第2节 分子晶体与原子晶体
第一课时 分子晶体
学习目标：1. 了解分子晶体的概念及结构特点。掌握分子晶体的性质。2. 能够通过分析分子晶体的组成微粒、结构模型及分子晶体中的作用力解释分子晶体的一些物理性质。3.知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。
[知识回顾]
什么是范德华力和氢键？存在于什么微粒间？主要影响物质的什么性质？
答：范德华力是分子与分子之间存在的一种把分子聚集在一起的作用力。它是分子之间普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的聚集态(固态和液态)存在。
氢键：是由已经与电负性很强的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一个分子中或同一分子中电负性很强的原子之间的作用力。
范德华力和氢键主要存在于分子之间，主要影响物质的物理性质。
[要点梳理]
1．分子晶体的概念及结构特点 (1)分子晶体中存在的微粒：分子。
(2)分子间以分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。 (3)相邻分子间靠分子间作用力相互吸引。
①若分子间作用力只有范德华力，则分子晶体有分子密堆积特征，即每个分子周围有12个紧邻的分子。
②分子间含有其他作用力，如氢键，则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。如冰中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。
2．常见的分子晶体
(1)所有非金属氢化物，如H2O、NH3、CH4等。
(2)部分非金属单质，如卤素(X2)、氧气O2、氮N2、白磷(P4)、硫(S8)等。
(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O10、SO2、SO3等。 (4)几乎所有的酸，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。 (5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。 3．典型的分子晶体(如图)
(1)冰
①水分子之间的主要作用力是氢键，当然也存在范德华力。 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个相邻水分子互相吸引。
(2)干冰
①在常压下极易升华。
②干冰中的CO2分子间只存在范德华力而不存在氢键，一个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个。
知识点一 分子晶体的性质
1．分子晶体的构成微粒是真实存在的小分子或大分子。只有分子晶体才有分子式，像NaCl、Cu、SiO2等只表示化学式，不表示分子式。
2．分子间作用力与化学键的区别和联系。分子间作用力不是化学键，它比化学键弱得多，如HCl分子间作用力为21kJ·mol－1，而HCl分子中的H－Cl键的键能为431 kJ·mol－1。通常化学键的键能为120～800 kJ·mol－1，而分子间作用力通常每摩尔约为几十千焦。当破坏HCl分子间作用力时，只改变了HCl的状态，发生了物理变化；当HCl分子中的H－Cl键遭到破坏时，一般发生了化学变化，当固态或液态HCl溶于水时，虽也破坏了H－Cl键，但却不是化学变化。因此，分子间作用力主要影响物质的物理性质，而化学键则主要影响物质的化学性质。
3．分子晶体的结构特征
(1)密堆积：因为范德华力没有方向性和饱和性，所以范德华力的作用使相邻分子之间尽可能地相互接近，使它们占有最小的空间。
(2)若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，通常每个分子周围有12个紧邻的分子。如碘晶体的结构就属于此类，如右图所示。
(3)若分子间靠氢键形成晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如冰晶体、苯甲酸晶体等。
4．分子晶体的物理性质
(1)分子间作用力与分子晶体熔沸点的关系
①分子晶体熔化、汽化时都要克服分子间作用力。分子间作用力较弱，因此分子晶体的熔沸点都较低。
②分子晶体熔化时，一般只破坏分子间作用力，不破坏分子内的化学键。
(2)分子晶体的溶解性
一般情况下，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，即“相似相溶”原理。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。NH3、CH3CH2OH等能与H2O形成氢键，因此NH3、CH3CH2OH等极易溶于水。
(3)分子晶体的导电性
由于构成分子晶体的粒子是分子，不管是晶体状态，还是熔化之后，都不存在带电荷的离子，因此，分子晶体及它的熔融态均不导电。分子晶体溶于水时，有些在水分子作用下发生电离，则其水溶液
人教版选修3 第3章第2节 分子晶体与原子晶体(第1课时) 学案
