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第二节　分子晶体与共价晶体
第1课时　分子晶体
第三章　晶体结构与性质
[学习目标]
1.能辨识常见的分子晶体，并能从微观角度分析分子晶体中各构成
微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响(重点)。
2.能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体，理解分子晶体中微
粒的堆积模型，并能用均摊法对晶胞进行分析(重、难点)。
引入新课
下列两种晶体有什么共同点？
干冰晶胞
碘晶胞
NaCl晶胞
与氯化钠晶体的区别是？
只含分子
离子
一、分子晶体的概念和性质
1. 概念
只含分子的晶体。
2. 粒子及粒子间的相互作用
构成微粒：分子
存在的作用力：
分子间：分子间作用力(或氢键)
分子内原子间：共价键(稀有气体除外)
3. 物理性质
(1)熔、沸点较低，硬度很小；(2)不导电；(3)溶解性一般符合“相似相溶”规律。
水分子间氢键
C60的晶胞
4.常见的典型分子晶体与物质类别
物质类别 实例
所有非金属氢化物 如H2O、NH3、CH4等
部分非金属单质 如卤素(X2)、O2、N2、硫(S8)、白磷(P4)、碳60(C60)等
部分非金属氧化物 如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等
稀有气体 如He、Ne、Ar等
几乎所有的酸 如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等
绝大多数有机物 如乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
一、分子晶体的概念和性质
1.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的作用力
(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
√
×
×
×
应用体验
一、分子晶体的概念和性质
应用体验
一、分子晶体的概念和性质
2.下列性质适合于分子晶体的是
①熔点1 070 ℃，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
√
3.(2023·淄博高二检测)
(1)CO能与金属Fe形成化合物Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_____晶体。
(2)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，如ClF3、BrF3，常温下它们都是易挥发的液体。ClF3的熔、沸点比BrF3的______(填“高”或“低”)。
分子
低
应用体验
一、分子晶体的概念和性质
归纳总结
(1)分子晶体的判断方法
①依据物质的类别：
部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有酸、绝大多数有机物。
②依据组成晶体的粒子及粒子间作用力：
组成晶体的微粒是分子，粒子间作用力是分子间作用力。
③依据物质的性质：
硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固态时均不导电。
一、分子晶体的概念和性质
(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，M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 (M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，熔、沸点反常升高，
如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
一、分子晶体的概念和性质
归纳总结
(2)分子晶体熔、沸点高低的判断
④对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，
如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞ ＞
⑤烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物，一般随C原子数增加，熔、沸点升高，
如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。
一、分子晶体的概念和性质
归纳总结
二、典型的分子晶体的结构和性质
1.两种典型的分子晶体的组成和结构
(1)干冰
①每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子。
②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12。
顶点8个
面心6个
(2)冰
1.两种典型的分子晶体的组成和结构
①水分子之间主要的作用力是氢键，当然也有范德华力。
②由于氢键有方向性，使四面体中心的每个水分子周围有4个水分子。
冰融化分子间空隙变小
二、典型的分子晶体的结构和性质
2.分子晶体的结构特征
分子密堆积 分子非密堆积
微粒间作用力 范德华力 范德华力和氢键
空间特点 通常每个分子周围有12个紧邻的分子 每个分子周围紧邻的分子数小于12，空间利用率不高
举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
二、典型的分子晶体的结构和性质
应用体验
1.正误判断
(1)分子晶体中均存在化学键
(2)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
(3)干冰中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
(4)SiCl4晶体是分子晶体，熔点高于CCl4
√
×
×
√
二、典型的分子晶体的结构和性质
应用体验
2.如图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H，下列有关说法正确的是
A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体
B.冰晶体具有空间网状结构，不是分子晶体
C.水分子间通过H—O形成冰晶体
D.冰晶体融化时，水分子之间的空隙增大
√
二、典型的分子晶体的结构和性质
3.如图为干冰的晶胞结构示意图。
(1)通过观察分析，有____种取向不同的CO2分子。将CO2
分子视作质点，设晶胞边长为a pm，则紧邻的两个CO2
分子的距离为____ pm。
4
(2)其密度ρ为___________________(1 pm＝10－10 cm)。
顶角1种，三对平行面分别为3种
面对角线的一半
每个晶胞含4个CO2
二、典型的分子晶体的结构和性质
自我测试
1.下列有关分子晶体的说法一定正确的是
A.分子内均存在共价键 B.分子间一定存在范德华力
C.分子间一定存在氢键 D.其结构一定为分子密堆积
√
2.下列物质按熔、沸点由高到低的顺序排列，正确的一组是
A.HF、HCl、HBr、HI
B.F2、Cl2、Br2、I2
C.H2O、H2S、H2Se、H2Te
D.CI4、CBr4、CCl4、CF4
√
自我测试
3.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
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
√
自我测试
4.据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。
已知：①N60分子中每个氮原子均以N—N结合三个N原子而形成8电子稳定结构；
②N—N的键能为167 kJ· mol－1。
请回答下列问题：
(1)N60分子组成的晶体为_____晶体，其熔、沸点比N2____(填“高”或“低”)，原因是______________________________________________________________。
分子
高
均为分子晶体，N60相对分子质量大，分子间作用力大，故熔、沸点高
(2)1 mol N60分解成N2时_____(填“吸收”或“放出”)的热量是______ kJ
(已知N≡N的键能942 kJ·mol－1)，表明稳定性N60__(填“>”“<”或“＝”)N2。
(3)由(2)列举一种N60的用途：_____________________________。
放出
13 230
<
N60可作高能炸药(答案合理即可)
本节内容结束

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