分子晶体构成的微粒及作用力
新教材2023版高中化学第3章 第2节 第3课时分子晶体晶体结构的复杂性学案鲁科版选择性必修2
第3课时分子晶体晶体结构的复杂性课程标准1．了解分子晶体结构与性质的关系。
2．了解分子晶体与共价晶体、离子晶体、金属晶体的构成微粒及微粒间作用力的区别。
3．能根据分子晶体晶胞确定晶体的组成并进行相关计算。
学法指导1.通过学习教材中碘、干冰等晶体结构模型，认识分子晶体的构成微粒及微粒间的相互作用。
2．根据分子间作用力大小，推断分子晶体的熔、沸点高低。
3．通过学习石墨等晶体结构，认识晶体结构的复杂性。
必备知识·自主学习——新知全解一遍过知识点一分子晶体1.分子晶体的结构碘晶体干冰晶体冰晶体(1)碘晶体的晶胞是(1)干冰晶胞是(1)水分子之间的主4.分子晶体的物理性质(1)分子晶体由于以比较弱的________相结合，因此一般熔点________，硬度________。
(2)对组成和结构________，晶体中又不含氢键的分子晶体来说，随着相对分子质量的增大，分子间作用力________，熔、沸点________。
微点拨分子间只存在范德华力的分子晶体，服从紧密堆积排列原理；分子间存在氢键的分子晶体，由于氢键具有方向性、饱和性，故不服从紧密堆积排列原理。
学思用1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)二氧化硅和干冰虽然是同一主族的氧化物，但属于不同的晶体类型。
( )(2)水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键。
( )(3)冰与水共存物属于混合物。
( )(4)冰与二氧化硅的晶体类型相似。
( )(5)分子晶体一般熔点较低、硬度较小。
( )2．下列各组晶体都属于化合物组成的分子晶体是( )A．H2O、O3、CCl4B．CCl4、(NH4)2S、H2O2C．SO2、SiO2、CS2 D．P2O5、CO2、H3PO4知识点二晶体结构的复杂性1.石墨晶体(1)石墨晶体是________结构，在每一层内，每个C原子与其他3个C原子以共2．晶体的复杂性(1)物质组成的复杂性导致晶体中存在多种不同微粒以及不同微粒间作用。
微粒间作用力、晶体类型
NaOH MgCl2 H2S H2SO4 KNO3 CO2
共价化合物
含共价键的离子化合物
NaOH KNO3
1、下列电子式中正确的是（ D ）
2、下列电子式中正确的是（ C ）
写出下列物质的电子式，并指出化合 物的类型 H2O
共价化合物
HClO
共价化合物
NaOH
离子化合物
NH4Cl
离子化合物
分子间的作用力强弱（范德华力）
温度/℃ 250 200 150 100 50 -50 -100 -150 -200 -250 温度/℃ 250 沸点 熔点 CBr4 200 × × CI 4 150 100 CCl4 × × CBr4 50
沸点
I2 Br2 100 150 50 I2
熔点
0
200250 Cl2 Br2 相对分子质量 Cl2
【小试牛刀】
2、下列物质属于原子晶体的化合 物是 （ C ） A.金刚石 B.NaOH C.二氧化硅 D.干冰
【小试牛刀】
3、下列物质中,熔点较低的是（ B）
A.BaCl2 B.干冰 C.晶体硅(原子晶体) D.氯化钠
熔点高低：
原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
【小试牛刀】
4、氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高
金刚石晶体结构示意图
相邻的碳原子间存在强烈的相互作用
总结：微粒间作用力、化合物类 型（离子化合物、共价化合物）、 晶体类型的判断，关键判断金属 或铵根的存在。
【小试牛刀】 １、尝试对下列物质进行晶体结构分类, ② ⑥ ,属于分子晶 属于离子晶体的有＿＿＿ ③④ 体的有＿ ,属于原子晶体的有＿＿ ,属 ⑤ ① 于金属晶体的有＿＿ ①铜 ②硝酸钾 ③二氧化硅晶体 ④金 刚石 ⑤冰 ⑥氢氧化钠
离子晶体、分子晶体、原子晶体
2、物理特性：
(1)较低的熔点和沸点，易升华； (2)较小的硬度； (3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。
原因：分子间作用力较弱
3、典型的分子晶体：
–非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX –酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 –部分非金属单质:X2，O2，H2， S8，P4， C60 –部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 –大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖
思考1 原子晶体的化学式是否可以代表其分子式？
不能。因为原子晶体是一个三维的网状结构，无 小分子存在。
思考2 以金刚石为例，说明原子晶体的微观结构与分 子晶体有哪些不同？ （1）组成微粒不同，原子晶体中只存在原子，没有
分子。 （2）相互作用不同，原子晶体中存在的是共价键。
4、原子晶体熔、沸点比较规律
①二氧化硅中Si原子均以sp3杂化，分别 与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子 成键； ②晶体中的最小环为十二元环，其中有6 个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键； 每个Si原子被12个十二元环共有，每个O原 子被6个十二元环共有，每个Si-O键被6个 十二元环共有；每个十二元环所拥有的Si 原子数为6×1/12=1/2，拥有的O原子数为 6×1/6=1，拥有的Si-O键数为12×1/6=2， 则Si原子数与O原子数之比为1：2。
Na+
(1)NaCl的晶体结构
立方结构（基本结构单元是立方体）
晶胞:
讨论：
晶体中最小的重复单元
6 1、每个Na 离子周围有____个Cl－离子，每 个Cl－ 离子周围有____个Na+ 离子。 6
+
2、每个Na+离子周围与Na+最近且等距离的 Na+有____个，每个Cl－ 离子周围与Cl－最近且 12 12 等距离的Cl－有____个。
高中化学物质结构分子晶体
第二节分子晶体与原子晶体第1课时分子晶体[学习目标定位] 1.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。
2.能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。
一干冰和冰的晶体结构1.干冰晶胞结构如图所示，观察分析其结构模型，回答下列问题：(1)构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子，微粒间的相互作用力是范德华力。
(2)从结构模型可以看出：干冰晶体是一种面心立方结构——每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。
每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。
每个晶胞中有4个CO2分子。
2.冰晶体的结构如下图所示。
根据冰晶体的结构，回答下列问题：(1)构成冰晶体的结构微粒是H2O分子，微粒间的相互作用力是范德华力、氢键。
(2)在冰的晶体中，由于水分子之间存在具有方向性的氢键，迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这样的排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。
3.干冰和冰的比较晶体分子间作用力结构特点外观硬度熔点密度干冰范德华力1个分子周围紧邻12个分子相似相似(小)干冰比冰低干冰比冰大冰范德华力、氢键1个分子周围紧邻4个分子[归纳总结](1)分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。
如：干冰、碘晶体、冰等。
构成分子晶体的粒子只有分子。
(2)常见的典型的分子晶体有①所有非金属氢化物，如水、氨、甲烷等；②部分非金属单质，如卤素、O2、S8、P4、C60等；③部分非金属氧化物，如CO2、SO3、P4O10等；④几乎所有的酸；⑤绝大多数有机物的晶体。
(3)两种典型的分子晶胞①干冰型堆积特征：分子密堆积；②冰型堆积特征：四面体型。
[活学活用]1.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、H2SO4C.SO2、SiO2、P2O5l4、Na2S、H2O2答案B解析A中HD是单质，不是化合物；C中SiO2为原子晶体，不是分子晶体；D中Na2S是离子晶体，不是分子晶体。
四种晶体类型
晶体，一般包括离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体四种类型。
一、依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断（1）离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。
（2）原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。
（3）分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。
（4）金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
二、依据物质的分类判断（1）金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
（2）大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
（3）常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。
（4）金属单质是金属晶体。
三、依据晶体的熔点判断。
（1）离子晶体的熔点较高。
（2）原子晶体的熔点很高。
（3）分子晶体的熔点低。
（4）金属晶体多数熔点较高,但有少数熔点相当低。
四、依据导电性判断。
（1）离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。
（2）原子晶体一般为非导体。
（3）分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。
（4）金属晶体是电的良导体。
五、依据硬度和机械性能判断。
（1）离子晶体硬度较大、硬而脆。
（2）原子晶体硬度大。
（3）分子晶体硬度小且较脆。
（4）金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。
高中化学选修3之知识讲解_晶体的常识 分子晶体与原子晶体_基础-
晶体的常识分子晶体与原子晶体【学习目标】1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】要点一、晶体与非晶体【分子晶体与原子晶体#晶体与非晶体】1、概念：①晶体：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。
晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
②非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列，如：玻璃、松香、明胶等。
非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质要点诠释：晶体与非晶体的区分：晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
周期性是晶体结构最基本的特征。
许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了。
晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象。
特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断。
2、分类：说明：①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。
所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。
例如：水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻；②晶体自范性的条件之一：生长速率适当；③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
4、晶体形成的途径：①熔融态物质凝固，例：熔融态的二氧化硅，快速冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出。
分子间作用力-分子晶体-5.10
化硅晶体性质差异的原 因。
5. 干冰的晶体结构
（1）二氧化碳分子的位置：在
晶体中截取一个最小的正方体， 正方体的八个顶点都落到CO2 分子的中心，在这个正方体的
每个面心上还有一个CO2分子。
（2）每个晶胞含二氧化碳
分子的个数 8×1/8+6×1/2=4
（3）与每个二氧化碳分子等距离 且最近的二氧化碳分子有 12个
X—H ···Y
X、 Y为电负性大，而原子半径较小的且有 孤对电子非金属原子，可相同也可不同，如 F、O、N。
（2）氢键的表示方法： X—H ···Y 氢键
（3）氢键键能大小：
F—H … F O—H … O
N—H … N
氢 键 键 能 28.1
18.8
20.9
(kJ/mol)
共价键键
568
能(kJ/mol)
SnH4
沸
PH3
GeH4
点
SiH4
CH4
2. 氢键：
• 氢键：
除范德华力外的另一种分子间作用力，它 是由已经与电负性大的原子（F、O、N等）形 成共价键的H原子遇另一分子中电负性大原子 半径小且有孤对电子的原子（如F、O、N）能 形成氢键。
• 注意：
氢键是另一种分子间作用力，不属于化学键。
水分子间形成的氢键
卤素单质的相对分子质量和熔、沸点的数据见表3-9。请 你根据表中的数据与同学交流讨论以下问题：
（1）卤素单质的熔、沸点又怎样的变化规律？
（2）导致卤素熔、沸点规律变化的原因是什么？它与卤素单质 相对分子质量的变化规律又怎样的关系？ 表3-9卤素单质的相对分子质量和熔、沸点
单质
相对分子质量
第3章第二节 分子晶体与共价晶体学案
第二节 分子晶体与共价晶体课程目标1．掌握分子晶体、共价晶体的概念及结构特点。
2．掌握晶体类型与性质之间的关系。
3．了解氢键对物质物理性质的影响。
图说考点基 础 知 识[新知预习] 一、分子晶体的结构与物质类别1．分子晶体的结构特点(1)构成微粒及作用力分子晶体⎩⎪⎨⎪⎧构成微粒： 微粒间的作用力：(2)堆积方式分子间作用力堆积方式 实例 范德华力 分子采用________如C 60、干冰、I 2、O 2 范德华力、________ 分子不采用________如HF 、NH 3、冰 2.分子晶体与物质的类别：物质种类 实 例所有____________ H 2O 、NH 3、CH 4等部分____________ 卤素(X 2)、O 2、N 2、白磷(P 4)、硫(S 8)等 部分____________ CO 2、P 4O 10、SO 2、P 4O 6等 几乎所有的______ HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4、H 2SiO 3等 绝大多数________ 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等3.两种典型的分子晶体的组成和结构(1)干冰①每个晶胞中有______个CO 2分子，______个原子。
②每个CO 2分子周围等距离紧邻的CO 2分子数为______个。
(2)冰①水分子之间的作用力有____________________，但主要是__________。
②由于________的方向性，使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的________个相邻的水分子相互吸引。
二、共价晶体的结构和性质1．共价晶体的结构特点(1)构成微粒及作用力共价晶体⎩⎪⎨⎪⎧构成微粒： 微粒间作用力：(2)空间构型：整块晶体是一个三维的共价键________结构，不存在________的小分子，是一个“巨分子”，又称________晶体。
2．共价晶体与物质的类别物质种类实例某些__________ 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等某些__________ 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等某些__________ 二氧化硅(SiO2)等3.典型共价晶体(1)金刚石①碳原子采取________杂化，C—C—C夹角为________。
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分子晶体构成的微粒及作用力
分子晶体是由分子构成的晶体，其微粒是分子。
分子是由原子组成的，具有一定的结构和性质。
分子晶体的微粒之间存在着作用力，这些作
用力决定了分子晶体的性质和行为。
分子晶体的微粒之间存在着三种主要的作用力：范德华力、氢键和离
子键。
范德华力是分子之间的一种弱作用力，是由于分子中电子的运
动而产生的。
氢键是一种较强的作用力，是由于氢原子与氧、氮或氟
原子之间的电荷分布不均而产生的。
离子键是一种非常强的作用力，
是由于正负离子之间的电荷吸引力而产生的。
这些作用力决定了分子晶体的物理和化学性质。
范德华力是分子之间
的一种弱作用力，因此分子晶体的熔点和沸点较低。
氢键是一种较强
的作用力，因此分子晶体的熔点和沸点较高。
离子键是一种非常强的
作用力，因此分子晶体的熔点和沸点非常高。
此外，这些作用力还决定了分子晶体的溶解性和化学反应性。
范德华
力较弱，因此分子晶体在溶液中容易分散。
氢键较强，因此分子晶体
在水中容易溶解。
离子键非常强，因此分子晶体在水中不易溶解。
在
化学反应中，这些作用力也会影响反应速率和反应产物的性质。
总的来说，分子晶体的微粒之间存在着三种主要的作用力：范德华力、氢键和离子键。
这些作用力决定了分子晶体的物理和化学性质，包括
熔点、沸点、溶解性和化学反应性。
了解这些作用力对于理解分子晶
体的性质和行为非常重要。