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人教版選擇性必修2《物質結構與性質》
第1課時 分子晶體
第三章·第二節 分子晶體與共價晶體
雪花、鉆石、食鹽和銅都是晶體，那晶體之間有沒有什么不同呢，雪花、鉆石、食鹽和銅的微粒構成是一樣的嗎？
分子間作用力
分子晶體
共價鍵
水分子
碳原子
共價晶體
雪花
鉆石
離子鍵
離子晶體
鈉離子、氯離子
食鹽
金屬鍵
金屬晶體
銅原子、電子
銅
任務一 分子晶體
1.概念
2.構成微粒及微粒間作用力
只含分子的晶體叫做分子晶體
(除了稀有氣體外)
(除范德華力外還可能有氫鍵)
構成微粒
分子
相互作用
分子內：共價鍵
分子間：分子間作用力
判斷方法
注意：
①分子晶體的物理性質由分子間作用力決定，與共價鍵的穩定性無關
②分子晶體中不一定含共價鍵
任務一 分子晶體
3.常見的分子晶體
①所有非金屬氫化物：
②幾乎所有的酸：
③部分非金屬單質:
④部分非金屬氧化物:
⑤絕大多數有機物的晶體：
H2O、H2S、NH3、CH4、HX
H2SO4、HNO3、H3PO4（堿和鹽則是離子晶體）
X2、O2、H2、 S8、P4、C60 、稀有氣體
CO2、SO2、NO2、 P4O6、 P4O10
乙醇、冰醋酸、蔗糖、 苯、萘、蒽、苯甲酸等
(除B、Si、金剛石等)
(除 SiO2 等)
H2S， CH4， NaCl， NaOH， O2， N2，白磷，CO2，NO2
思考：下列晶體中，哪些是分子晶體？
任務一 分子晶體
4.物理特性
分子晶體 氧氣 氮氣 白磷 水
熔點/℃ -218.3 -210.1 44.2 0
分子晶體 硫化氫 甲烷 乙酸 尿素
熔點/℃ -85.6 -182 16.6 132.7
問題：下表列出了一些分子晶體的熔點，請根據表中數據分析：分子晶體的熔點有什么特點？并從微觀角度解釋原因。
宏觀感知：分子晶體熔點較低
微觀探析：分子晶體熔化時一般只破壞范德華力、氫鍵，不破壞化學鍵。范德華力、氫鍵相對化學鍵較弱。
任務一 分子晶體
4.物理特性
問題：花樣滑冰比賽時，冰面上常常容易留下劃痕，這說明冰晶體的硬度如何？并從微觀角度解釋原因。
宏觀感知：分子晶體硬度較小
微觀探析：分子間作用力較弱。
問題：分子晶體一般都是絕緣體，熔融狀態下也不導電。從結構的角度應該如何解釋呢？
構成分子晶體的微粒都是分子，熔融時沒有產生自由移動的離子。
熔點低
硬度小
不導電
課堂練習
下列分子晶體的熔、沸點由高到低的順序是
①HCl　②HBr　③HI　④CO　⑤N2　⑥H2
A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥ C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①
C
step1：先看氫鍵
類型：分子內氫鍵？分子間氫鍵？
數目？強度？
eg：鄰羥基苯甲醛 對羥基苯甲醛
eg：H2O HF NH3
step2：再看范德華力
Mr—分子極性——支鏈數目
任務二 典型分子晶體的結構特征
1.干冰晶體
問題：觀察干冰晶胞，描述CO2分子的位置，每個干冰晶胞中有多少個CO2分子？
問題：在干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子最多有多少個？
位置：頂點和面心 晶胞中分子個數：4個
每個CO2分子周圍有12個等距且緊鄰的CO2分子
——面心立方堆積
大多數分子晶體中，如果分子間的作用力只有范德華力，若以一個分子為中心，其周圍最多可以有12個緊鄰的分子，分子晶體的這一特征稱為分子密堆積。
任務二 典型分子晶體的結構特征
2.冰晶體
問題：冰晶體中，每個水分子周圍有多少個緊鄰的水分子？
問題：從微觀角度思考，冰和干冰晶體不一樣的原因是什么？
4個，形成正四面體
冰中水分子間存在氫鍵，氫鍵具有方向性
——體心立方堆積
有些分子間作用力除了范德華力，還存在氫鍵，導致每個分子周圍緊鄰的分子少于12個，分子晶體的這一特征稱為非密堆積。
天然氣分子藏在水分子籠內
天然氣水合物——一種潛在的能源
20世紀末，科學家發現海底和大陸冰川或永久凍土底部存在大量天然氣水合物晶體，這種晶體的主要氣體成分是甲烷，因為又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫常壓下會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰”。
根據理論計算，標準狀態下，1立方米的可燃冰可釋放出160-180立方米的甲烷氣和0.8立方米的水，可以說可燃冰就像一個天然氣的"壓縮包"，燃燒后生成二氧化碳和水，不會釋放出粉塵、硫氧化物、氮氧化物等環境污染物，所以被譽為21世紀理想的清潔能源之一。而且，據專家預測，可燃冰資源量巨大，被國際公認為未來重要的戰略性接替能源。
知識補充
【大國驕傲】我國成功完成第二輪可燃冰試采
首個成功實施試驗性試采的國家
產氣總量最大破世界紀錄
日均產氣量最高破世界紀錄
攻克了深海淺軟地層水平井鉆采世界性難題
全過程生態環境無污染，綠色環保
實現從“探索型試采”到“試探性試采”的重大跨越
知識補充
知識總結
分子
晶體
冰
性質
熔點低
硬度小
分子
分子間作用力
氫 鍵
范德華力
分子密堆積
分子非密堆積
干冰
結構
性質
課堂練習
甲烷晶體的晶胞結構如圖所示，下列說法正確的是
A．1個CH4晶胞中含有4個CH4分子
B．甲烷晶胞中的球只代表1個C原子
C．晶體中1個CH4分子周圍有8個緊鄰的CH4分子
D．甲烷晶體熔化時需克服共價鍵
A
課堂練習
如圖為干冰的晶胞結構示意圖。
(1)通過觀察分析，有____種取向不同的CO2分子。將CO2分子視作質點，設晶胞邊長為a pm，則緊鄰的兩個
CO2分子的距離為_____pm。
(2)其密度ρ為_____________________(1 pm＝10－10 cm)。
4

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