資源簡介

新授課
第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第4課時 分子晶體
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.熟知分子晶體模型,認(rèn)識分子晶體的結(jié)構(gòu)特點及常見的分子晶體。 2.能夠從范德華力、氫鍵的特征,分析理解分子晶體的物理特性。
【學(xué)習(xí)活動】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)一：熟知分子晶體模型,認(rèn)識分子晶體的結(jié)構(gòu)特點及常見的分子晶體。 任務(wù)1：閱讀教材p78內(nèi)容，完成下列問題。 1.分子晶體構(gòu)成微粒是什么？分子晶體相鄰微粒間是什么相互作用？ 參考答案：只含有分子的晶體叫做分子晶體，其構(gòu)成微粒是分子。分子晶體中相鄰的分子間以分子間作用力相互吸引。 2.常見的典型分子晶體有哪些？ 參考答案： 常見的典型分子晶體：所有非金屬氫化物，部分非金屬單質(zhì)，部分非金屬氧化物，幾乎所有的酸，絕大多數(shù)有機物。 3.有下列物質(zhì)的固體：①碘、②冰醋酸、③氯化鈉、④四氯化碳、⑤晶體氬、⑥金剛石、⑦干冰、⑧過氧化鈉、⑨白磷(P4)、⑩蔗糖、 氫氧化鈉，哪些屬于分子晶體？ 參考答案：①②④⑤⑦⑨⑩屬于分子晶體。 任務(wù)2： 1.分子晶體中只存在分子間作用力嗎？ 參考答案： 不一定。分子晶體中一定存在分子間作用力，分子內(nèi)原子間則可能存在共價鍵，而單原子分子形成的分子晶體則只存在分子間作用力。 2.分子晶體中，分子間作用力越大，對應(yīng)的物質(zhì)越穩(wěn)定嗎？ 參考答案： 決定分子穩(wěn)定性大小的因素是化學(xué)鍵的強弱，而分子間作用力大小決定分子晶體熔沸點的高低。 3.分子晶體的常見堆積方式有哪些？ 參考答案： 分子間作用力堆積方式實例范德華力分子采用密堆積，每個分子周圍有12個緊鄰的分子如C60、干冰、I2、O2范德華力、氫鍵分子不采用密堆積，每個分子周圍緊鄰的分子少于12個如HF、NH3、冰
4.碘晶體的晶胞是一個長方體，在它的每個頂點上有一個I2分子，每個面上有一個I2分子，如下圖所示： ①碘分子中碘原子之間的作用力是什么？碘晶體中碘分子之間的作用力是什么？ 參考答案：碘分子(I2)中兩個碘原子以共價鍵相結(jié)合，碘晶體中碘分子(I2)之間以范德華力相結(jié)合。 ②碘的晶體類型是什么？依據(jù)碘晶體的結(jié)構(gòu)思考組成分子晶體的微粒是什么？ 參考答案：碘屬于分子晶體；分子晶體是由分子組成的。
目標(biāo)二：能夠從范德華力、氫鍵的特征,分析理解分子晶體的物理特性。 任務(wù)1：閱讀教材p79內(nèi)容，完成下列問題。 1.冰的晶體結(jié)構(gòu)模型 ①冰晶體結(jié)構(gòu)中，水分子之間的作用力是什么？冰晶體中每個水分子最多能形成多少個氫鍵？ 參考答案：冰晶體中水分子之間的相互作用力除范德華力外還有氫鍵；冰晶體中處于正四面體中心的每個水分子能與4個相鄰的水分子形成氫鍵，因此每個水分子最多能形成4×＝2個氫鍵。 ②已知氫鍵也有方向性,試分析為什么冬季河水總是從水面上開始結(jié)冰 參考答案：氫鍵的方向性使冰晶體中每個水分子與四面體頂角方向的4個分子相互吸引,形成空隙較大的網(wǎng)狀晶體,密度比水小,所以結(jié)的冰會浮在水面上。 ③為什么冰融化為水時,密度增大 參考答案：在冰晶體中,每個分子周圍只有4個緊鄰的水分子,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水分子與四面體頂角方向的4個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高,留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時,熱運動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體,水分子間的空隙減小,密度反而增大。 2.干冰的晶體結(jié)構(gòu)模型 ①觀察干冰晶胞的結(jié)構(gòu)模型，每個晶胞中含有多少個CO2分子？晶胞中與CO2等距緊鄰的CO2分子是多少個？ 參考答案：每個干冰晶胞中含CO2的分子數(shù)為8×＋6×＝4，每個CO2分子(頂點)等距緊鄰的CO2分子(面心)有12個。 ②干冰升華過程中破壞共價鍵嗎？為什么干冰的熔點比冰低而密度卻比冰大？ 參考答案：干冰升華過程中只破壞范德華力、不破壞共價鍵。 冰中水分子間除了范德華力外還有氫鍵作用，而干冰中CO2分子間只有范德華力，所以冰的熔點比干冰高。由于水分子間形成的氫鍵具有方向性，導(dǎo)致冰晶體不具有分子密堆積特征，晶體中有較大的空隙，相同狀況下冰體積較大，所以相同狀況下冰的密度較小。由于干冰中CO2分子采取密堆積方式形成晶體，所以干冰的密度較大。 ③與干冰相比同為分子晶體,為什么冰中水分子緊密相鄰的分子數(shù)減少 參考答案：因為冰中水分子間的作用主要是氫鍵,氫鍵具有方向性,每個水分子通過氧原子的兩對孤電子對和兩個氫原子形成四面體結(jié)構(gòu),沿著四面體的頂點方向與周圍四個水分子形成氫鍵,造成冰晶體中水分子的空間利用率不高,緊密相鄰的分子數(shù)減少。 3.硫化氫分子與水分子經(jīng)過相似，但硫化氫晶體中，一個硫化氫分子周圍有12個緊鄰分子，而冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子，這是為什么？ 參考答案：冰晶體中水分子間存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，這迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子形成氫鍵，因此，冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子。而硫化氫分子之間沒有氫鍵，只有范德華力，其無飽和性和方向性，能夠形成分子密堆積，因此，一個硫化氫分子周圍有12個緊鄰分子。 任務(wù)2： 表1——　幾種分子晶體的熔、沸點 分子晶體熔點/℃沸點/℃CF4-183.6-128CCl4-22.976.7CBr490190.5
表2——幾種氯化物的熔、沸點: NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/℃801712190-68782沸點/℃14131418178(升華)571 600
1.結(jié)合表1中的已知數(shù)據(jù),思考影響三種分子晶體熔、沸點高低的因素是什么 參考答案：結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,晶體熔、沸點越高。 2.分析固態(tài)的HF與HCl、丙烷與丁烷的沸點高低情況。 參考答案：因為HF分子晶體中存在氫鍵,所以熔、沸點:HF大于HCl;因為丁烷的相對分子質(zhì)量大于丙烷,所以熔、沸點:丙烷小于丁烷。 3.根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)信息,你認(rèn)為屬于分子晶體的是哪些物質(zhì) 說明判斷的理由。 參考答案：屬于分子晶體的是AlCl3、SiCl4;由于由分子構(gòu)成的晶體,分子與分子之間以分子間作用力相互作用,而分子間作用力較小,克服分子間作用力所需能量較低,故分子晶體的熔、沸點較低,表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸點較高,很明顯不屬于分子晶體,AlCl3、SiCl4熔、沸點較低,應(yīng)為分子晶體。 4.含有金屬元素的化合物一定不是分子晶體嗎 參考答案：不一定,如氯化鋁。
【學(xué)習(xí)總結(jié)】
回顧本課所學(xué)，畫出思維導(dǎo)圖
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第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第4課時 分子晶體
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目標(biāo)一：熟知分子晶體模型,認(rèn)識分子晶體的結(jié)構(gòu)特點及常見的分子晶體。 任務(wù)1：閱讀教材p78內(nèi)容，完成下列問題。 1.分子晶體構(gòu)成微粒是什么？分子晶體相鄰微粒間是什么相互作用？ 2.常見的典型分子晶體有哪些？ 3.有下列物質(zhì)的固體：①碘、②冰醋酸、③氯化鈉、④四氯化碳、⑤晶體氬、⑥金剛石、⑦干冰、⑧過氧化鈉、⑨白磷(P4)、⑩蔗糖、 氫氧化鈉，哪些屬于分子晶體？ 任務(wù)2： 1.分子晶體中只存在分子間作用力嗎？ 2.分子晶體中，分子間作用力越大，對應(yīng)的物質(zhì)越穩(wěn)定嗎？ 3.分子晶體的常見堆積方式有哪些？ 4.碘晶體的晶胞是一個長方體，在它的每個頂點上有一個I2分子，每個面上有一個I2分子，如下圖所示： ①碘分子中碘原子之間的作用力是什么？碘晶體中碘分子之間的作用力是什么？ ②碘的晶體類型是什么？依據(jù)碘晶體的結(jié)構(gòu)思考組成分子晶體的微粒是什么？
目標(biāo)二：能夠從范德華力、氫鍵的特征,分析理解分子晶體的物理特性。 任務(wù)1：閱讀教材p79內(nèi)容，完成下列問題。 1.冰的晶體結(jié)構(gòu)模型 ①冰晶體結(jié)構(gòu)中，水分子之間的作用力是什么？冰晶體中每個水分子最多能形成多少個氫鍵？ ②已知氫鍵也有方向性,試分析為什么冬季河水總是從水面上開始結(jié)冰 ③為什么冰融化為水時,密度增大 2.干冰的晶體結(jié)構(gòu)模型 ①觀察干冰晶胞的結(jié)構(gòu)模型，每個晶胞中含有多少個CO2分子？晶胞中與CO2等距緊鄰的CO2分子是多少個？ ②干冰升華過程中破壞共價鍵嗎？為什么干冰的熔點比冰低而密度卻比冰大？ ③與干冰相比同為分子晶體,為什么冰中水分子緊密相鄰的分子數(shù)減少 3.硫化氫分子與水分子經(jīng)過相似，但硫化氫晶體中，一個硫化氫分子周圍有12個緊鄰分子，而冰中一個水分子周圍只有4個緊鄰分子，這是為什么？ 任務(wù)2： 表1——　幾種分子晶體的熔、沸點 分子晶體熔點/℃沸點/℃CF4-183.6-128CCl4-22.976.7CBr490190.5
表2——幾種氯化物的熔、沸點: NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/℃801712190-68782沸點/℃14131418178(升華)571 600
1.結(jié)合表1中的已知數(shù)據(jù),思考影響三種分子晶體熔、沸點高低的因素是什么 2.分析固態(tài)的HF與HCl、丙烷與丁烷的沸點高低情況。 3.根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)信息,你認(rèn)為屬于分子晶體的是哪些物質(zhì) 說明判斷的理由。 4.含有金屬元素的化合物一定不是分子晶體嗎
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