1、第2课时分子晶体混合晶体核心素养发展目标1.能辨识常见的分子晶体，理解分子晶体中构成微粒之间的作用。2.理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能利用均摊法对晶胞进行计算。3.了解石墨晶体的结构，会比较不同类型晶体的熔、沸点。一、分子晶体1概念及微粒间的作用(1)概念：分子通过分子间作用力构成的固态物质叫分子晶体。(2)微粒间的作用：分子晶体中相邻分子之间以分子间作用力相互吸引。2分子晶体的物理特性分子晶体中的微粒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。3典型的分子晶体(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。(2)部分非金
2、属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)等。(3)部分非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。(4)几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。4典型分子晶体的结构特征(1)构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子，微粒间的相互作用力是范德华力。(2)从结构模型可以看出：干冰晶体是一种面心立方结构每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。每个晶胞中有4
3、个CO2分子。(1)分子晶体在固态、熔融状态时不导电。(2)稀有气体固态时形成分子晶体，微粒之间只存在分子间作用力，分子内不存在化学键。(3)分子晶体汽化或熔融时，克服分子间作用力，不破坏化学键。例1(2018西安交大附中期末)下列物质中，属于分子晶体的是()二氧化硅碘食盐蔗糖磷酸A BC D答案A解析由常见分子晶体对应的物质类别可知：碘、蔗糖、磷酸都属于分子晶体。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D1个CH4晶胞中含有8个CH4分子答案B解析题图所示的甲烷晶胞中的球代表
4、的是1个甲烷分子，并不是1个C原子，A错误；由甲烷晶胞分析，位于晶胞顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个，而这3个甲烷分子在晶胞的面上，因此每个都被2个晶胞共用，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3812，B正确；甲烷晶体是分子晶体，熔化时克服范德华力，C错误；甲烷晶胞中甲烷分子的个数为864，D错误。例3下列物质，按沸点降低顺序排列的一组是()AHF、HCl、HBr、HIBF2、Cl2、Br2、I2CH2O、H2S、H2Se、H2TeDCI4、CBr4、CCl4、CF4答案D解析A、C中HF和H2O分子间含有氢键，沸点反常；对结构相似的物质，B中沸点随相对分子质量的增加而增大；
5、D中沸点依次降低。二、混合晶体石墨晶体1结构模型2结构特点二维网状结构(1)在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以CC键与3个碳原子结合，形成六元环层。(2)石墨具有导电性，但具有一定的方向性。(3)层与层之间靠范德华力维系。3晶体类型石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。4性质熔点很高、质软、易导电等。石墨晶体中既存在共价键，还存在范德华力，不能简单地归属于任何一种晶体，所以石墨是一种混合晶体。例4碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：回答下列问题：(1)C60属于_晶体，石墨属于_晶体。(2)在金刚石晶体中，碳原子数与化学键数之比为_。(3)石
6、墨晶体中，层内CC键的键长为142 pm，而金刚石中CC键的键长为154 pm。推测金刚石的熔点_(填“”“”或“”)石墨的熔点。答案(1)分子混合(2)12(3)N2O2BNH3AsH3PH3CCl2Br2I2DC(CH3)4(CH3)2CHCH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3答案B解析组成和结构相似的分子晶体的熔、沸点随相对分子质量的增大而升高，即熔、沸点：H2N2O2、Cl2Br2AsH3PH3，B项正确；相对分子质量相同的烷烃，其支链越多，熔、沸点越低，即熔、沸点：C(CH3)4(CH3)2CHCH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3，D项错误。8下列说法中正确的是()AC60
7、汽化和I2升华克服的作用力不相同B甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近CNaCl和HCl溶于水时，破坏的化学键都是离子键D常温下TiCl4是无色透明液体，熔点23.2 ，沸点136.2 ，所以TiCl4属于分子晶体答案D解析C60、I2均为分子晶体，汽化或升华时均克服范德华力；B中乙酸分子可形成氢键，其熔、沸点比甲酸甲酯高。9. (2018鞍山一中高二期中)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是()A冰晶胞内水分子间以共价键结合B每个冰晶胞平均含有4个水分子C水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是键的一种D已知冰中氢键的作用力为18.5 k
8、Jmol1，而常见的冰的熔化热为336 Jg1，这说明冰变成水，氢键部分被破坏(假设熔化热全部用于破坏氢键)答案D解析冰晶胞内水分子间主要以氢键结合，A项错误；由冰晶胞的结构可知，每个冰晶胞平均占有的分子个数为4868，B项错误；水分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，C项错误；冰中氢键的作用力为18.5 kJmol1,1 mol冰中含有2 mol氢键，而常见的冰的熔化热为336 Jg1，也可写为6.05 kJmol1，说明冰变为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键，D项正确。题组三常见晶体结构与性质的综合10对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物分子(SiX4)，下列
9、叙述正确的是()ASiX4呈空间网状结构，硬度大BNaX的熔点一般高于SiX4CNaX易水解DSiX4由原子构成，熔化时破坏共价键答案B解析硅的卤化物(SiX4)属于分子晶体，不是空间网状结构，其硬度较小，A错误； 钠的卤化物(NaX)为离子化合物，属于离子晶体，硅的卤化物(SiX4)为共价化合物，属于分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点，即NaX的熔点一般高于SiX4，故B正确；钠的强酸盐不水解，NaX(NaF除外)不易水解，C错误；硅的卤化物(SiX4)是由分子构成的，属于分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，故D错误。11(2018江苏启东月考)如图所示是某无机化合物的二聚分子，该分子
10、中A、B两种元素都是第3周期的元素，分子中所有原子的最外层电子都达到8电子稳定结构。下列说法不正确的是()A该化合物的分子式可能是Al2Cl6B该化合物是离子化合物，在熔融状态下能导电C该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体D该化合物中不存在离子键，也不含有非极性共价键答案B解析将二聚分子变成单分子，得BA3，根据两种元素都处于第3周期，可知BA3可能是PCl3或AlCl3，而在PCl3中所有原子已达稳定结构，不可能形成二聚分子，故只可能是AlCl3，则该化合物的分子式是Al2Cl6，故A正确；该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，只有极性共价键，在熔融状态下不能导电，
11、固态时形成的晶体是分子晶体，故B错误，C、D正确。12氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示，下列关于这两种晶体的说法正确的是()A六方相氮化硼与石墨一样可以导电B立方相氮化硼含有键和键，所以硬度大C两种晶体均为分子晶体D六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的立体构型为平面三角形答案D解析A项，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子或离子，所以不导电，错误；B项，立方相氮化硼中只含有键，错误；C项，立方相氮化硼是原子晶体，错误；D项，由六方相氮化硼的晶体
12、结构可知，每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形，正确。13(1)比较下列化合物的熔、沸点的高低(填“”或“”)。CO2_SO2；NH3_PH3；O3_O2；Ne_Ar；CH3CH2OH_CH3OH；CO_N2。(2)已知AlCl3的熔点为190 ，但它在180 即开始升华。请回答：AlCl3固体是_晶体。设计实验判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物：_。答案(1)(2)分子在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电是共价化合物解析(1)各组物质均为分子晶体，根据分子晶体熔、沸点的判断规律，可比较六组物质熔、沸点的高低。(2)由AlCl3的熔点低以及在180 时开始升华可判断AlCl3晶体为分子
13、晶体。若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物，可测其在熔融状态下是否导电，不导电则是共价化合物，导电则是离子化合物。14石墨的片层结构如图所示，请回答下列问题：(1)平均_个碳原子构成一个正六边形。(2)石墨晶体每一层内碳原子数与碳碳化学键之比是_。(3)n g碳原子可构成_个正六边形。答案(1)2(2)23(3)解析(1)利用点与面之间的关系，平均每个正六边形含碳原子：61/32个。(2)分析每一个正六边形：所占的碳原子数为62；所占的碳碳键数为63，故答案为23。(3)n g碳原子数为NA，故答案为。15请回答下列各题：(1)请写出下列物质性质的变化规律与哪种作用有关。HF、HCl、H
14、Br、HI的热稳定性依次减弱：_。He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等稀有气体单质的熔点和沸点逐渐升高：_。沸点：_。熔点：_。(2)H、C、O的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称_。(3)用氢键表示式写出HF溶液中存在的所有氢键_。(4)BF3与一定量水形成(H2O)2BF3(Q)晶体在一定条件下可转化为R：H3O晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及_(填序号)。a离子键b共价键c配位键d金属键e氢键f范德华力答案(1)与化学键有关，键能逐渐减小，热稳定性逐渐减弱与范德华力有关，且范德华力逐渐增强与范德华力有关，且范德华力逐渐减弱与氢键有关，邻硝基苯酚形成分子内氢
15、键，间硝基苯酚和对硝基苯酚形成分子间氢键(2)乙酸(或乙醇等)(3)FHFFHOOHFOHO(4)ad解析(1)决定分子(包括稀有气体单质)的稳定性的因素通常有化学键的强弱，而决定物质熔、沸点高低的因素通常有分子间作用力的大小等。把物质的组成、性质与相互作用相联系，便可找到对应关系。(2)氢键表示为XHY，其中X、Y是F、O、N中的任一元素，所以分子间形成氢键的物质中含有OH键或NH键、FH键，可以是醇、羧酸或胺等。(3)HF与HF之间、H2O与H2O之间及HF与H2O相互之间均能形成氢键。(4)由Q的结构式可知，Q分子中存在OH氢键、OB配位键、OH和BF共价键，还有Q分子间的分子间作用力。
