高中化学选修三（人教版 课件）-第三章　晶体结构与性质 3_2_1

高中化学选修三（人教版 课件）-第三章　晶体结构与性质 3_2_1

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 一、分子晶体的概念及结构特点 1 . 定义 : 只含分子 的晶体称为分子晶体。 2 . 构成微粒及微粒间的作用力 3 . 微粒堆积方式 (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。 目标导航 预习导引 一 二 三 二、常见的分子晶体 1 . 所有 非金属氢化物 , 如 H 2 O 、 NH 3 、 CH 4 等。 2 . 部分 非金属单质 , 如卤素 (X 2 ) 、 O 2 、 N 2 、白磷 (P 4 ) 、硫 (S 8 ) 等。 3 . 部分 非金属氧化物 , 如 CO 2 、 P 4 O 10 、 SO 2 、 SO 3 等。 4 . 几乎所有的 酸 , 如 HNO 3 、 H 2 SO 4 、 H 3 PO 4 、 H 2 SiO 3 等。 5 . 绝大多数 有机物的晶体 , 如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。 目标导航 预习导引 一 二 三 三、典型的分子晶体 ( 如图 ) 冰的结构模型 干冰的结构模型 ( 晶胞 ) 目标导航 预习导引 一 二 三 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 CO 2 分子间只存在范德华力而不存在氢键 , 一个 CO 2 分子周围等距离紧邻的 CO 2 分子有 12 个。 目标导航 预习导引 一 二 三 所有分子晶体中是否均存在化学键 , 为什么 ? 答案 : 绝大多数分子晶体的微粒内部都存在化学键 , 如 N 2 、 H 2 O 、 SO 2 等分子内部都有共价键 , 而稀有气体为单原子分子 , 分子内部无化学键 , 分子之间以范德华力结合 , 所以并非所有分子晶体的分子内部都存在化学键。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一、分子晶体的判断 可以根据构成晶体的粒子是分子 , 晶体中粒子之间的作用力为分子间作用力 , 物质的分类 , 晶体的熔、沸点较低 , 熔融状态下不导电等物理性质来判断某晶体是否为分子晶体。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 【例 1 】 下列物质中属于分子晶体的是 ( 　　 ) ① 二氧化碳　 ② 碘　 ③ 食盐　 ④ 蔗糖　 ⑤ 磷酸 A. ①②④⑤ B. ①②③④ C. ②③④⑤ D. ①②③⑤ 解析 : 依据物质的分类知二氧化碳、碘、蔗糖、磷酸都是分子晶体。 答案 : A 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 AB 型物质形成的晶体多种多样 , 下列图示的几种结构中最有可能是分子晶体的是 ( 　　 ) ( 导学号 52700040) A. ①②③④ B. ②③⑤⑥ C. ②③ D. ①④⑤⑥ 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析 : ①④⑤⑥ 构成的晶体为一维、二维、三维空间结构 , 且在空间中微粒通过化学键连接 , 故它们不可能是分子 ; 而 ②③ 都不能再以化学键与其他原子结合 , 故为分子晶体。 答案 : C 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 二、分子晶体的性质 (1) 具有较低的熔点和沸点 ; (2) 部分分子晶体如干冰、碘、红磷、萘等易升华 ; (3) 硬度很小 ; (4) 在固态和熔融状态时都不导电 ; (5) 一般来讲 , 极性分子易溶于极性溶剂 , 非极性分子易溶于非极性溶剂。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 【例 2 】 下列分子晶体 : ① H 2 O 　 ② HCl 　 ③ HBr 　 ④ HI 　 ⑤ CO 　 ⑥ N 2 　 ⑦ H 2 , 熔、沸点由高到低的顺序是 ( 　　 ) A. ①②③④⑤⑥⑦ B. ④③②①⑤⑥⑦ C. ①④③②⑤⑥⑦ D. ⑦⑥⑤④③②① 解析 : 分子晶体分子间作用力越大 , 物质的熔、沸点越高 , 反之越低。组成和结构相似的分子晶体 , 相对分子质量越大 , 物质的熔、沸点越高 , 所以熔、沸点由高到低顺序为 HI 、 HBr 、 HCl 。组成和结构不相似的物质 ( 相对分子质量相近 ), 分子极性越大 , 其熔、沸点就越高 , 所以 CO 的熔、沸点高于 N 2 的 ,H 2 的熔、沸点最低 , 而水分子间由于存在氢键 , 所以水的熔、沸点最高。 答案 : C 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似 C 60 的物质 N 60 。已知 : ① N 60 分子中每个氮原子均以 N—N 键结合三个 N 原子而形成 8e - 稳定结构 ; ② N—N 键的键能为 167 kJ·mol -1 。请回答下列问题。 ( 导学号 52700041) (1)N 60 分子构成的晶体为 　　　　 晶体 , 其熔、沸点比 N 2 　　　　 ( 填 “ 高 ” 或 “ 低 ”), 原因是 　   　 。   (2)1 mol N 60 分解成 N 2 时吸收或放出的热量是 　　　 kJ( 已知 键的键能为 942 kJ·mol -1 ), 表明稳定性 N 60 　　　　 ( 填 “>”“<” 或 “=”)N 2 。   (3) 由 (2) 列举 N 60 的用途 ( 举一种 ):   　 。   一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析 : (1)N 60 、 N 2 形成的晶体均为分子晶体 , 因 M r (N 60 )> M r (N 2 ), 故 N 60 晶体中分子间的范德华力比 N 2 晶体的大 ,N 60 晶体的熔、沸点比 N 2 晶体的高。 (2) 因每个氮原子形成三个 N—N 键 , 每个 N—N 键被 2 个 N 原子共用 , 故 1 mol N 60 中存在 N—N 键的物质的量为 1 mol×60×3× =90 mol 。发生的反应为 N 60 30N 2 Δ H =90×167 kJ·mol -1 -30×942 kJ·mol -1 =-13 230 kJ·mol -1 <0, 为放热反应 , 表明稳定性 :N 2 >N 60 。 (3) 由于反应放出大量的热 , 同时生成大量气体 , 因此 N 60 可用作高能炸药。 答案 : (1) 分子　高　 N 60 、 N 2 均形成分子晶体 , 且 N 60 的相对分子质量大 , 分子间作用力大 , 故 N 60 的熔、沸点高　 (2)13 230 　 < 　 (3)N 60 可作高能炸药