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分子晶体与共价晶体（1）导学学案

课程内容：分子晶体的概念、构成、微粒间作用力、结构特点、物理性质、常见的分子

1.?学习目标

⑴能辨识常见的分子晶体，并从微观角度分析其构成微粒间的作用及对物理性质的影响.

⑵利用分子晶体的通性推断常见分子晶体，理解微粒堆积模型，能用均摊法分析晶胞.

⑶结合实例描述分子晶体中微粒排列的周期性规律.

2.重点

⑴分子晶体的结构与物理性质，如熔沸点低、硬度小等特点及原因.

⑵常见分子晶体的判断，依据物质类别、构成微粒及微粒间作用力等判断方法.

3.难点

⑴分子晶体的结构与物理性质的关系，理解分子间作用力对熔沸点、硬度等性质的影响机制.

⑵不同类型分子晶体的结构特点，如干冰的分子密堆积、冰的非密堆积及氢键对其结构的影响.

4.核心素养

⑴宏观辨识与微观探析：从宏观角度认识分子晶体的物理性质，从微观角度分析分子晶体的构成微粒、微粒间作用力及堆积方式，理解二者联系.

⑵证据推理与模型认知：借助分子晶体模型等证据，推理分子晶体的性质，建立分子晶体结构与性质关系的认知模型，解释相关现象.

第一部分：课业知识精讲

一、分子晶体的概念与构成微粒

1.概念：分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。

2.构成微粒：构成分子晶体的微粒是分子，分子晶体中只含分子。如稀有气体（单原子分子）、卤素单质（双原子分子）、水（H2O）、二氧化碳（CO2）、氨气（NH3）、硫酸（H2SO4）等物质形成的晶体。

二、分子晶体中的微粒间作用力

1.范德华力：普遍存在于分子之间，相对较弱，影响分子晶体的熔沸点、硬度等物理性质。例如，常温下氯气（Cl2）为气态，溴（Br2）为液态，碘（I2）为固态，就是因为随着相对分子质量增大，范德华力增强，熔沸点逐渐升高。

2.氢键：某些分子间存在的较强的相互作用，如冰中存在分子间氢键，使冰的结构较为疏松，导致冰的密度比液态水小，且熔沸点有所升高。

三、常见分子晶体的结构特点

1.干冰：CO2分子呈面心立方最密堆积，每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个，其晶胞为面心立方晶胞，在晶胞中CO2分子位于顶点和面心位置。

2.冰：存在分子间氢键，呈现四面体结构，每个水分子与周围4个水分子通过氢键相连，形成空旷的网状结构，导致冰的体积膨胀，密度变小。

四、分子晶体的物理性质

1.熔沸点：分子晶体的熔沸点相对较低。因为分子间作用力较弱，克服这些作用力所需的能量较小。例如，干冰在常压下78.5℃就会升华，这是因为CO?分子间主要是较弱的范德华力，很容易被破坏。

2.硬度：一般硬度较小。分子晶体中的分子间作用力在受到外力作用时容易被破坏，所以这类晶体通常较软，如石蜡可以轻易被刮下、按压变形。

3.导电性：分子晶体在固态和熔融状态下一般不导电。因为分子晶体中没有自由移动的离子或电子，但是有些分子晶体在水溶液中可能会导电，如HCl分子晶体，溶于水后形成盐酸，能电离出氢离子（H+）和氯离子（Cl）而导电。

4.溶解性：分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。例如：H2O是极性溶剂，SO2、H2S、HBr等都是极性分子，它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂，则Br2、I2等非极性分子易溶于其中，而水则不溶于苯和CCl4中。

五、常见的分子晶体

1.非金属氢化物：像水（H?O）、氨（NH?）等，它们的晶体结构是由分子通过分子间作用力构成。

2.部分非金属单质：如碘（I?）、白磷（P?）、C60等。以C60为例，C60分子之间通过范德华力结合形成分子晶体。

3.部分非金属氧化物：典型的是二氧化碳（CO?）形成的干冰，它是由CO?分子以分子间作用力堆积而成的分子晶体。

4.几乎所有的酸：如硫酸（H?SO?）、硝酸（HNO?），在固态时也是分子晶体。

第二部分：重点专题突破

专题一：分子晶体的判断

①下列物质属于分子晶体的是（）

A.石墨B.食盐C.冰醋酸D.纯碱

答案：C

解析：石墨属于混合型晶体，A项错误；食盐（氯化钠）是离子晶体，B项错误；冰醋酸（乙酸）是由分子构成的，属于分子晶体，C项正确；纯碱（碳酸钠）是离子晶体，D项错误。判断依据是分子晶体由分子构成，物质在固态时主要通过分子间作用力结合在一起，常见的分子晶体包括大多数非金属单质（如氢气、氧气等）、非金属氢化物（如水、氨气等）、部分非金属氧化物（如二氧化碳等）、几乎所有的酸（如硫酸、硝酸等）以及大多数有机物（如乙醇、蔗糖等）。

②下列晶体中，微粒间的作用力属于分子间作用力的是（）

A.硅晶体B.氨晶体C.氯化钠晶体