分子晶体的一般情况：
所有非金属氢化物、部分共价化合物 所有非金属氢化物、部分共价化合物 非金属氢化物 物质种类 少数盐类 盐类， 少数盐类，如AlCl3 单核或多核的） 晶体中的微粒 （单核或多核的）分子 微粒间的作用力 范德华力或氢键 微粒内部的 微粒内部的 无化学键 有非极性共价键或 作用力 或有非极性共价键或有极性共价键 干冰、 典型代表 氦、氢、干冰、冰 He 、 H2 、 CO2 、 H2O 化学式 较软易碎、部分可溶于水、 较软易碎、部分可溶于水、 物理共性 熔点沸点较低、晶体导电导热性差 熔点沸点较低、晶体导电导热性差
分子晶体熔点的相对高低规律之四
升华问题： 升华问题： 某些分子晶体受热时 不经过熔化直接变成气态 这种现象叫升华 这种现象叫升华 升华的条件 条件是 升华的条件是： 在一定的压强条件下物质的熔点 熔点>沸点 在一定的压强条件下物质的熔点 沸点 能升华的常见物质有： 能升华的常见物质有： 干冰、 苯甲酸、 干冰、碘、萘、苯甲酸、氯化铝等
分子晶体熔点的相对高低规律之一
参考f=k·m1·m2/r2 （1）组成与结构相似时：—二
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说明：
分子间作用力与化学键的关系：分子间作用力不是化学
键 ， 它 比 化 学 键 弱 得 多 ， 如 HCl 分 子 间 的 作 用 力 为 21kJ·mol － 1 ， 而 HCl 分 子 中 的 H—Cl 键 的 键 能 为 431kJ·mol － 1 。 通 常 化 学 键 的 键 能 为 120 ～ 800kJ·mol－1，而分子间作用力通常每摩尔约为几 十千焦。当破坏HCl分子间作用力时，只改变了HCl的状态， 发生了物理变化；当HCl 分子中的H—Cl键遭到破坏时，一 般发生了化学变化，但当固态或液态HCl溶于水时，虽也破
堆积。
第三章 晶体结构与性质
说明：干冰中只存在分子间作用力，其结构如图所示，
由干冰的结构模型我们可以看出：干冰晶体是一种面心立方
结构。
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第三章 晶体结构与性质
(2)如果分子间除范德华力外还存在着氢键，晶体就 不会采取密堆积的方式。例如，我们最熟悉的冰中，水分子 间作用力主要是氢键(也存在范德华力)，如图所示。由图 可知，在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分 子，形成正四面体。氢键不是化学键，比共价键弱得多，却 与共价键一样具有方向性，所以由于氢键的存在，迫使四面 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，这一排列使冰晶体空间利用率不高，有相当大的空 隙使得冰的密度减小。
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提示：冰晶体中每个水分子通过氢键与周围4个水分子
相连，平均每个水分子形成2个氢键。
第三章 晶体结构与性质
3．结合教材干冰结构示意图，分析每个CO2分子紧邻 几个CO2分子？一个干冰晶胞中含几个CO2分子？ 提示：每个CO2分子紧邻12个CO2分子，一个干冰晶 胞中含4个CO2分子。
存在，只有相应的化学式，如SiO2、Cu、NaCl等。
第三章 晶体结构与性质
3．分子晶体内微粒间的相互作用 分子晶体内部分子间靠分子间作用力相互结合成分子， 包括范德华力和氢键(范德华力广泛存在于分子晶体内部， 氢键只存在于特殊的分子晶体中，如NH3、H2O、HF)。
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第三章 晶体结构与性质源自第三章 晶体结构与性质人 教 版 化 学
第三章 晶体结构与性质
一、分子晶体
1．分子晶体：由________构成，相邻分子
靠________相互吸引。 2．分子晶体特点：________。 3．常见分子晶体分类：(1)所有非金属的氢化物， 如________等。
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(2)部分非金属单质，如________等。
第三章 晶体结构与性质
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第三章 晶体结构与性质
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第三章 晶体结构与性质
1．了解分子晶体的概念。 2．了解冰、干冰等分子晶体的晶胞，并学会分析分子 在晶胞中的空间位置关系。 3．理解冰、干冰等分子晶体中分子间作用力的类型。
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4．掌握分子晶体关于熔、沸点等方面的物理性质。
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第三章 晶体结构与性质
答案：
一、1.分子 分子间作用力
2．低熔点、易升华、硬度很小 3．(1)水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷 白磷(P4)、C60 (2) 卤素 (X2) 、氧 (O2) 、硫 (S8) 、氮 (N2) 、
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(3)CO2、P4O6、P4O10、SO2
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________( 也存在________) ，每个水
分子周围只有 ________ 个紧邻的水分子。特点： ________密度最大。
(3) 干 冰 ： CO2 的 晶 体 。 分 子 间 存 在
________，性质特点是：________，工 业上用作________。
第三章 晶体结构与性质
4．范德华力 氢键
第三章 晶体结构与性质
5．(1)12
(2)氢键 范德华力 4
二、1.一定 不一定 2．范德华力 共价键
4
制冷制
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(3)范德华力 熔点低，易升华 较小
较大
第三章 晶体结构与性质
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第三章 晶体结构与性质
1．冰和干冰是同一种晶体吗？
提示：不是。冰是水的晶体，干冰是二氧化碳的晶体， 二者外观相似，所以将二氧化碳的晶体称为干冰。 2．结合教材冰晶体结构示意图，分析水分子之间的结 合力是什么样的？每个水分子周围有几个水分子相连？
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坏了H—Cl键，但却不是化学变化，因此，分子间作用力主
要影响物质的物理性质，而化学键则主要影响物质的化学性 质。
第三章 晶体结构与性质
4．分子晶体的结构特征 (1) 大多数分子晶体具有如下特征：如果分子间作 用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以
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有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征被称为分子的密
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第三章 晶体结构与性质
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第三章 晶体结构与性质
1.分子晶体的概念
只含分子的晶体称为分子晶体。
说明：
常见的分子晶体：
①所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(X 代表卤素)等。
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②部分非金属单质： X2(X 代表卤素 ) 、 N2 、 O2 、 H2 、 S8、P4、C60等。
(3)部分非金属氧化物，如________等。 (4)几乎所有的酸。 (5)绝大多数有机物。
第三章 晶体结构与性质
4 ．构成分子晶体的作用力包括 ________ 和
________。
5．分子晶体结构特点： (1)________ 个 紧 邻 的 分 子 密 堆 积 ， 如 O2和C60。 (2) 冰 的 晶 体 ： 构 成 晶 体 的 作 用 力 是
二、分子晶体与化学键
1 ．分子晶体中 ________ 存在范德华力，
________存在化学键。 2．除稀有气体分子构成的晶体以外，一般分子晶体中 分子之间存在的作用力是 ________ ，分子内部原 子之间存在的作用力是 ________ ，范德华力能量 ________，共价键能量________。
第三章 晶体结构与性质
③部分非金属氧化物： CO2 、 SO2 、 N2O4 、P4O6 、
P4O10等。
④几乎所有的无机酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等。 ⑤大多数有机物：乙醇、冰醋酸、蔗糖等。 2．分子晶体的构成微粒 分子晶体的构成粒子为分子，只有分子晶体中才有真正
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的分子存在，所以它的化学式就代表分子；其他晶体无分子