1、第二节 分子晶体与共价晶体第1课时 分 子 晶 体必备知识自主学习一、分子晶体及其结构特点1概念及微粒间的作用力：(1)概念：只含_的晶体称为分子晶体。(2)粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以_相互吸引，分子内原子之间以_结合。分子分子间作用力共价键2堆积方式：分子密堆积分子非密堆积作用力只有_，无_有分子间氢键，它具有_性空间特点每个分子周围一般有_个紧邻的分子空间利用率不高，留有相当大的空隙举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰分子间作用力氢键方向123.常见分子晶体及物质类别：物质种类实 例所有_H2O、NH3、CH4等部分_卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8
2、)等部分_CO2、P4O10、SO2、SO3等几乎所有的_HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等绝大多数_苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等非金属氢化物非金属单质非金属氧化物酸有机物4.分子晶体的物理性质(1)一般熔、沸点_，硬度_，易挥发，易升华。原因：_。(2)分子晶体固态和熔融态一般不导电。原因：_。但有的在水溶液中能导电，有的不能导电。(3)溶解性：分子晶体的溶解性一般遵循“相似相溶”原理，即非极性溶质易溶于_溶剂，极性溶质易溶于_溶剂。较低 较小 分子间作用力较弱没有自由移动的带电粒子非极性极性【自主探索】(1)分子晶体中只存在分子间作用力吗？提示：不一定。分子晶体中一定存在分子间
3、作用力，分子内原子间则可能存在共价键，而单原子分子形成的分子晶体则只存在分子间作用力。(2)分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定吗？提示：决定分子稳定性大小的因素是化学键的强弱，而分子间作用力大小决定分子晶体熔沸点的高低。(3)判断下列说法是否正确。分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键。()提示：稀有气体单质是单原子分子，固态时属于分子晶体，分子间只含分子间 作用力，不含化学键。分子晶体熔化时，既破坏分子间作用力，也有共价键断裂。()提示：分子晶体受热熔化时，只破坏分子间作用力，不破坏共价键。冰融化和干冰升华破坏的作用力完全相同。()提示：干冰升华只破坏范德华力，而冰融化
4、除破坏范德华力外，还破坏氢键。二、两种典型分子晶体的组成和结构1冰(1)水分子之间的主要作用力是_，也存在_。(2)_有方向性，它的存在迫使在_的每个水分子与_方向的_个相邻水分子互相吸引。范德华力氢键氢键四面体中心四面体顶角42干冰(1)干冰中的CO2分子间只存在_，不存在_。(2)每个晶胞有_个CO2分子，_个原子。每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为_个。范德华力氢键41212【自主探索】(情境思考)常温下，液态水中水分子在不停地做无规则的运动。0 以下，水凝结为冰，其中的水分子排列由杂乱无序变得十分有序。(1)冰晶体中存在着哪几种微粒间的相互作用？提示：共价键、氢键、范德华力。
5、(2)电解水生成氢气和氧气时破坏的作用力是什么？提示：共价键。(3)为什么液态水的密度大于冰的密度？提示：由于在冰的晶体中，水分子之间形成氢键，水分子之间以缔合分子形式存在，占据的空间增大，密度减小。关键能力合作学习知识点 分子晶体的物理性质1分子晶体熔沸点低的原因分子晶体中粒子间是以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体，因此，分子晶体的熔、沸点较低，密度较小，硬度较小，较易熔化和挥发。2分子晶体的熔、沸点比较(1)分子晶体熔化或汽化都是克服分子间作用力。分子间作用力越大，物质熔化或汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。(2)比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力(包括
6、范德华力和氢键)的大小。组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如 O2N2，HIHBrHCl。相对分子质量相等或相近时，极性分子的范德华力大，熔、沸点高，如 CON2。能形成氢键的物质，熔、沸点较高。如 H2OH2TeH2SeH2S，HFHCl，NH3PH3。3分子晶体的导电性分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离子，因而不能导电，易溶于水的电解质在水中全部或部分电离而能够导电，不溶于水的物质或易溶于水的非电解质自身不能导电。【归纳总结】分子晶体的物理特性(1)分子晶体具有熔、沸点较低，硬度较小，固态不导电等物理特性。所有在常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质
7、(除汞外)、易升华的固体物质都属于分子晶体。(2)分子间作用力的大小决定分子晶体的物理性质。分子间作用力越大，分子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。【合作探究】(1)影响分子晶体的熔、沸点有哪些因素？提示：氢键、范德华力、极性。(2)影响分子晶体的溶解度有哪些因素？提示：相似相溶原理、氢键、化学反应。【典例】下列叙述正确的是()A由分子构成的物质其熔点一般较低B分子晶体在熔化时，共价键被破坏C分子晶体中分子间作用力越大，其化学性质越稳定D物质在溶于水的过程中，化学键一定会被破坏或改变【思维建模】解答有关分子晶体组成和性质问题的思维流程如下：【解析】选 A。分子晶体熔化时共价键未被破坏，B 错；分子
8、晶体的稳定性与共价键有关，C 错；物质溶于水化学键不一定被破坏或改变，例如蔗糖溶于水，D错。【母题追问】(1)分子晶体在熔化时，破坏的作用力是什么？提示：破坏分子间作用力(氢键、范德华力)。(2)分子晶体溶于水时，化学键如何变化？提示：有的溶于水破坏化学键，例如HCl；有的不破坏化学键，例如蔗糖、乙醇。(1)分子晶体的物理性质由分子间作用力(氢键、范德华力)强弱决定。(2)分子晶体的化学性质由分子内共价键的强弱(键长、键能)决定。1(2021石家庄高二检测)下列关于分子晶体的说法正确的是()A分子晶体中的共价键有方向性，而分子间作用力无方向性B在分子晶体中一定存在氢键C冰和 Br2 都是分子晶
9、体D稀有气体不能形成分子晶体【解析】选 C。分子晶体中的共价键有方向性，而分子间作用力中的氢键也有方向性，故 A 错误；在分子晶体中不一定存在氢键，如甲烷分子间及分子内都不存在氢键，故 B 错误；冰和 Br2 均由分子构成，均属于分子晶体，故 C 正确；稀有气体构成微粒是单原子分子，可形成分子晶体，故 D 错误。2据新科学杂志报道，科研人员在 20C、1 个大气压和其他一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，水就可以结成冰，称为“热冰”。如图是水和“热冰”微观结构的计算机模拟图。(1)该 实 验 说 明 水 分 子 具 有 _ 性，水 分 子 中 氧 原 子 的 杂 化 方 式 为_。提示：极
10、sp3。(2)参照热冰的图示，以一个水分子为中心，画出水分子间最基本的连接方式(用结构式表示)。提示：三言两语话重点1构成分子晶体的微粒是分子，晶体中相邻分子间存在分子间作用力(HF、NH3、冰中存在氢键)、分子中原子间存在共价键。2分子晶体有分子密堆积(如干冰等)和分子非密堆积(如冰等)两种堆积方式。3干冰每个晶胞中有 4 个 CO2 分子，每个 CO2 分子周围等距离紧邻的 CO2分子数为 12 个。4分子晶体一般熔、沸点较低，硬度较小，熔融时不破坏共价键。课堂检测素养达标1(2021烟台高二检测)下列说法正确的是()A分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键B水加热到很高的温度都
11、难以分解与氢键有关CCO2 晶体是分子晶体，可推测 SiO2 晶体也是分子晶体DHF、HCl、HBr、HI 的熔沸点随着相对分子质量的增加依次升高【解析】选 A。分子晶体中一定存在分子间作用力，可能有共价键(如水分子)，可能没有(如稀有气体分子)，A 正确；水是一种非常稳定的化合物，属于化学性质的表现，其中含有氢键，会导致沸点较高，和化学性质稳定无关，B 错误；CO2晶体是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，二氧化硅不属于分子晶体，C 错误；同一主族氢化物的相对分子质量越大其熔沸点越高，但含有氢键的氢化物熔沸点最高，HF 中含有氢键，其熔沸点最高，D 错误。2(2020淄博高二检
12、测)AB 型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是()A B C D【解析】选B。从各图中可以看出都不能再以化学键与其他原子结合，所以最有可能是分子晶体。3BeCl2 熔点较低，易升华，溶于醇和醚，其化学性质与 AlCl3 相似。由此可推测 BeCl2()A熔融态不导电B水溶液呈中性C熔点比 BeBr2 高D不与氢氧化钠溶液反应【解析】选A。根据提供信息，可以判断BeCl2为分子晶体。BeCl2在熔融态不导电，A项正确；BeCl2溶液由于Be2水解呈酸性，B项错误；BeCl2、BeBr2均为分子晶体，组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越
13、高，则熔点BeCl2BeBr2，C项错误；BeCl2与AlCl3性质相似，由AlCl3也能与NaOH溶液反应可以类推BeCl2能与NaOH溶液反应，D项错误。4(2021长沙高二检测)科学家已获得了极具理论研究意义的 N4 气体分子。N4 分子结构如图所示，下列说法正确的是()AN4 分子中只含有共价键B由 N4 分子形成的晶体可能属于离子晶体C1 mol N4 分子所含共价键数为 4NADN4 沸点比 P4(白磷)高【解析】选 A。同种非金属元素原子间形成的化学键为共价键，故 A 正确；N4分子中只含有共价键，不可能是离子晶体，故 B 错误；由 N4 分子结构可知，一个分子中含有 6 个共价
14、键，所以 1 mol N4 分子所含共价键数为 6NA，故 C 错误；N4 和 P4 都是分子晶体，并且结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，所以白磷的沸点更高，故 D 错误。5干冰晶体结构如图所示，每 8 个 CO2 构成立方体，且在 6 个面的中心又各有 1个 CO2 分子，在每个 CO2 周围距离为 22a(其中 a 为立方体棱长)的 CO2 有()A4 个 B8 个 C12 个 D6 个【解析】选 C。在每个 CO2 周围距离为 22a 的 CO2 即为每个面心上的 CO2 分子，共有 4312 个。素养新思维6(2021北京海淀区高二检测)如图为冰晶体的结构模型，大球代表 O 原子，小球代表 H 原子，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，是共价晶体C水分子间通过 HO 键形成冰晶体D冰晶体融化时，水分子之间的空隙增大【解析】选 A。B 项，冰晶体属于分子晶体；C 项，水分子间通过分子间作用力形成晶体；D 项，冰融化，氢键部分断裂，空隙减小。
