寒假预习-第05讲 分子晶体和共价晶体（教师版)-2025年高二化学寒假衔接讲练 (人教版) .docx

第05讲分子晶体和共价晶体

模块一思维导图串知识

模块二基础知识全梳理（吃透教材）

模块三核心考点精准练

模块四小试牛刀过关测

1．能结合实例描述分子晶体中微粒排列的周期性规律。

2．知道分子晶体中物质的聚集状态会影响物质的性质。

3．能借助冰、干冰等模型认识分子晶体中的微粒特点及其微粒间的相互作用。

4．借助金刚石和二氧化硅晶体等的模型认识共价晶体的结构特点，并能说明共价晶体中的微粒及微粒间的相互作用。

【学习新知】

知识点一分子晶体

1．分子晶体

(1)定义：只含分子的晶体称为分子晶体。

(2)微粒间的相互作用力：

在分子晶体中，相邻分子靠分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。

2．分子晶体常见堆积方式

分子密堆积

分子非密堆积

作用力

只有范德华力，无氢键

有范德华力和氢键，氢键具有方向性

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

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)一般熔、沸点较低，硬度较小，易挥发，易升华。

(2)分子晶体固态和熔融态一般不导电。但有的在水溶液中能导电，有的不能导电。

(3)溶解性：分子晶体的溶解性一般遵循“相似相溶”原理，即非极性溶质易溶于非极性溶剂，极性溶质易溶于极性溶剂。

5．典型分子晶体的结构

(1)冰晶体的结构

①水分子之间的主要作用力是氢键，也存在范德华力。

②氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。

(2)干冰晶体的结构

(1)干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。

(2)①每个晶胞有4个CO2分子，12个原子。

②每个CO2分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高。

【交流讨论】

1．电解水生成氢气和氧气时破坏的作用力是什么？

提示：共价键。

2．为什么液态水的密度大于冰的密度？

提示：由于在冰的晶体中，水分子之间形成氢键，水分子之间以缔合分子形式存在，占据的空间增大，密度减小。

3．干冰升华过程中破坏共价键吗？为什么干冰的熔点比冰低而密度却比冰大？

提示：干冰升华过程中只破坏范德华力，不破坏共价键。冰中水分子间除范德华力外还有氢键作用，而干冰中CO2分子间只有范德华力，所以冰的熔点比干冰高；由于水分子之间形成的氢键具有方向性，导致冰晶体不具有分子密堆积特征，冰晶体中有较大的空隙，所以相同状况下冰的密度较小，而干冰中CO2分子采取分子密堆积方式形成晶体，所以干冰的密度较大。

知识点二共价晶体

1．共价晶体的结构特点

(1)构成粒子及作用力

构成微粒：原子，粒子间作用力：共价键。

(2)空间结构：整块晶体是共价键三维骨架结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。

2．共价晶体与物质的类别

物质种类

实例

某些单质

金刚石、硼、硅、锗和灰锡等

某些非金属化合物

碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等

3．共价晶体的熔、沸点

(1)共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔点。

(2)结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。

4．金刚石晶体的结构

(1)在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的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个数之比为1∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(1,2)))＝1∶2。

5．二氧化硅晶体的结构

(1)二氧化硅的结构

二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α-SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性。

(2)二氧化硅的用途

二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。

【归纳小结】

1．金刚石的结构

①每个碳原子都采取sp3杂化，与相邻的4个碳原子以共价键相结合，正四面体形结构，键角109°28′。

②晶体中最小的碳环由6个碳原子组成，且不在同一平面内，最多有4个碳原子在同一平面。

③每个C形成4个C—C，每个C占有2个C—C，即C原子与C—C之比为1∶2。

④