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(共24张PPT)
分子晶体
人教版 选择性必修2
第二节分子晶体与共价晶体
环节一 生活中的化学
学习目标
学习目标
1 . 知道常见的分子晶体及分子晶体的特性和结构特点。
2．能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用。
3 . 知道范德华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。
4 . 能结合具体实例，说出分子晶体粒子的相互作用与其结构和性质之间的关系。
素养目标
1．通过研究分子晶体的结构与性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
2．通过典型分子晶体晶胞模型来研究晶体内部的结构，培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。
环节二 初识分子晶体
问题1：碘晶体、CO2晶体、C60晶体、冰晶体都是分子晶体，请仔细观察这几幅分子晶体的结构示意图，从构成微粒和微粒间作用力来看，你有什么发现？
碘（I2） 干冰（CO2） 碳60（C60） 冰（H2O）
观察思考
分子晶体
构成微粒
微粒间作用力 分子间
分子内
分子
范德华力 氢键
共价键（除稀有气体）
环节二 初识分子晶体
一、分子晶体
1.定义：只含分子的晶体称为分子晶体
2.相互作用力：
下列晶体中，哪些是分子晶体呢？
H2S， CH4， NaCl， NaOH， O2， N2，白磷，CO2，NO2
环节二 初识分子晶体
问题2：【讨论交流】阅读教材P78第二自然段，思考常见分子晶体与物质类别有何关系？
3. 典型的分子晶体：
（1）所有的非金属氢化物： H2O、H2S、NH3、HCl、CH4 等；
（2 ）部分非金属单质： 卤素单质X2 、硫S8、N2、白磷P4、 稀有气体、C60 等；
（3） 部分非金属氧化物： CO2、P4O6、P4O10、SO2等；
（4） 几乎所有的酸；
（5） 绝大多数有机物。
（1）.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？
分子晶体 氧气 氮气 白磷
熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2
分子晶体 硫化氢 甲烷 乙酸
熔点/℃ -85.6 -182 16.6
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。
思考交流
环节二 初识分子晶体
宏观感知：
问题3：想一想：你能从微观角度解释熔点较低的原因吗？
熔点较低
思考与交流：
问题4：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？
环节二 初识分子晶体
宏观感知：
微观探析：
分子晶体硬度小
分子间作用力较弱
分子间作用力较弱
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，因此分子晶体一般不导电。
问题5：分子晶体（如乙醇）一般都是绝缘体，熔融状态下也不导电。从结构的角度又应该如何解释呢？
思考交流
微观探析：
4.分子晶体的物理特性
熔沸点低
硬度小
不导电
溶解性——“相似相溶”
环节三 聚焦典型结构
干冰 氧气 冰
熔点 -78.5℃ -218.8℃ 0℃
密度 1.56g/cm3 1.43g/cm3 0.92g/cm
想一想：为什么干冰的熔沸点比冰低、而密度比冰大？
干冰晶胞
2.上图中，每个干冰晶胞中有多少个CO2分子？
4
二、分子晶体典型堆积模型——干冰晶体
环节三 聚焦典型结构
1.观察干冰晶胞，描述CO2分子的位置
顶点和面心
问题1：
CO2 分子：
中心
环节三 聚焦典型结构
问题2：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？
干冰晶体
结论：每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个。
干冰（CO2） 碘（I2） 碳60（C60）
【模型构建】：
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。
环节三 聚焦典型结构
观察思考
冰的结构
冰的结构
环节三 聚焦典型结构
二、分子晶体典型堆积模型——冰晶体
1.冰晶体中，每个水分子周围有多少个紧邻的水分子？
2.从微观角度思考，冰和干冰晶体不一样的原因是什么
问题3：
4个，成正四面体
冰中水分子间存在氢键，氢键具有方向性，每个水分子都与4个相邻的水分子相互吸引。
环节三 聚焦典型结构
二、分子晶体典型堆积模型——冰晶体
【模型构建】：
由于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。
冰晶体中水分子间除范德华力外还存在氢键，属于非密堆积模型，硫化氢分子 间只存在范德华力，属于密堆积模型。
【思考与交流】：
问题4：硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，这是为什么？
学以致用：为什么干冰的熔沸点比冰低、而密度比冰大？
思考与交流：
问题5：冬季河面上结了厚厚的冰，景色别具一格，为什么冰的密度比水小，总是浮在水面上呢？
环节四 解决生活问题
由于氢键的方向性，使冰晶体中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，形成空隙较大的网状体。冰融化后，分子间的空隙减小。所以冰的密度比水小，结的冰会浮在水面上。
环节四 解决生活问题
（1）0-4℃时，温度升高，热运动使缔合水分子的部分氢键断裂，分子间空隙减小，密度增大；
水的密度随温度变化的曲线如下图所示。0-4℃，水的密度随温度的升高而增大。超过4℃，水的密度随温度的升高而减小。为什么会这样呢
思考交流
（2）超过4℃时，温度升高，水分子热运动速度加快，使得分子的平均距离加大，密度减小。
环节四 解决生活问题
环节五 展望未来
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。
科学 技术 社会 P80
环节五 展望未来
【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
环节五 课堂小结
冰
性 质
分 子
分子 间作 用力
分 子 晶 体
熔点低
硬度小
范德华力 氢 键
分子密堆积 分子非密堆积
干冰、碘、C60
结构
性质
1．下列各组物质都属于分子晶体的是( )
A．碘、二氧化碳、白磷、C60
B．NaCl、二氧化碳、白磷、二氧化硫
C．SO2、金刚石、N2、铜
D．醋酸、甲烷、石墨、氧化钠
A
环节六 学习评价
2.下列说法正确的是( )
A. 范德华力普遍存在于分子之间，如液态水中因范德华力的存在使水分子发生缔合
B. H2SO4为强电解质，硫酸晶体是能导电的
C. 冰中1个H2O分子可通过氢键与4个水分子相连，所以冰中H2O分子与氢键的数目之比为1∶4
D. 氢键有饱和性和方向性，所以液态水结成冰时体积会变大
D
作业设置
固学案：P34 1-8选做，9-14题必做
谢谢聆听

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