2025备考分子晶体.DOCX

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第二节分子晶体与共价晶体

基础课时12分子晶体

课标要求1.知道分子晶体的概念及典型的分子晶体，认识分子晶体中的微粒种类及其微粒间的相互作用。2.借助冰、干冰等模型，能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。

分子晶体

(一)基本内容

1.分子晶体的概念

只含分子的晶体称为分子晶体。

2.分子晶体的物理性质

通常分子晶体熔、沸点较低，硬度较小。

3.分子晶体中的粒子间的相互作用

4.常见的分子晶体

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

稀有气体

He、Ne、Ar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

5.分子晶体的堆积方式

项目

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

举例

C60、干冰、I2、O2

HF、NH3、冰

6.两种典型分子晶体

物质

结构分析

冰

(1)水分子之间的主要作用力是范德华力，也存在氢键。

(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

干冰

(1)干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。

(2)每个晶胞有4个CO2分子，12个原子。

每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个

(二)自主探究

碳单质及含碳化合物是一个庞大的家族。C60分子及CH4、C60晶胞示意图如下：

[问题讨论]

(1)甲烷、C60的晶体类型相同吗？

提示相同，都是分子晶体。

(2)下列有关甲烷、C60晶体的说法中，正确的有哪些？请你判断是否正确。

①两晶体熔化时只需要破坏共价键

②SiH4分子的稳定性强于甲烷

③C60晶体可能具有很高的熔、沸点

④C60晶体可能易溶于四氯化碳中

⑤C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240

提示④⑤正确，①破坏的是范德华力；②甲烷更稳定，因为甲烷中的共价键的键能更大；C60为分子晶体，熔沸点较低，③错误。

(3)分子晶体溶于水时，化学键如何变化？

提示有的溶于水破坏化学键，例如HCl；有的不破坏化学键，例如蔗糖、乙醇。

(4)查阅文献可知氯化铝的化学式为AlCl3，熔点306℃、沸点315℃，能升华，为共价化合物；熔融的氯化铝不易导电。根据这些性质，氯化铝属于什么晶体？

提示分子晶体。

【探究归纳】

1.分子晶体的判断方法

(1)依据物质的类别判断，部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体都是分子晶体。

(2)依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断，组成分子晶体的粒子是分子，粒子间作用是分子间作用力。

(3)依据物质的性质判断，分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。

2.分子晶体的熔、沸点

(1)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。

(2)分子晶体的熔、沸点的判断

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。具体分析如下：

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。

3.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(如HCl、醋酸等)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。

1.某化学兴趣小组在学完分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：

NaCl

MgCl2

AlCl3

SiCl4

CaCl2

熔点/℃

801

712

190

－68

782

沸点/℃

1465

1418

178

57

1600

根据表中数据分析，属于分子晶体的是()

A.NaCl、MgCl2、CaCl2

B.AlCl3、SiCl4

C.NaCl、CaCl2、AlCl3

D.NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl2

答案B

解析由表中氯化物熔、沸点可知，一般情况下，熔、沸点较低的是分子晶