323分子晶體與共價晶體（第三課時）學案高二化學人教版選擇性必修2

第三章晶體結構與性質第二節(jié)分子晶體與共價晶體第3課時【學習目標】1.鞏固分子晶體和共價晶體的知識。2.分子晶體與共價晶體的比較。預習（閱讀教材，完成學案）二、合作探究深度學習三、聚焦展示學習目標一、分子晶體和共價晶體的知識再現(xiàn)一、分子晶體1．概念及微粒間的作用力(1)概念：只含分子的晶體稱為分子晶體。(2)粒子間的相互作用力：分子晶體內相鄰分子間以分子間作用力相互吸引，分子內原子之間以共價鍵結合。2．堆積方式分子密堆積分子非密堆積作用力只有分子間作用力，無氫鍵有分子間氫鍵，它具有方向性空間特點每個分子周圍一般有12個緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當大的空隙舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰3．常見分子晶體及物質類別（見課時1）4．分子晶體的物理特性(1)分子晶體具有熔、沸點較低，硬度較小，固態(tài)不導電等物理特性。所有在常溫下呈氣態(tài)的物質、常溫下呈液態(tài)的物質(除汞外)、易升華的固體物質都屬分子晶體。(2)分子間作用力的大小決定分子晶體的物理性質。分子間作用力越大，分子晶體的熔、沸點越高，硬度越大。5、兩種典型分子晶體(1)、冰(2)、干冰二、共價晶體1．共價晶體的結構特點(1)共價晶體的構成微粒是原子，微粒間作用力是共價鍵。(2)空間結構：整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結構，不存在單個的小分子，是一個“巨分子”。2．共價晶體與物質的類別（見課時2）3．共價晶體的熔、沸點(1)共價晶體由于原子間以較強的共價鍵相結合，熔化時必須破壞共價鍵，而破壞它們需要很高的溫度，所以共價晶體具有很高的熔點。(2)結構相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點越高。4、兩種典型共價晶體(1)、金剛石(2)、二氧化硅學習目標二、分子晶體與共價晶體的比較1．分子晶體與共價晶體的比較晶體類型共價晶體分子晶體概念相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間網(wǎng)狀結構的晶體只含分子的晶體組成微粒原子分子微粒間作用力共價鍵分子間作用力熔、沸點很高較低硬度很大較小溶解性一般不溶于各種溶劑部分溶于水導電性不導電，個別為半導體不導電，部分水溶液導電熔化時破壞的作用力共價鍵分子間作用力實例金剛石干冰結構特點其最小的碳原子環(huán)中有6個碳原子，碳碳鍵夾角為109°28′CO2晶體中存在CO2分子2．分子晶體與共價晶體的判斷(1)依據(jù)構成晶體的微粒種類和微粒間的作用力判斷。構成共價晶體的微粒是原子，微粒間的作用力是共價鍵；構成分子晶體的微粒是分子，微粒間的作用力是分子間作用力。(2)依據(jù)晶體的熔點判斷。共價晶體的熔點高，常在1000℃以上；而分子晶體熔點低，常在數(shù)百度以下甚至更低溫度。(3)依據(jù)晶體的導電性判斷。分子晶體為非導體，但部分分子晶體溶于水后能導電，如HCl。共價晶體多數(shù)為非導體，但晶體Si、晶體Ge為半導體。(4)依據(jù)晶體的硬度和機械性能判斷。共價晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆。(5)依據(jù)物質的分類判斷。①大多數(shù)非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。②常見的單質類共價晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的化合物類共價晶體有碳化硅、二氧化硅等。四、教師歸納總結五、課堂測評1.類推的思維方法在化學學習與研究中可能會產(chǎn)生錯誤的結論，因此類推出的結論需經(jīng)過實踐的檢驗才能確定其符合題意與否。下列幾種類推結論正確的是（

）A.

金剛石中C—C鍵的鍵長為154.45pm，C60中C—C鍵的鍵長為140～145pm，所以C60的熔點高于金剛石B.

CO2晶體是分子晶體，SiO2晶體也是分子晶體C.

從CH4、NH4+、SO42為正面體結構，可推測CCl4、PH4+、PO43也為正四面體結構D.

C2H6是碳鏈為直線形的非極性分子，可推測C3H8也是碳鏈為直線形的非極性分子2.下列晶體中，任何一個原子都被相鄰四個原子包圍，以共價健形成正四面體，并向空間伸展成網(wǎng)狀結構的是（

）A.

金剛石

B.

石墨

C.

足球烯

D.

水晶3.二氧化硅晶體是立體網(wǎng)狀結構，其模型如圖所示。下列有關二氧化硅晶體的說法正確的是（

）A.

二氧化硅晶體最小環(huán)上含有12個原子B.

每個硅原子為4個最小環(huán)所共有C.

從晶體結構可知，1molSiO2擁有2molSiO鍵D.

SiO2晶體是由極性共價鍵與非極性共價鍵共同構成的4.下列說法錯誤的是（

）A.

HClO、N2和Na2O等物質中，各原子或離子的最外層均達到了穩(wěn)定結構B.

石英和金剛石都是原子間通過共價鍵結合形成的原子晶體C.

某化合物在熔融狀態(tài)下能導電，則一定是離子化合物D.

HF的熱穩(wěn)定性比HBr強是因為HF的分子間作用力強5.下列說法正確的是（

）A.

NaHSO4晶體溶于水時，離子鍵被破壞，共價鍵不受影響B(tài).

PCl5和CCl4中，每個原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結構C.

根據(jù)氮化鋁(AlN)熔沸點很高、熔融狀態(tài)下不導電可推測它是原子晶體D.

干冰和石英晶體中的化學鍵類型相同，熔化時需克服微粒間的作用力類型也相同6.Al2A.1個氮化鋁晶胞中含有2個鋁原子

B.氮化鋁可用于制造切割金屬的刀具C.氮化鋁屬于離子晶體

D.氮化鋁晶體中Al的配位數(shù)為47.短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)之和為32。X的最高正價和最低負價代數(shù)和等于0；其陰離子和He原子具有相同的核外電子排布；Z是地殼中含量最高的元素；W的氣態(tài)氫化物和其最高價含氧酸都是強酸。下列說法錯誤的是（

）A.

電負性：Z＞W(wǎng)＞Y＞X

B.

X和Y形成的分子一定為正四面體結構C.

晶體YZ2的配位數(shù)為12

D.

有機物Y3X6W2有4種結構(不考慮立體異構)8.在慶祝中華人民共和國成立70周年的閱兵儀式上，最后亮相的DF31A洲際戰(zhàn)略導彈是我國大國地位、國防實力的顯著標志。其制作材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多種元素。請回答：（1）基態(tài)鐵原子的價電子排布式為________，F(xiàn)eCl3的熔點為306℃，沸點為315℃，F(xiàn)eCl3的晶體類型是________。（2）氧化亞鐵晶體的晶胞如圖所示。已知：氧化亞鐵晶體的密度為ρg·cm3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。在該晶胞中，與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數(shù)目為________

；Fe2+與O2最短核間距為________pm。9.鈀(46Pd)催化劑在有機合成中有著重要的地位。請回答以下問題：（1）鈀與鎳是同族元素，它們位于周期表的________(選填s、p、d、ds、f)區(qū)。（2）四(三苯基膦)鈀()是一種常見的鈀催化劑，也是一種配合物，其配位數(shù)為________，其中“三苯基膦”中磷原子與鍵合的三個碳原子構成的立體結構為________

。（3）是苯并咪唑類卡賓化合物之一(Ph代表苯基)，常用作有機合成的催化劑，其晶體類型為________。配體中碳原子的雜化類型有________，其中氯原子的價電子軌道表達式為________。323分子晶體與共價晶體答案與解析1.【答案】C【解析】A．金剛石是原子晶體而C60是分子晶體，雖然C60中CC鍵長小于金剛石中鍵長，C60中鍵的鍵能可能大于金剛石，但其熔化時并不破壞化學鍵，只破壞分子間作用力，而金剛石熔融時要破壞共價鍵，故金剛石熔點高于C60的，A不符合題意；B．CO2是分子晶體，分子間存在分子間作用力，而SiO2是共價晶體，不存在分子，原子與原子之間以共價鍵結合，B不符合題意；C．根據(jù)價層電子對互斥理論可知，CCl4、PH4+、PO42中都能形成4個σ鍵，且孤電子對數(shù)分別為0，為正四面體結構，且PH4+與NH4+互為等電子體，PO43與SO42也互為等電子體，結構相似，C符合題意；D．C2H6是碳鏈上只有2個碳原子，所以乙烷為直線型的非極性分子，C3H8中碳原子和C2H6中的碳原子雜化類型相同都是sp3雜化，鍵角大約是109.5o，碳鏈呈鋸齒狀，而不是直線形，D不符合題意；2.【答案】A【解析】A.在金剛石原子晶體結構中每一個碳原子都被相鄰四個碳原子包圍，以共價健形成正四面體，并向空間伸展成網(wǎng)狀結構，A符合題意；B.石墨是層狀結構，在每一層中，每個碳原子被相鄰的3個碳原子包圍，形成平面網(wǎng)狀結構，B不符合題意；C.足球烯是分子晶體，分子間只存在分子間作用力，不能形成空間網(wǎng)狀結構，C不符合題意；D.水晶是二氧化硅，結構和金剛石相似，但每個氧原子與2個硅原子形成共價鍵，D不符合題意。3.【答案】A【解析】A．二氧化硅晶體最小環(huán)上含有6個硅原子6個氧原子，共12個原子B．二氧化硅晶體和金剛石晶體的結構類似，每個硅原子為12個最小環(huán)共有，故B不符合題意；C．1個Si與4個O形成SiO鍵，則1molSi擁有4molSiO鍵，故C不符合題意；D．SiO2晶體中只含極性共價鍵，不含非極性共價鍵，故D項不符合題意。4.【答案】D【解析】A．HClO、N2和Na2O等物質中，除H原子最外層達2電子的穩(wěn)定結構外，其他各原子或離子的最外層均達到了8電子穩(wěn)定結構，選項A不符合題意；B．石英和金剛石都是原子晶體，原子間通過共價鍵結合形成，選項B不符合題意；C．熔融狀態(tài)下能導電的化合物中含有自由移動的離子，則該物質由離子構成，屬于離子化合物D．非金屬性：F＞Br，元素的非金屬性越強，對應的氫化物越穩(wěn)定，與分子間作用力無關，選項D符合題意；5.【答案】C【解析】A．NaHSO4晶體溶于水時，硫酸氫根也會發(fā)生電離，共價鍵被破壞B．PCl5分子中P原子最外層有10個電子，B不符合題意；C．氮化鋁在熔融狀態(tài)下不導電，說明不是離子化合物，熔沸點高，符合原子晶體的性質，可以推測氮化鋁屬于原子晶體，C符合題意；D．干冰和石英晶體都屬于共價化合物，均含有共價鍵，但干冰屬于分子晶體，而石英屬于原子晶體，融化時，前者破壞分子間作用力，后者破壞共價鍵6.【答案】C【解析】A.由圖示可知，鋁原子位于晶胞的頂點和體心，故1個氮化鋁晶胞中含有8×B.氮化鋁晶體硬度、熔點都很高，故可用于制造切割金屬的刀具，B不符合題意；C.氮化鋁屬于原子晶體，C符合題意；D.由圖示可知，鋁原子周圍有4個氮原子，故Al的配位數(shù)為4，D不符合題意；7.【答案】B【解析】A．非金屬性越強，電負性越強，非金屬性O>Cl>C>H，所以電負性O>Cl>C>H，即Z＞W(wǎng)＞Y＞

X，故A不符合題意；B．X為H元素，Y為C元素，二者可以形成多種化合物，分子不一定為正四面體結構，如C2H2為直線形，故B符合題意；C．YZ2為CO2，其晶體即為干冰，晶胞為面心立方最密堆積，配位數(shù)為12，故C不符合題意；D．有機物Y3X6W2為C3H6Cl2，其結構有ClCH2CH2CH2Cl、Cl2CHCH2CH3、CH3CCl2CH3、ClCH2CHClCH3，共4種，故D不符合題意；8.【答案】（1）3d64s2；分子晶體（2）12；3【解析】(1)Fe是26號元素，基態(tài)鐵原子的電子排布式為[Ar]3d64s2，價電子排布式為3d64s2；分子晶體的熔沸點較低，F(xiàn)eCl3的熔點為306℃，沸點為315℃，F(xiàn)eCl3的晶體類型是分子晶體；(2)根據(jù)FeO晶胞的圖像可知，F(xiàn)e2+分布在晶胞的頂點和面心上，屬于面心立方最密堆積，因此與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數(shù)目為12個；FeO晶胞中Fe2+的個數(shù)為8×18+6×12=4個，O2的個數(shù)為1+12×19.【答案】（1）d（2）4；三角錐形（3）分子晶體；sp2、sp3雜化；【解析】(1)46號鈀與鎳是同族元素，它們在元素周期表中位于第VIII