分子晶体的结构特征.
2014高二苏教版化学选修三精品学案 3.4.2分子晶体(含解析)
第2课时分子晶体学习目标掌握分子晶体的结构和性质特征。
一、分子晶体1．概念:分子晶体是分子通过________________构成的固态物质。
2．分子晶体中存在的微粒:________。
3．粒子间的作用力：____________________。
4．分子晶体的物理性质由于分子晶体中相邻分子靠________________________相互吸引，因此分子晶体有熔点________、硬度________、易升华的特性。
5．典型的分子晶体(1）所有______________，如水、硫化氢、氨、甲烷等.(2）部分________________，如卤素单质(X2）、氧气（O2)、硫8(S8)、氮气(N2）、白磷（P4)、碳60(C60)等。
(3）部分________________,如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。
(4)几乎所有的________，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。
（5)绝大多数________________，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
6．分子晶体的结构特征(1)一种是分子间作用力只是范德华力。
（2）另一种是分子间还有其他作用力，如氢键。
水分子之间的主要作用力是________，在冰的晶体中每个水分子周围只有________个紧邻的水分子。
7．（1)每个CO2分子周围离该分子距离最近且相等的CO2有________个。
（2)每个晶胞中有________个原子，________个CO2分子。
二、四种类型晶体的比较CaCO3硫磺晶体硅、SiCFe、Cu、Zn1．干冰熔点很低是由于( ）A．CO2是非极性分子B．C===O键的键能很小C．CO2化学性质不活泼D．CO2分子间作用力较弱2．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是（）A．NH3、HD、C10H8B．PCl3、CO2、H2SO4 C．SO2、SiO2、P2O5D．CCl4、Na2S、H2O2 3．在医院施行外科手术时，常用HgCl2的稀溶液作为手术刀的消毒剂.已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2在熔融状态下不能导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱的电离。
晶体结构的分类
晶体结构的分类晶体结构是材料科学中重要的研究对象之一，它描述了材料原子、分子或离子的排列方式和周期性。
根据晶体结构的不同，可以将其分为分子晶体、离子晶体和金属晶体三大类。
1. 分子晶体：分子晶体是由分子构成的晶体。
它的特点是分子内部的化学键比较强，而分子之间的相互作用较弱。
分子晶体通常以共价键或极性键相连，如氢键和范德华力。
这些相互作用力比较弱，所以分子晶体的熔点一般较低。
此外，分子晶体在晶格中的排列方式通常较为规则，呈现出较强的周期性。
分子晶体的典型代表是冰，其晶体结构由水分子通过氢键排列而成。
2. 离子晶体：离子晶体是由阳离子和阴离子组成的晶体。
它的特点是阳离子和阴离子之间以离子键（电荷引力）相互作用，这种相互作用力比较强，所以离子晶体的熔点一般较高。
离子晶体的结构较为紧密，离子之间形成了三维晶格。
离子晶体的典型代表有氯化钠（NaCl）和氧化镁（MgO）。
在离子晶体中，阳离子和阴离子的比例需要满足电中性条件。
3. 金属晶体：金属晶体是由金属原子构成的晶体。
金属晶体的特点是金属原子之间形成了金属键，即金属原子间的价电子自由流动形成了电子云。
金属键的强度较弱，所以金属晶体的熔点一般较低。
金属晶体的结构通常是一个由正离子核组成的细胞，正离子核之间被电子云均匀地包围着。
典型的金属晶体有铁、铜和铝等。
除了以上三类晶体，还存在着复合晶体和非晶体。
复合晶体是由两种或多种物质组成的晶体，这些物质可以是离子、分子或金属。
复合晶体的结构较为复杂，几种物质相互依存形成了一个复杂的三维结构。
非晶体是一种无定形的材料，在结构上没有明确的周期性。
非晶体通常是通过快速冷却或高压制备而成，如玻璃和聚合物材料。
综上所述，晶体结构根据其构成单位和相互作用类型的不同，可以分为分子晶体、离子晶体和金属晶体三大类。
通过深入研究晶体结构与性质之间的关系，可以揭示材料的物理、化学和力学特性，为材料设计和应用提供理论依据。
《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
晶体一般特点
晶体一般特点晶体是由原子、分子或离子按照一定的规则排列而形成的固态物质。
晶体具有一些特点，下面将从多个方面进行描述。
1. 有序性：晶体的原子、分子或离子呈现规则的排列方式，形成有序的晶格结构。
这种有序性使晶体具有规则的外形和内部结构。
2. 高度对称性：晶体的晶格结构具有高度对称性，即晶体中的各个部分呈现出相同的形态和性质。
这种高度对称性使得晶体在三维空间中具有特定的几何形状。
3. 物理性质的各向同性：晶体的物理性质在各个方向上基本相同，即具有各向同性。
例如，晶体的热导率、电导率和光学性质在各个方向上基本相等。
4. 具有周期性：晶体的晶格结构具有周期性，即晶体中的原子、分子或离子在空间中周期性重复出现。
这种周期性使晶体具有特定的晶格常数和晶胞。
5. 明确的熔点：晶体具有明确的熔点，即在一定的温度下，晶体经过熔化转变为液体。
这是因为晶体的有序结构在熔化时被破坏，原子、分子或离子之间的相互作用减弱。
6. 具有特定的光学性质：晶体对入射的光具有特定的反射、折射和吸收特性。
这是由于晶体中的原子、分子或离子的排列方式对光的传播产生特定的影响。
7. 具有特定的电学性质：晶体在外加电场下会表现出特定的电学性质，如电导率、介电常数和压电效应等。
这是由于晶体中的原子、分子或离子之间的电荷分布和相互作用的特点。
8. 具有特定的磁学性质：晶体在外加磁场下会表现出特定的磁学性质，如磁化强度、磁导率和磁各向异性等。
这是由于晶体中的原子、分子或离子之间的磁矩相互作用的特点。
9. 具有特定的力学性质：晶体在外力作用下会表现出特定的力学性质，如弹性、塑性和脆性等。
这是由于晶体中的原子、分子或离子之间的键合强度和排列方式的特点。
晶体具有有序性、高度对称性、各向同性、周期性和特定的物理、光学、电学、磁学和力学性质。
这些特点使晶体成为研究材料科学、凝聚态物理和固体化学等领域的重要对象，也使晶体在生活和工业中有着广泛的应用。
晶体结构——精选推荐
第七章晶体结构第一节晶体的点阵结构一、晶体及其特性晶体是原子（离子、分子）或基团（分子片段）在空间按一定规律周期性重复地排列构成的固体物质。
晶体中原子或基团的排列具有三维空间的周期性，这是晶体结构的最基本的特征，它使晶体具有下列共同的性质：(1)自发的形成多面体外形晶体在生长过程中自发的形成晶面，晶面相交成为晶棱，晶棱会聚成顶点，从而出现具有几何多面体外形的特点。
晶体在理想环境中应长成凸多面体。
其晶面数（F）、晶棱数（E）、顶点数（V）相互之间的关系符合公式：F+V=E+2 八面体有8个面，12条棱，6个顶点，并且在晶体形成过程中，各晶面生长的速度是不同的，这对晶体的多面体外形有很大影响：生长速度快的晶面在晶体生长的时候，相对变小，甚至消失，生长速度小的晶面在晶体生长过程中相对增大。
这就是布拉维法则。
(2)均匀性：晶体中原子周期性的排布，由于周期极小，故一块晶体各部分的宏观性质完全相同。
如密度、化学组成等。
(3)各向异性：由于晶体内部三维的结构基元在不同方向上原子、分子的排列与取向不同，故晶体在不同方向的性质各不相同。
如石墨晶体在与它的层状结构中各层相平行方向上的电导率约为与各层相垂直方向上电导率的410倍。
(4)晶体有明显确定的熔点二、晶体的同素异构由于形成环境不同，同一种原子或基团形成的晶体，可能存在不同的晶体结构，这种现象称为晶体的同素异构。
如：金刚石、石墨和C60是碳的同素异形体。
三、晶体的点阵结构理论1、基本概念（1）点阵：伸展的聚乙烯分子具有一维周期性，重复单位为2个C原子，4个H 原子。
如果我们不管其重复单位的内容，将它抽象成几何学上的点，那么这些点在空间的排布就能表示晶体结构中原子的排布规律。
这些没有大小、没有质量、不可分辨的点在空间排布形成的图形称为点阵。
构成点阵的点称为点阵点。
点阵点所代表的重复单位的具体内容称为结构基元。
用点阵来研究晶体的几何结构的理论称为点阵理论。
（2）直线点阵：根据晶体结构的周期性，将沿着晶棱方向周期的重复排列的结构单元，抽象出一组分布在同一直线上等距离的点列，称直线点阵。
2020高中化学人教版选修三教学学案：3-2-1 分子晶体 Word版含答案
姓名，年级：时间：第一课时分子晶体学习目标：1。
了解分子晶体的概念及结构特点。
掌握分子晶体的性质。
2. 能够通过分析分子晶体的组成微粒、结构模型及分子晶体中的作用力解释分子晶体的一些物理性质。
3。
知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。
[知识回顾］什么是范德华力和氢键？存在于什么微粒间?主要影响物质的什么性质？答：范德华力是分子与分子之间存在的一种把分子聚集在一起的作用力。
它是分子之间普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的聚集态（固态和液态）存在。
氢键:是由已经与电负性很强的原子（如N、F、O）形成共价键的氢原子与另一个分子中或同一分子中电负性很强的原子之间的作用力。
范德华力和氢键主要存在于分子之间，主要影响物质的物理性质。
[要点梳理]1．分子晶体的概念及结构特点（1）分子晶体中存在的微粒：分子.(2)分子间以分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体.（3）相邻分子间靠分子间作用力相互吸引。
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分子间含有其他作用力，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。
2．常见的分子晶体(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(X2)、氧气O2、氮N2、白磷(P4）、硫(S8)等。
(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O10、SO2、SO3等。
（4）几乎所有的酸,如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。
（5)绝大多数有机物的晶体,如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等.3．典型的分子晶体(如图）(1）冰①水分子之间的主要作用力是氢键,当然也存在范德华力.②氢键有方向性，它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个相邻水分子互相吸引。
(2)干冰①在常压下极易升华。
②干冰中的CO2分子间只存在范德华力而不存在氢键,一个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个.知识点一分子晶体的性质1．分子晶体的构成微粒是真实存在的小分子或大分子。
高中化学竞赛--分子晶体与原子晶体
3、典型的分子晶体：
（1）所有非金属氢化物：H2O，NH3， CH4，HX （2）部分非金属单质：O2，S8，P4，C60 、稀有气体 （3）部分非金属氧化物：CO2，NO2，P4O6， P4O10 （4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 （5）绝大多数有机物的晶体：乙醇，冰醋酸，蔗糖
面体占有_1___个Si，____2___个O。故SiO2晶体中Si与O之为___1_：__2_____。 ②最小环上有____1_2____个原子（___6___个Si和___6___个O）。1molSiO2晶体中含 __4___molSi-O键。
石墨及其结构（混合型晶体）
空间层状 结构
空间结构俯视图
子”，又称共价晶体。 思考：只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？
原子晶体 熔点/0C 硬度
某些原子晶体的熔点和硬度
金刚石 氮化硼 碳化硅
石英
＞3550 10
3000 9.5
2700 9.5
1710 7
硅 1410 6.5
锗 1211 6.0
2.原子晶体的物理性质 熔点 高 ，硬度 大 ， 难 溶于一般溶剂， 不 导电，延展性 差 。 3.常见的原子晶体类型 (1)某些单质：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石 (2)某些非金属化合物：碳化硅（SiC）、氮化硼（BN） (3)某些氧化物：二氧化硅（ SiO２）、Al2O3晶体
典例分析：以干冰为例
①每个晶胞中有___4_____个CO2分子， ______1_2____个原子。
②每个CO2分子周围等距紧邻的 CO2分子有_____1__2____个。
③干冰在常压下极易升华，工业上广 泛用作制冷剂。
分子的密堆积
第三章 第二节 第1课时 分子晶体 高二化学人教版(2019)选择性必修2课件
01
分子晶体
二、分子晶体的物理性质
知识小结：分子晶体熔沸点的比较
①组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越 大，熔沸点越高。 ②若分子间存在氢键，则分子间作用力较大，熔沸点较高。 ③相对分子质量相近时，分子极性越大，熔沸点越高。 ④有机物的同分异构体中，支链数越多，熔沸点越低。
01
01
分子晶体
三、分子晶体的结构特征
科学 ∙ 技术 ∙ 社会 天然气水合物——一种潜在的能源
天然气分子藏在水分子笼内
01
分子晶体
例4. 正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3 分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是（ D ） A.正硼酸晶体不属于分子晶体 B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关 C.分子中硼原子最外层为8电子稳定结构 D.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
分子晶体
二、分子晶体的物理性质
例3.下列性质适合于分子晶体的是（ C ）
①熔点1070 ℃，易溶于水，水溶液导电
②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液导电
③能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃ ④熔点97.81 ℃，质软、导电，密度为0.97 g·cm－3
A.①②
B.①③
C.②③
D.②④
当冰刚刚融化为液体水时，热运动使冰的结构部分解体，水分 子间的空隙减小，密度增大，超过4℃时，由于热运动加剧，分 子间距离加大，密度逐渐减小。
01
分子晶体
三、分相似，但H2S晶体中，一个H2S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？
例2.正误判断 (1)组成分子晶体的微粒是分子，在分子晶体中一定存在共价键和 分子间作用力（ × ） (2)分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢 键（ √ ） (3)分子晶体熔化或溶于水均不导电（ × ） (4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大（ × ） (5)水分子间存在着氢键，故水分子较稳定（ × ） (6)H2SO4为强电解质，硫酸晶体是能导电的（ × ） (7)SiCl4晶体是分子晶体，熔点高于CCl4（ √ ）
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分子密堆积------ 每个分子周围有12个紧邻的分子
如：C60、干冰 、O2 关于干冰晶胞 1、干冰晶胞中，CO2分子位于哪些位置？有几种 不同的排列方向（了解）？ 2、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？
（2）分子间作用力主要为氢键
关于冰和水
冰晶体
（2）分子间作用力主要为氢键 ------不具有分子密堆积特征（如：HF 、冰、NH3 ） 关于冰和水 1、每个水分子周围有几个紧邻的水分子？ 它们是什么样的空间关系？ 为什么会这样排列？ 是否属于分子密堆积？
硬度
课堂练习 1、HgCl2的稀溶液可作手术刀的消毒剂，已知其熔点
是227℃，熔融状态的HgCl2不能导电，HgCl2的稀溶液
能导电，由下列关于HgCl2(s)的叙述中正确的 是（ ） ②属于离子化合物； ④属于电解质。 ①属于分子晶体； ③属于非电解质；
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
B
课堂练习 2、四氯化硅的结构和四氯化碳类似，对其性质的推断， 不正确的是（ ）
第二课时
5、分子晶体的结构特征
(1) 分子间只有范德华力（大多数分子晶体）
干冰的晶胞
C60的晶胞
找一找：在这个晶胞中，
离该CO2分子最近的分子
在哪些位置？有几个？
思考：在干冰晶体中，
干冰的晶胞
离该CO2分子最近的分子 有几个？
每个CO2分子周围有12个CO2分子
5、分子晶体的结构特征
(1) 分子间只有范德华力（大多数分子晶体）
2、水分子按照这样的方式排列形成冰晶体和
C60、CO2相比，结构上有何特点？
对性质有何影响？
3、液态水中有无氢键？
和冰在结构上有什么区别？ 这种区别导致冰融化成水时体积有何变化？ 密度呢？ 4、为什么4℃的水密度最大？
冰、干冰的对比
冰 分子间作用力 分子堆积方式 配位数
密度
干冰
描述晶胞结构
熔、沸点
A.四氯化硅晶体是分子晶体； B.通常情况下可能为气态； C.熔点高于四氯化碳；
D.属于正四面体的分子构型。
B
实验视频：镁条与干冰的反应 科学视野：天然气水合物