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专题07分子晶体与共价晶体（教材深度精讲）

【核心素养分析】

1.宏观辨识与微观探析：结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系。

2.证据推理与模型认知：能借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,并建立判断分子晶体、共价晶体的认知模型。

【知识导图】

【目标导航】

本专题的主要考点有：根据晶体的物理性质或微粒间作用力判断晶体类型；比较晶体的熔、沸点和硬度大小，命题形式既有选择题也有填空题，难度不大。

【重难点精讲】

一、分子晶体

1．概念及微粒间的作用力

(1)概念：只含分子的晶体称为分子晶体。

(2)构成分子晶体的微粒：分子

(3)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。

2．分子晶体的结构特征——堆积方式

分子密堆积

分子非密堆积

作用力

只有分子间作用力，无氢键

有分子间氢键，它具有方向性

空间特点

每个分子周围一般有12个紧邻的分子

空间利用率不高，留有相当大的空隙

堆积方式

分子看作球时，层与层间球心对空隙

分子看作球时，层与层间球心对球心

举例

C60、干冰、I2、O2

HF、NH3、冰

3．常见分子晶体及物质类别

物质种类

实例

所有非金属氢化物

H2O、NH3、CH4等

部分非金属单质

卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等

部分非金属氧化物

CO2、P4O10、SO2、SO3等

几乎所有的酸

HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等

绝大多数有机物

苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等

4、分子晶体的物理性质

（1）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(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。

（2）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。

（3）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(包括范德华力和氢键)的大小。

A.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。

B.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。

C.能形成氢键的物质，熔、沸点较高。如H2OH2TeH2SeH2S，HFHCl，NH3PH3。

D.烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高,如C2H6CH4,C2H5ClCH3Cl,CH3COOHHCOOH。

E.在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低，如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；芳香化合物苯环上的同分异构体一般按照“邻位间位对位”的顺序。

(4)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。

5、两种典型分子晶体的组成和结构

(1)冰（分子非密堆积形式）

①冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。

②氢键的方向性→1个水分子与周围4个水分子相结合→水分子中的

③氢键H—O…H较长→分子间距离增大并在水分子中间留有空隙→冰的密度比液态水的小。

当冰刚刚融化为液态水时冰的结构部分解体→水分子间的空隙减小→密度反而增大

超过4℃时分子间距离加大→密度渐渐减小

④为什么水在4℃时的密度最大？氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水小。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大。超过4℃时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以4℃时水的密度最大。

(2)干冰(分子密堆积形式)

①分子间作用力为范德华力。

②CO2的晶胞类型为面心立方结构。

③

④每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有12个(同层、上层、下层各4个)。

⑤无数个CO2晶胞在空间“无隙并置”形成CO2晶体。

【思考与讨论p80】参考答案

在硫化氢晶体中，分子与分子之间以范德华力相结合，分子的排列特征是分子密堆积