2024-2025学年高二化学选择性必修2（鲁教版）教学课件 第3章 第2节 第4课时 分子晶体.pptx

1.了解分子晶体的结构与性质。

;一、分子晶体

1.分子晶体的定义

分子间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体。非金属单质、非金属的氧化物和氢化物等无机物以及有机化合物形成的晶体，大都属于分子晶体。

2.分子晶体的物理性质

（1）分子晶体在熔化时，破坏的只是分子间作用力，所以只需要外界提供较少的能量。因此，分子晶体的熔点通常较低，硬度也较小，有较强的挥发性。

（2）对组成和结构相似，晶体中又不含氢键的物质来说，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增强，熔、沸点升高。;3.常见分子晶体的结构

（1）碘晶体

如下图所示，碘晶体的晶胞是一个长方体，在它的每个顶点上有1个I2分子，每个面上有1个I2分子，每个晶胞从碘晶体中分享到4个I2分子。

（2）干冰晶体

如上图所示，干冰晶体是一种面心立方结构，在它的每个顶点和面心上各有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子。干冰晶体中每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。;（3）冰晶体

如下图所示，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。由于氢键具有一定的方向性，中央的水分子与周围四个水分子结合，边缘的四个水分子也按照同样的规律再与其他水分子结合，每个氧原子周围都有四个氢原子。这种排列类似于蜂巢结构，比较松散，因此水由液态变成固态时，密度变小。

;例1氯化硼的熔点为-107℃，沸点为12.5℃，在其分子中键与键之间的夹角为120°，它能水解。有关叙述正确的是 （）

A.氯化硼晶体是分子晶体

B.氯化硼液态时能导电而固态时不能导电

C.氯化硼分子的中心原子采取sp3杂化

D.氯化硼分子属于极性分子，分子空间结构为三角锥形;例2已知干冰晶胞属于面心立方晶胞（如图），晶胞中最近的两个相邻CO2分子间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是 （）

A.晶胞中一个CO2分子的配位数是8

B.晶胞的密度表达式是g·cm-3

C.一个晶胞中平均含6个CO2分子

D.CO2分子的空间结构是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3杂化;二、晶体结构的复杂性

石墨的晶体结构如图所示：

1.晶体结构：平面层状结构。

2.最小的环：六元环。

3.由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6×=2。

4.碳碳键为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×=3，键角为120°。

5.该晶体介于共价晶体、分子晶体、金属晶体之间，因而具有各种晶体的部分特点。如熔点高、硬度小、能导电。

6.碳原子采取sp2杂化。;例3碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构示意图：

回答下列问题：

（1）金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化方式分别为、。

（2）C60属于晶体，石墨属于晶体。

（3）在金刚石晶体中，碳原子数与化学键数之比为；在石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的化学键数为，该晶体中碳原子数与共价键数之比为。

（4）石墨晶体中，层内C—C键的键长为142pm，而金刚石中C—C键的键长为154pm。推测金刚石的熔点（填“”“”或“=”）石墨的熔点。;解析：（1）金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键（即C原子采取sp3杂化），构成正四面体，石墨中的碳原子采取sp2杂化，形成平面六元环结构。

（2）C60的构成微粒是分子，属于分子晶体；石墨晶体有共价键和范德华力，属于混合型晶体。

（3）金刚石晶体中每个碳原子平均拥有的化学键数为4×=2，则碳原子数与化学键数之比为1∶2。石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的碳原子数和化学键数分别为6×=2和6×=3，其比值为2∶3。

（4）石墨中的C—C键比金刚石中的C—C键键长短，键能大，故石墨的熔点高于金刚石。;2.链状硅酸盐的结构

一个硅氧四面体有两个顶点被共用而形成各种链状结构结合的长链，链上未饱和的氧离子靠金属阳离子（如Na+、Mg2+、Ca2+等）饱和。结构如下图所示。

根据上图可知，1个硅氧四面体中含1个Si和3个O，其离子化学式为(SiO32-)n。;例4在硅酸盐中，SiO44-四面体［如下图（a）所示］通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图（b）为一种无限长层状结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为，Si与O的原子数之比为，化学式为。

图（a）图（b）;解析：硅酸盐中的硅酸根（SiO44-）为正四面体结构，所以中心原子Si原子采取了s