【2017年整理】苏教分子晶体与原子晶体.doc

第 PAGE 9页 版权所有 不得复制 年 级 高三 学 科 化学 版 本 苏教版 内容标题 分子晶体和原子晶体 编稿老师 周家银 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 分子晶体和原子晶体 二、教学目标 使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点；了解晶体类型与性质的关系；理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响；知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。 掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体；了解金刚石等典型原子晶体的结构特征；能描述原子晶体的结构与性质的关系。 三、教学重点、难点 分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点，分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。 原子晶体的结构与性质的关系，原子晶体与分子晶体的判断。 四、教学过程： （一）分子晶体： 构成晶体的微粒间通过分子间作用力相互作用所形成的晶体，称为分子晶体。分子晶体中存在的微粒是分子，不存在离子。较典型的分子晶体有非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物，几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体等。 分子晶体中存在的相互作用力主要是分子间作用力，它是分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，也叫范徳华力。分子间作用力只影响物质的熔沸点、硬度、密度等物理性质，分子晶体一般都是绝缘体，熔融状态不导电。 对于某些含有电负性很大的元素的原子和氢原子的分子，分子间还可以通过氢键相互作用。氢键的形成条件：它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力形成，（它不属于化学键）一般表示为 X—H…Y。这种静电吸引作用就是氢键。氢键同样只影响物质的熔沸点和密度，对物质的化学性质没有影响 分子晶体的结构特征： 没有氢键的分子密堆积排列，如CO2等分子晶体，分子间的作用力主要是分子间作用力，以一个分子为中心，每个分子周围有12个紧邻的分子存在。 如：干冰的晶体结构 还有一类分子晶体，其结构中不仅存在分子间作用力，同时还存在氢键，如：冰。此时，水分子间的主要作用力是氢键，每个水分子周围只有4个水分子与之相邻。称为非密堆积结构。 如图，冰的晶体结构： 说明： 1、分子晶体的构成微粒是分子，分子中各原子一般以共价键相结合。因此，大多数共价化合物所形成的晶体为分子晶体。如：部分非金属单质、非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸以及绝大多数的有机物等都属于分子晶体。但并不是所有的分子晶体中都存在共价键，如：由单原子构成的稀有气体分子中就不存在化学键。也不是共价化合物都是分子晶体，如二氧化硅等物质属于原子晶体。 2、由于构成晶体的微粒是分子，因此分子晶体的化学式可以表示其分子式，即只有分子晶体才存在分子式。 3、分子晶体的微粒间以分子间作用力或氢键相结合，因此，分子晶体具有熔沸点低、硬度密度小，较易熔化和挥发等物理性质。 4、影响分子间作用力的大小的因素有分子的极性和相对分子质量的大小。一般而言，分子的极性越大、相对分子质量越大，分子间作用力越强。 5、分子晶体的熔沸点的高低与分子的结构有关：在同样不存在氢键时，组成与结构相似的分子晶体，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，分子晶体的熔沸点增大；对于分子中存在氢键的分子晶体，其熔沸点一般比没有氢键的分子晶体的熔沸点高，存在分子间氢键的分子晶体的熔沸点比存在分子内氢键的分子晶体的熔沸点高。 6、分子晶体的溶解性与溶剂和溶质的极性有关：一般情况下，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂——这就是相似相溶原理。如：HCl、等分子晶体易溶于水，而溴和碘等分子则易溶于汽油和四氯化碳等非极性溶剂。 7、分子间作用力不具有方向性和饱和性，而氢键具有方向性和饱和性。所以，不存在氢键的分子晶体可以以紧密堆砌的方式排列，而存在氢键的分子晶体则必须在一定的方向上堆砌排列。由于水中存在氢键，所以水在凝结成冰时，体积增大，密度减小。 8、氢键与分子间作用力的比较： 分 类 分子间作用力 氢 键 概 念 物质分子之间存在的微弱的相互作用（实质上也是静电作用） 分子中与氢原子形成共价键的非金属原子，如果吸引电子的能力很强，原子半径又很小，则使氢原子几乎成为“裸露”的质子，带部分正电荷，这样的分子之间，氢核与带部分负电荷的非金属 原子相互吸引，这种静电作用就是氢键 存在范围 分子间 某些含氢化合物分子间（如：HF、H2O、NH3、 乙醇等） 强度比较 比化学键弱很多 比化学键弱得多，比分子间作用力强 影响强度 的因素 随着分子的极性与相对分子质量的增大而增大。组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大 形成氢键的非金属原子，其吸引电子的能力越 强、半径越小，则氢键越强 9、干冰的熔沸