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人教版选择性必修2《物质结构与性质》
第1课时 分子晶体
第三章·第二节 分子晶体与共价晶体
雪花、钻石、食盐和铜都是晶体，那晶体之间有没有什么不同呢，雪花、钻石、食盐和铜的微粒构成是一样的吗？
分子间作用力
分子晶体
共价键
水分子
碳原子
共价晶体
雪花
钻石
离子键
离子晶体
钠离子、氯离子
食盐
金属键
金属晶体
铜原子、电子
铜
任务一 分子晶体
1.概念
2.构成微粒及微粒间作用力
只含分子的晶体叫做分子晶体
(除了稀有气体外)
(除范德华力外还可能有氢键)
构成微粒
分子
相互作用
分子内：共价键
分子间：分子间作用力
判断方法
注意：
①分子晶体的物理性质由分子间作用力决定，与共价键的稳定性无关
②分子晶体中不一定含共价键
任务一 分子晶体
3.常见的分子晶体
①所有非金属氢化物：
②几乎所有的酸：
③部分非金属单质:
④部分非金属氧化物:
⑤绝大多数有机物的晶体：
H2O、H2S、NH3、CH4、HX
H2SO4、HNO3、H3PO4（碱和盐则是离子晶体）
X2、O2、H2、 S8、P4、C60 、稀有气体
CO2、SO2、NO2、 P4O6、 P4O10
乙醇、冰醋酸、蔗糖、 苯、萘、蒽、苯甲酸等
(除B、Si、金刚石等)
(除 SiO2 等)
H2S， CH4， NaCl， NaOH， O2， N2，白磷，CO2，NO2
思考：下列晶体中，哪些是分子晶体？
任务一 分子晶体
4.物理特性
分子晶体 氧气 氮气 白磷 水
熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2 0
分子晶体 硫化氢 甲烷 乙酸 尿素
熔点/℃ -85.6 -182 16.6 132.7
问题：下表列出了一些分子晶体的熔点，请根据表中数据分析：分子晶体的熔点有什么特点？并从微观角度解释原因。
宏观感知：分子晶体熔点较低
微观探析：分子晶体熔化时一般只破坏范德华力、氢键，不破坏化学键。范德华力、氢键相对化学键较弱。
任务一 分子晶体
4.物理特性
问题：花样滑冰比赛时，冰面上常常容易留下划痕，这说明冰晶体的硬度如何？并从微观角度解释原因。
宏观感知：分子晶体硬度较小
微观探析：分子间作用力较弱。
问题：分子晶体一般都是绝缘体，熔融状态下也不导电。从结构的角度应该如何解释呢？
构成分子晶体的微粒都是分子，熔融时没有产生自由移动的离子。
熔点低
硬度小
不导电
课堂练习
下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是
①HCl　②HBr　③HI　④CO　⑤N2　⑥H2
A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥ C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①
C
step1：先看氢键
类型：分子内氢键？分子间氢键？
数目？强度？
eg：邻羟基苯甲醛 对羟基苯甲醛
eg：H2O HF NH3
step2：再看范德华力
Mr—分子极性——支链数目
任务二 典型分子晶体的结构特征
1.干冰晶体
问题：观察干冰晶胞，描述CO2分子的位置，每个干冰晶胞中有多少个CO2分子？
问题：在干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子最多有多少个？
位置：顶点和面心 晶胞中分子个数：4个
每个CO2分子周围有12个等距且紧邻的CO2分子
——面心立方堆积
大多数分子晶体中，如果分子间的作用力只有范德华力，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。
任务二 典型分子晶体的结构特征
2.冰晶体
问题：冰晶体中，每个水分子周围有多少个紧邻的水分子？
问题：从微观角度思考，冰和干冰晶体不一样的原因是什么？
4个，形成正四面体
冰中水分子间存在氢键，氢键具有方向性
——体心立方堆积
有些分子间作用力除了范德华力，还存在氢键，导致每个分子周围紧邻的分子少于12个，分子晶体的这一特征称为非密堆积。
天然气分子藏在水分子笼内
天然气水合物——一种潜在的能源
20世纪末，科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体，这种晶体的主要气体成分是甲烷，因为又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”。
根据理论计算，标准状态下，1立方米的可燃冰可释放出160-180立方米的甲烷气和0.8立方米的水，可以说可燃冰就像一个天然气的"压缩包"，燃烧后生成二氧化碳和水，不会释放出粉尘、硫氧化物、氮氧化物等环境污染物，所以被誉为21世纪理想的清洁能源之一。而且，据专家预测，可燃冰资源量巨大，被国际公认为未来重要的战略性接替能源。
知识补充
【大国骄傲】我国成功完成第二轮可燃冰试采
首个成功实施试验性试采的国家
产气总量最大破世界纪录
日均产气量最高破世界纪录
攻克了深海浅软地层水平井钻采世界性难题
全过程生态环境无污染，绿色环保
实现从“探索型试采”到“试探性试采”的重大跨越
知识补充
知识总结
分子
晶体
冰
性质
熔点低
硬度小
分子
分子间作用力
氢 键
范德华力
分子密堆积
分子非密堆积
干冰
结构
性质
课堂练习
甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是
A．1个CH4晶胞中含有4个CH4分子
B．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
C．晶体中1个CH4分子周围有8个紧邻的CH4分子
D．甲烷晶体熔化时需克服共价键
A
课堂练习
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。
(2)其密度ρ为_____________________(1 pm＝10－10 cm)。
4

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