化学选择性必修2第四单元 分子间作用力 分子晶体精品课件ppt

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1．从微观角度认识分子晶体的结构特征，培养宏观辨识与微观探析核心素养。能描述典型分子晶体的结构特点。2．能区分分子晶体和共价晶体，建立认知模型，并运用认知模型分析解决实际问题。
分子晶体是分子通过分子间作用力构成的固态物质。
以共价键结合的物质，除金刚石、晶体硅、二氧化硅等空间网状结构的物质属于共价晶体外，其他多数非金属单质（如H2、Cl2、N2等）、非金属元素组成的无机化合物（如H2O、HCl、CO2等）以及大多数有机化合物在低温下形成的晶体都属于分子晶体。
（1）所有非金属氢化物：
（2）部分非金属单质:
（3）部分非金属氧化物:
（5）绝大多数有机化合物的晶体：
H2S 、NH3 、 CH4、HX 等
O2 、H2 、 X2 、 P4 、 C60 、稀有气体等
CO2 、SO2 、 NO2 、 P4O6 、 P5O10等
H2SO4 、HNO3 、 H3PO4等
干冰分子晶体的结构模型
固态干冰是典型的分子晶体。独立存在的CO2分子占据着立方体的8个顶角和6个面的中心位置。
每个晶胞含几个CO2分子？
每个晶胞中均摊4个CO2分子,含有12个原子。
4面心+4面心+4边角=12个分子
若分子间作用力只有范德华力,如干冰，即每个分子周围有12个紧邻的分子。
思考：每个CO2周围有几个紧密相邻的CO2？
思考：每个H2O周围有几个紧密相邻的H2O？
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。
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。
水分子之间的作用力有范德华力、氢键,但主要是氢键。
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。
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自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。
①溶于水不发生电离，不导电，如乙醇、蔗糖等。②溶于水时发生部分电离或完全电离，能导电，如CH3COOH、HCl等。③溶于水时与水发生反应，如Cl2、CO2等。
由分子构成的物质有的能溶于水，溶于水时导电性可能有以下情况：
分子晶体熔、沸点高低的判断方法
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、氨基酸、糖等物质的熔点相对较高。
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。
①少数含氢键的分子晶体，比一般的分子晶体的熔点高。
②组成和结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔点逐渐升高。
如熔、沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。
③有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间的相互作用力越弱，熔、沸点越低。
影响分子晶体性质的因素
例1 下列有关物质结构和性质的叙述正确的是(　　)A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键B．水蒸气、水、冰中都含氢键C．分子晶体中，共价键键能越大，其熔、沸点越高D．分子晶体中一定存在分子间作用力，可能有共价键
金刚石和石墨的结构模型
石墨和金刚石是碳的两种同素异形体。
金刚石属于共价晶体，金刚石中每个碳原子以共价键与紧邻的四个碳原子形成三维网状结构。
石墨晶体形成二维网状结构，层内每个碳原子以共价键与周围的三个碳原子结合，层间为分子间作用力，因此石墨晶体是一种混合晶体。
碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用了3个价电子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的2p轨道上。层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子的p轨道相互重叠，形成大π键。
在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成六元环层。
石墨层内碳原子的p轨道中的电子可在整个层内运动，当施加电场时，可以沿电场方向运动，因而石墨具有导电性。但由于相邻碳原子层之间相隔较远，电子不能从一层跳跃到另一层，因此石墨的导电性具有一定的方向性。
1、石墨具有导电性，具有一定的方向性。
2、石墨质软，具有具有良好的润滑性。
由于石墨晶体层间是以分子间作用力相结合的，在外力的作用下，石墨晶体中层与层之间发生相对滑动，很容易变形，具有良好的润滑性。
例2 甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．甲烷晶胞中的球只代表1个 C原子B．晶体中1个 CH4分子有12个紧邻的 CH4分子C．甲烷晶体熔化时需克服共价键D．1个 CH4晶胞中含有8个 CH4分子
晶体都具有确定的熔点。
晶体内部结构均是由原子、离子或分子按周期性规律重复排列组成的。
晶体物质各个部分的宏观性质总是相同的，例如具有相同的密度、相同的化学组成等；
晶体总能自发地形成多面体外形；
例3．下面的排序不正确的是(　　)A．熔点由高到低：Na>Mg>AlB．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅C．晶体熔点由低到高：CF4NaCl>NaBr>NaI
分类物理性质典型的分子晶体
1、几种单质的沸点如图所示。下列推断正确的是(　　)
A．D可能为共价晶体，H可能为分子晶体B．G可能为离子晶体，A可能为分子晶体C．G、H一定是分子晶体，E、F一定是金属晶体D．D可能为共价晶体，B一定是离子晶体
2、SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其作出如下推断：①SiCl4晶体是分子晶体；②常温、常压下SiCl4不是气体；③SiCl4分子是由极性键构成的非极性分子；④SiCl4熔点高于CCl4。其中正确的是(　　)A．只有① B．只有①②C．只有②③ D．①②③④