高中化学 第三章 第二节 分子晶体与原子晶体学案（含解析）新人教版选修3-新人教版高中选修3化学学案VIP专享VIP免费

第二节分子晶体与原子晶体[课标要求]1．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。2．知道分子晶体与原子晶体的结构微粒、微粒间作用力以及与其他晶体的区别。1．在分子晶体中，分子内的原子间以共价键相结合，分子间以分子间作用力相吸引，因此分子晶体熔点较低。2．在原子晶体里，所有原子都以共价键相结合，形成三维的网状结构，因此原子晶体熔点高、硬度大。3．干冰、冰、金刚石的晶体结构图示。1．分子晶体的概念及粒子间的相互作用力(1)概念：只含分子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分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。[特别提醒]分子晶体熔化时，只破坏分子间作用力不破坏化学键。2．常见的分子晶体及其物理性质(1)常见的分子晶体①所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等。②部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60、稀有气体等。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等。⑤绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。(2)物理性质：分子晶体熔、沸点较低，硬度较小。3．分子晶体的结构特征(1)分子间作用力只有范德华力晶体中分子堆积方式为分子密堆积，即以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。如干冰的晶胞结构如图：①每个晶胞中有4个分子。②每个晶胞中有12个原子。③每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子有12个。(2)分子间有其他作用力水分子之间的主要作用力是氢键，在冰的每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。如冰的晶体结构如右图。4．分子晶体熔沸点的比较(1)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，物质的熔点逐渐升高。例如，常温下Cl2为气态，Br2为液态，而I2为固态；CO2为气态，CS2为液态。(2)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高，如CO的熔点比N2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：正戊烷>异戊烷>新戊烷。[特别提醒]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H—F、H—O、H—N等共价键的分子间可以形成氢键，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸、糖等物质的熔点较高。1．下列各组晶体都属于化合物组成的分子晶体是()A．H2O、O3、CCl4B．CCl4、(NH4)2S、H2O2C．SO2、SiO2、CS2D．P2O5、CO2、H3PO4解析：选DA项，O3为单质；B项，(NH4)2S为离子晶体；C项，SiO2为原子晶体。2．下列有关分子晶体的说法中正确的是()A．分子内均存在共价键B．分子间一定存在范德华力C．分子间一定存在氢键D．其结构一定不能由原子直接构成解析：选B稀有气体元素组成的晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，且分子为单原子分子，故A、D项错误。分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子间或者分子内，所以B项正确，C项错误。1．原子晶体的结构特点及物理性质(1)构成微粒及其相互作用(2)物理性质①原子晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点高，硬度大。②结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。[特别提醒]一般来说，原子晶体的熔点要比分子晶体的熔点高。2．常见的原子晶体(1)物质类别(2)金刚石的结构特点：①在晶体中每个碳原子以4个共价键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。②晶体中C—C—C夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。③最小环上有6个碳原子。④晶体中碳原子个数与C—C键数之比为1∶＝1∶2。1．CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于什么晶体？提示：分子晶体。2．某碳氮化合物具有立体网状结构，硬度比金刚石还硬，不溶于水，也不导电，你认为其属于什么...