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1、第二節(jié) 分子晶體,回顧: 1、什么叫晶體?什么叫非晶體? 2、晶體與非晶體在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有什么差異? 3、利用分?jǐn)偡ㄓ?jì)算晶胞中粒子數(shù)目,交流討論,雪花、冰糖、食鹽、水晶這些固體是否屬于晶體?請(qǐng)說明理由。,碘晶體結(jié)構(gòu),干冰晶體結(jié)構(gòu),觀察與思考:下列兩種晶體有什么共同點(diǎn)?,一、分子晶體,構(gòu)成晶體的粒子是分子,粒子間以分子間作用力(范德華力,氫鍵)相互作用的晶體叫分子晶體。,1、概念:,2、組成微粒:,分子,3、粒子間作用力:,分子內(nèi)原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,相鄰分子間靠分子間作用力或氫鍵相互吸引,結(jié)合表格和已有知識(shí),分析:分子晶體有哪些物理特性?為什么?,思考與交流,4、物理特性:,(1)較低的熔點(diǎn)和沸
2、點(diǎn),易升華;,注:分子間作用力越大,熔沸點(diǎn)越高(相對(duì)分子質(zhì)量,分子極性,氫鍵) 分子晶體熔化時(shí)一般只破壞分子間作用力,不破壞化學(xué)鍵,也有例外,如S8,分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間的作用力。分子間作用力越大,物質(zhì)熔化和汽化時(shí)需要的能量就越多,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。 因此,比較分子晶體的熔、沸點(diǎn)高低,實(shí)際上就是比較分子間作用力(包括范力和氫鍵)的大小。,分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較規(guī)律,(1)組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,熔沸點(diǎn)越高。如:O2N2,HIHBrHCl。 (2)分子量相等或相近,極性分子的范德華力大,熔沸點(diǎn)高,如CON2 (3)含有氫鍵的,熔沸點(diǎn)較高。如H
3、2OH2TeH2SeH2S,HFHCl,NH3PH3 (4)在烷烴的同分異構(gòu)體中,一般來說,支鏈數(shù)越多,熔沸點(diǎn)越低。如沸點(diǎn):正戊烷異戊烷新戊烷;芳香烴及其衍生物苯環(huán)上的同分異構(gòu)體一般按照“鄰位間位對(duì)位”的順序。,(2)較小的硬度;,(3)一般都是絕緣體,熔融狀態(tài)也不導(dǎo)電。有些在水溶液中可以導(dǎo)電.,原因:分子間作用力較弱,5、典型的分子晶體:,(1)所有非金屬氫化物:H2O,H2S,NH3, CH4,HX (2)部分非金屬單質(zhì):X2,O2,H2, S8, P4, C60 (3)部分非金屬氧化物: CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10 (4)幾乎所有的酸:H2SO4,HNO3,H3
4、PO4 (5)絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體:乙醇,冰醋酸, 蔗糖,分子的密堆積,氧(O2)的晶體結(jié)構(gòu),碳60的晶胞,分子的密堆積,(與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個(gè) ),干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖,干冰晶體結(jié)構(gòu)模型,冰中個(gè)水分子周圍有個(gè)水分子,冰的結(jié)構(gòu),氫鍵具有方向性,分子的非密堆積,6、分子晶體結(jié)構(gòu)特征,(1)密堆積,有分子間氫鍵氫鍵具有方向性,使晶體中的空間利率不高,留有相當(dāng)大的空隙.這種晶體不具有分子密堆積特征. 分子晶體的分子堆積要少于12個(gè).如:HF 、NH3、冰(每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子)。,(2)非密堆積,只有范德華力,無分子間氫鍵分子密堆積。這類晶體每個(gè)分子周圍一般有12個(gè)緊
5、鄰的分子,如:C60、干冰 、I2、O2。,分子的密度取決于晶體的體積,取決于緊密堆積程度,分子晶體的緊密堆積由以下兩個(gè)因素決定:,(1)范德華力 (2)分子間氫鍵,歸納要點(diǎn),思考1是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力? 思考2為什么冰融化為水時(shí),密度增大?,不對(duì),分子間氫鍵也是一種分子間作用力, 如冰中就同時(shí)存在著范德華力和氫鍵。,在冰晶體中,每個(gè)分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子,由于水分子之間的主要作用力是氫鍵,氫鍵跟共價(jià)鍵一樣具有方向性,即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子相互吸引,這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不變,留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)?/p>
6、化為液態(tài)水時(shí),熱運(yùn)動(dòng)使冰的結(jié)構(gòu)部分解體,水分子間的空隙減小,密度反而增大。,思考3為何干冰的熔沸點(diǎn)比冰低,密度卻比冰大?,由于冰中除了范德華力外還有氫鍵作用,破壞分子間作用力較難,所以熔沸點(diǎn)比干冰高。 由于分子間作用力特別是氫鍵的方向性,導(dǎo)致晶體中有相當(dāng)大的空隙,所以相同狀況下體積較大 由于CO2分子的相對(duì)分子質(zhì)量H2O,所以干冰的密度大。,籠狀化合物,科學(xué)視野,天然氣水合物一種潛在的能源,天然氣水合物,c20bf.wrl,c60f.wrl,c70bf.wrl,c80f.wrl,許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這類水合物晶體的是19世紀(jì)初的英國化學(xué)家戴維,他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學(xué)式為Cl28
7、H20的水合物晶體。20世紀(jì)末,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要?dú)怏w成分是甲烷, 因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰,而且在常溫常壓下會(huì)迅速分解釋放出可燃的甲烷,因而又稱“可燃冰”,科學(xué)視野:天然氣水合物一種潛在的能源,小結(jié):,1、分子晶體:由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。 2、分子晶體特點(diǎn):低熔點(diǎn)、升華、硬度很小等。 3、常見分子晶體分類:(1)所有非金屬氫化物 (2)部分非金屬單質(zhì), (3)部分非金屬氧化物(4)幾乎所有的酸(而堿和鹽則是離子晶體 (5)絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體。 晶體分子結(jié)構(gòu)特征 ()只有范德華力,無分子間氫鍵分子密堆積(每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊
8、鄰的分子,如:C60、干冰 、I2、O2 ()有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征 (如:HF 、冰、NH3 ),1、下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是() A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食鹽,C,練習(xí),2、干冰氣化時(shí),下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是 A、分子內(nèi)共價(jià)鍵 B、分子間作用力 C、分子鍵距離 D、分子間的氫鍵,BC,3、冰醋酸固體中不存在的作用力是( ) A、離子鍵 B、極性鍵 C、非極性鍵 D、范德華力,A,4、水分子間存在著氫鍵的作用,使水分子彼此結(jié)合而成(H2O)n。在冰中每個(gè)水分子被4個(gè)水分子包圍形成變形的正四面體,通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體,其結(jié)構(gòu)如圖:試分析: 1mol 冰中有 mol氫鍵? H2O的熔沸點(diǎn)比H2S高還是低?為什么? 已知?dú)滏I也有方向性,試分析為什么冬季河水總是從水面上開始結(jié)冰?,2,氫鍵,由于氫鍵的方向性,使冰晶體中每個(gè)水分子與四面體頂點(diǎn)的4個(gè)分子相互吸引,形成空隙較大的網(wǎng)狀體,密度比水小,所以結(jié)的冰會(huì)浮在水面上,6.下列屬于分子晶體的是 ( ) A、CaO、NO、CO B、Cl2、H2O2、He C、CO2、SO2、MgCl2 D、CH4、NH3、NaOH,5. 下列性質(zhì)符合分子晶體的是( ) A、熔點(diǎn)是1070 ,易溶于水,水溶液能導(dǎo)電。 B、熔點(diǎn)是10.31,液態(tài)不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電
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