2018_2019版高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第3节原子晶体与分子晶体第2课时学案鲁科版选修3.doc
《2018_2019版高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第3节原子晶体与分子晶体第2课时学案鲁科版选修3.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2018_2019版高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第3节原子晶体与分子晶体第2课时学案鲁科版选修3.doc(17页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、1第 2 课时 分子晶体学习目标定位 1.了解分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。2.能够从范德华力、氢键的特征,分析理解分子晶体的物理特性。3.会比较判断晶体类型。一、分子晶体及其结构特点1概念及微粒间的作用(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)微粒间的作用:分子晶体中相邻分子之间以分子间作用力相互吸引。2分子晶体的结构特点2(1)碘晶体的晶胞是一个长方体,在它的每个顶点上有 1 个碘分子,每个面上有 1 个碘分子,每个晶胞从碘晶体中分享到 4 个碘分子。氯单质、溴单质的晶体结构与碘晶体的结构非常相似,只是晶胞的大小不同而已。(2)干冰晶体是一种面心立方结
2、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) 在冰晶体中,由于水分子之间存在具有方向性的氢键,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,这样的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,比较松散。在冰晶体中,每个水分子中的每个氧原子周围都有 4 个氢原子,氧原子与其中的两个氢原子通过共价键结合,而与属于其他水分子的另外两个氢原子靠氢键结合在一起。(1)分子晶体的结构特点若分子间不存在氢键,则分子晶体的微粒排列时尽可能采用紧密
3、堆积方式;若分子间存在氢键,由于氢键具有方向性和饱和性,则晶体不能采用紧密堆积方式。(2)常见的分子晶体所有非金属氢化物:H 2O、NH 3、CH 4、H 2S 等。多数非金属单质:卤素(X 2)、O 2、N 2、白磷(P 4)、红磷、硫、稀有气体等。多数非金属氧化物:CO 2、SO 2、SO 3、P 2O5等。几乎所有的酸:H 2SO4、CH 3COOH、H 3PO4等。绝大多数有机物:乙醇、蔗糖等。(3)分子晶体的性质3分子晶体一般具有较低的熔点和沸点,较小的硬度、较强的挥发性。分子晶体在固态、熔融时均不导电。不同的分子晶体在溶解度上存在较大差别,并且同一分子晶体在不同的溶剂中溶解度也有较
4、大差别。提醒 (1)稀有气体固态时形成分子晶体,微粒之间只存在分子间作用力,分子内不存在化学键。(2)分子晶体汽化或熔融时,克服分子间作用力,不破坏化学键。例 1 下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是( )ANH 3、HD、C 10H8BPCl 3、CO 2、H 2SO4CSO 2、SiO 2、P 2O5DCCl 4、Na 2S、H 2O2答案 B解析 A 中 HD 是单质,不是化合物;C 中 SiO2为原子晶体,不是分子晶体;D 中 Na2S 是离子晶体,不是分子晶体。例 2 下表列举了几种物质的性质,据此判断属于分子晶体的物质是_。物质 性质X 熔点为 10.31 ,液态不导
5、电,水溶液导电Y 易溶于 CCl4,熔点为 11.2 ,沸点为 44.8 Z 常温下为气态,极易溶于水,溶液 pH7W 常温下为固体,加热变为紫红色蒸气,遇冷变为紫黑色固体M 熔点为 1 170 ,易溶于水,水溶液导电N 熔点为 97.81 ,质软,导电,密度为 0.97 gcm3答案 X、Y、Z、W解析 分子晶体熔、沸点一般比较低,硬度较小,固态不导电。M 的熔点高,肯定不是分子晶体;N 是金属钠的性质;X、Y、Z、W 均为分子晶体。规律总结分子晶体具有熔、沸点较低,硬度较小,固态、熔融态不导电等物理特性。所有在常温下呈4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
6、体。例 3 下图为冰晶体的结构模型,大球代表 O,小球代表 H。下列有关说法正确的是( )A冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B冰晶体具有空间网状结构,是原子晶体C水分子间通过 HO 键形成冰晶体D冰融化时,水分子之间空隙增大答案 A解析 冰中的水分子是靠氢键结合在一起,氢键不是化学键,而是一种分子间作用力,故B、C 两项均错误;H 2O 分子形成氢键时沿 O 的四个 sp3杂化轨道形成氢键,可以与 4 个水分子形成氢键,这 4 个水分子形成空间四面体构型,A 项正确;水分子靠氢键连接后,分子间空隙变大,因此融化时,水的体积缩小,D 项错误。易错警示(1)冰和水中存在氢键,水蒸气中不
7、存在氢键。(2)冰中每个水分子能与 4 个 H2O 分子形成氢键,平均每个水分子有(4 )个氢键。12(3)水结成冰体积膨胀与氢键有关。(4)冰融化时破坏氢键和范德华力,不破坏共价键。水分子的稳定性与氢键无关,水的熔、沸点与共价键无关。二、石墨晶体的结构与性质石墨的晶体结构如下图所示:51在石墨晶体中,同层的碳原子以 sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以 3 个共价键与另外三个原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环,伸展成平面网状结构。2在同一平面的碳原子还各剩下一个 2p 轨道,并含有一个未成对电子形成 键。电子比较自由,相当于金属中的自由电子,所以石墨能导热和导电,这正是金属
8、晶体的特征。3石墨晶体中网络状的平面结构以范德华力结合形成层状的结构,距离较大,结合力较弱,层与层间可以相对滑动,使之具有润滑性。石墨晶体中碳原子间形成共价键,层与层间的结合力为范德华力,同时还有金属键特性。因此,石墨晶体既不是原子晶体,也不是金属晶体、分子晶体,而是一种混合键型晶体。例 4 碳元素的单质有多种形式,下图依次是 C60、石墨和金刚石的结构图: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
9、子数与共价键数之比为_。(4)石墨晶体中,层内 CC 键的键长为 142 pm,而金刚石中 CC 键的键长为 154 pm。推测金刚石的熔点_(填“” “”或“”)石墨的熔点。答案 (1)sp 3杂化 sp 2杂化 (2)分子 混合键型 (3)12 3 23 (4) 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杂化方式),构成正四面体,石墨中的碳原子采取 sp2杂化方式,形成平面六元环结构。(2)C 60中构成微粒是分子,所以属于分子晶体;石墨晶体有共价键、金属键和范德华力,所以石墨属于混合键型晶体。(3)金刚石晶体中每个碳原子平均拥有的化学键数为 4
10、2,则碳原子数与化12学键数之比为 12。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 23。(4)石墨中的 CC 键比金刚石中的 CC 键键13 12长短,键能大,故石墨的熔点高于金刚石。6规律总结金刚石与石墨比较晶体 金刚石 石墨碳原子杂化方式 sp3 sp2碳原子成键数 4 3有无未成对价电子 无 有最小环碳原子个数 6 6键角 109.5 120含有 1 mol C 的晶体中所含化学键数目 2 mol 1.5 mol四种晶体类型的比较离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体构成晶体的粒子 阴、阳离子 原子 分子金属阳离子和自由电子粒子间
11、的作用 离子键 共价键分子间作用力(有的有氢键)金属键作用力强弱(一般情况下)较强 很强 弱 较强确定作用力强弱的一般判断方法离子所带电荷总数、离子半径键长(原子半径)分子间的氢键增大分子间作用力,组成和结构相似时比较相对分子质量离子半径、离子所带电荷数熔、沸点 较高 高 低差别较大(如汞常温下为液态,钨熔点为 3 410)硬度 硬而脆 大 较小 差别较大导热和 不良导体(熔化 不良导体 不良导体(部分 良导体7导电性 后或溶于水导电) 溶于水发生电离后导电)溶解性 多数易溶 一般不溶 相似相溶一般不溶于水,少数与水反应机械加工性 不良 不良 不良 优良延展性 差 差 差 优良1下列有关分子晶
12、体的说法中一定正确的是( )A分子内均存在共价键B分子间一定存在范德华力C分子间一定存在氢键D其结构一定为分子密堆积答案 B解析 稀有气体元素组成的分子晶体中,不存在由多个原子组成的分子,而是原子间通过范德华力结合成晶体,所以不存在任何化学键,故 A 项错误;分子间作用力包括范德华力和氢键,范德华力存在于所有的分子晶体中,而氢键只存在于含有与电负性较强的 N、O、F 原子结合的氢原子的分子之间或者分子之内,所以 B 项正确,C 项错误;只存在范德华力的分子晶体才采取分子密堆积的方式,D 项错误。2下列物质呈固态时,一定属于分子晶体的是( )A非金属单质 B非金属氧化物C含氧酸 D金属氧化物答案
13、 C解析 非金属单质中的金刚石、非金属氧化物中的 SiO2均为原子晶体;金属氧化物通常为离子化合物,属离子晶体。3SiCl 4的分子结构与 CCl4相似,对其进行下列推测,不正确的是( )ASiCl 4的熔点高于 CCl4BSiCl 4晶体是分子晶体8C常温、常压下,SiCl 4是气体DSiCl 4的分子是由极性键形成的非极性分子答案 C解析 由于 SiCl4具有分子结构,所以属于分子晶体。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间的作用力,在这两种分子中都只有范德华力,SiCl 4的相对分子质量大于 CCl4的相对分子质量,所以 SiCl4的分子间作用力强,熔、沸点比 CCl4高。CCl 4的分子是
14、正四面体结构,SiCl4与它结构相似,因此也是正四面体结构,是含极性键的非极性分子。4甲烷晶体的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是( )A甲烷晶胞中的球只代表 1 个 C 原子B晶体中 1 个 CH4分子中有 12 个紧邻的 CH4分子C甲烷晶体熔化时需克服共价键D1 个 CH4晶胞中含有 8 个 CH4分子答案 B解析 题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是 1 个甲烷分子,并不是 1 个 C 原子,A 错误;甲烷晶体是分子晶体,熔化时克服范德华力,C 错误;甲烷晶胞属于面心立方晶胞,该晶胞中甲烷分子的个数为 8 6 4,D 错误。18 125根据下列性质判断所描述的物质可能属于分子晶体的是( )
15、A熔点 1 070 ,易溶于水,水溶液能导电B熔点 1 128 ,沸点 4 446 ,硬度很大C熔点 10.31 ,液态不导电,水溶液能导电D熔点 97.81 ,质软,导电,密度 0.97 gcm3答案 C解析 A 项,熔点 1 070 ,熔点高,不符合分子晶体的特点,故 A 错误;B 项,熔点 1 128 ,沸点 4 446 ,硬度很大,属于离子晶体或原子晶体或金属晶体的特点,分子晶体分子间只存在分子间作用力,熔、沸点低,故 B 错误;C 项,熔点 10.31 ,熔点低,符9合分子晶体的熔点特点,液态不导电,只存在分子,水溶液能导电,溶于水后,分子被水分子离解成自由移动的离子,如 CH3CO
16、OHCH3COO H ,有自由移动的离子,就能导电,故C 正确;D 项,熔点 97.81 ,质软、导电、密度 0.97 gcm3 ,是金属钠的物理性质,金属钠属于金属晶体,故 D 错误。6晶胞是晶体结构中可重复出现的最小的结构单元,C 60晶胞结构如下图所示,下列说法正确的是( )AC 60摩尔质量是 720BC 60与苯互为同素异形体C在 C60晶胞中有 14 个 C60分子D每个 C60分子周围与它距离最近且等距离的 C60分子有 12 个答案 D7请回答下列问题:(1)下列有关石墨晶体的说法正确的是_(填字母,下同)。a由于石墨晶体导电,所以它是金属晶体b由于石墨的熔点很高,所以它是原子
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
2000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2018 _2019 高中化学 物质 聚集 状态 性质 原子 晶体 分子 课时 学案鲁科版 选修 DOC

链接地址:http://www.mydoc123.com/p-1128785.html