1、第1课时 分子晶体 晶体的类型 1）离子晶体离子晶体离子离子键离子离子键 2）分子晶体分子晶体分子分子间作用力力分子分子间作用力力 3）共价晶体共价晶体原子共价键原子共价键 4）金属金属晶体晶体金属原子金属原子、离子金属键离子金属键 根据晶体构成微根据晶体构成微 粒和相互作用不粒和相互作用不 同分为四种类型：同分为四种类型： 目标导航 1. 了解分子晶体的概念及结构特点。了解分子晶体的概念及结构特点。 2. 掌握分子晶体的性质。掌握分子晶体的性质。 3. 了解氢键对物资物理性质的影响。了解氢键对物资物理性质的影响。 分子晶体 1. 定义：定义： 2. 构成构成晶体的微粒晶体的微粒： 3. 微粒
2、微粒间作用间作用： 4. 气化气化或熔化时破坏的作用或熔化时破坏的作用： (要不要破坏化学键？一般不要破坏化学键）要不要破坏化学键？一般不要破坏化学键） 分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。 分子分子 分子间作用力（有时还有氢键）分子间作用力（有时还有氢键） 分子间作用力（有时还有氢键）分子间作用力（有时还有氢键） 5. 分子晶体分子晶体的一般宏观的一般宏观性质性质 较低的熔沸点较低的熔沸点(熔沸点的高低主要取决于分子熔沸点的高低主要取决于分子 间作用力的强弱间作用力的强弱 较小的硬度较小的硬度 固态或熔融状态下都不固态或熔融状态下都不导电导电 分子晶体
3、的溶解性与溶质与溶剂分子晶体的溶解性与溶质与溶剂的分子的分子的极的极 性相关性相关 相似相溶相似相溶 结合力越强、晶体的结合力越强、晶体的熔沸点熔沸点越高、晶体的越高、晶体的硬度硬度越大。越大。 决定晶体物理性质的因素：决定晶体物理性质的因素： 构成晶体微粒之间的构成晶体微粒之间的结合力结合力。 6. 属于属于分子晶体的化合物类别分子晶体的化合物类别例举 例举 （1）所有非金属氢化物）所有非金属氢化物 （2）部分非金属单质（如硫磺、白磷等）部分非金属单质（如硫磺、白磷等） （3）部分非金属氧化物（如冰、干冰等）部分非金属氧化物（如冰、干冰等） （4）几乎所有的酸）几乎所有的酸 （5）绝大多数有
4、机物晶体）绝大多数有机物晶体 第第I类：类：只只有范德华力、有范德华力、无分子间氢键无分子间氢键分子分子密堆积密堆积 每个每个分子分子周围通常有周围通常有12个紧邻的个紧邻的分子分子 如如：C60、干冰、干冰 、O2 (1)干冰干冰 每个晶胞中有每个晶胞中有4个个CO2分子，分子，12个原子。个原子。 每个每个CO2分子周围等距离紧邻的分子周围等距离紧邻的CO2分子有分子有12个。个。 7. 分子晶体结构特征分子晶体结构特征 7. 分子晶体结构特征分子晶体结构特征 第第II类：类：有有分子间氢键分子间氢键不具有分子不具有分子密堆积密堆积特征特征 如如：HF 、冰、冰、NH3 注：分子晶体有注：
5、分子晶体有单个分子存单个分子存在，化学式在，化学式就是就是分子式。分子式。 (2)冰冰 水分子之间的作用力有范德华力水分子之间的作用力有范德华力， 但但主要作用力是氢键。主要作用力是氢键。 由于氢键的存在迫使在四面体由于氢键的存在迫使在四面体中中 心的心的每个水分子与四面体顶点的每个水分子与四面体顶点的4个相邻的水分子相互吸引。个相邻的水分子相互吸引。 分子的密堆积分子的密堆积 （与每个分子距离最近的相同分子共有（与每个分子距离最近的相同分子共有12个个 ） 氧（氧（O2）的晶体结构）的晶体结构 碳碳60的晶胞的晶胞 每个二氧化碳分子周围有每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。个二氧化碳分
6、子。 分子的密堆积分子的密堆积 冰晶体冰晶体 冰冰中中1个个水分子周围水分子周围有有4个个水分子水分子 冰的结构冰的结构 分子的非密堆积分子的非密堆积 如何比较分子晶体的熔沸点？如何比较分子晶体的熔沸点？ (1)结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的 分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔点逐渐分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔点逐渐 升高。例如，常温下升高。例如，常温下Cl2为气态，为气态，Br2为液态，而为液态，而I2为固为固 态；态；CO2为气态，为气态，CS2为液态。为液态。 8分子晶体熔沸点的比较分子晶体熔沸点的比较
7、(2)相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶 体，其熔点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔点体，其熔点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔点 高，如高，如CO的熔点比的熔点比N2的熔点高。的熔点高。 (3)组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体所形成组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体所形成 的分子晶体，相对分子质量相同，一般支链越多，分的分子晶体，相对分子质量相同，一般支链越多，分 子间相互作用越弱，熔、沸点越低，如熔、沸点：正子间相互作用越弱，熔、沸点越低，如熔、沸点：正 戊烷戊烷异戊烷异戊烷新戊烷。新戊烷。 特别提醒特别提醒 少数以氢键作
8、用形成的分子晶体，比一般的分子晶体少数以氢键作用形成的分子晶体，比一般的分子晶体 的熔点高，如含有的熔点高，如含有HF、HO、HN等共价键的分等共价键的分 子间可以形成氢键，所以子间可以形成氢键，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸、醇、羧酸、 糖等物质的熔点较高。糖等物质的熔点较高。 CO能与金属能与金属Fe形成形成Fe(CO)5，该化合物熔点为，该化合物熔点为253 K， 沸点为沸点为376 K，其固体属于什么晶体？，其固体属于什么晶体？ 提示：分子晶体。提示：分子晶体。 9. 判断原子晶体和分子晶体类型的方法判断原子晶体和分子晶体类型的方法 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用力判断依据
9、构成晶体的粒子和粒子间的作用力判断 (2)依据晶体的熔点依据晶体的熔点判断判断 构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的作用力是分子间构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的作用力是分子间 作用力。作用力。 分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至温度更低。分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至温度更低。 (3)依据晶体的导电性判断依据晶体的导电性判断 (4)依据晶体的硬度和机械性能依据晶体的硬度和机械性能判断判断 分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电， 如如HCl。 分子晶体分子晶体硬度小且较脆。硬度小且较脆。 许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类
10、水合物晶体的许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的 是是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为 Cl2 8H2O的的水合物晶体。水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底存在大量天世纪末，科学家发现海底存在大量天 然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷，然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 因而又称因而又称 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”出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰” 科学视野：天然气水合物
11、科学视野：天然气水合物一种潜在的能源一种潜在的能源 1. 分子晶体：由分子构成分子晶体：由分子构成。【分子间作用力分子间作用力】 2. 分子晶体特点：分子晶体特点：低熔点低熔点、硬度小硬度小等等。 3. 常见分子晶体分类常见分子晶体分类： (1)所有非金属氢化物所有非金属氢化物 (2)部分非金属单质部分非金属单质 (3)部分非金属氧化物部分非金属氧化物 (4)几乎所有的酸几乎所有的酸 (5)绝大多数有机物的晶体绝大多数有机物的晶体。 分子晶体小结 4. 分子晶体分子晶体结构结构特征特征 （1）只有只有范德华力范德华力、无分子间氢键分子密无分子间氢键分子密堆积堆积 每个分子周围有每个分子周围有1
12、2个紧邻的分子个紧邻的分子、如：如：C60、 干冰干冰 、I2、O2 （2）有有分子间氢键分子间氢键不具有分子密堆积不具有分子密堆积特征特征（如如：HF 、 冰冰、NH3 ） 1.下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是 ( ) A.固态氢固态氢 B.固态氖固态氖 C.磷磷 D.三氧化硫三氧化硫 随堂练习 B 2.干冰熔点很低是由于干冰熔点很低是由于( ) A.CO2是非极性分子是非极性分子 B.C=O键的键能很小键的键能很小 C.CO2化学性质不活泼化学性质不活泼 D.CO2分子间的作用力分子间的作用力较弱较弱 D 3.下列事实与氢键有关的是下列事实与氢键有关的是( ) A.水加热到很高的温度都难以分解水加热到很高的温度都难以分解 B.水结成冰体积膨胀，密度变小水结成冰体积膨胀，密度变小 C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增熔点随相对分子质量增 大而升高大而升高 D.HCl的稳定性强于的稳定性强于HBr B 4.下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的 是是( ) A.Cl2I2 B.SiCl4CCl4 C.PH3NH3 D.C(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3 B