1、-1-第二节分子晶体与共价晶体-2-素养目标1.结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。2.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,培养证据推理与模型认知的核心素养。-3-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断1.干冰是一种常见的灭火剂,其成分为CO2,干冰用于灭火的原因是其易升华,该过程中吸收大量的热,且CO2不支持燃烧。2.水晶的主要成分是SiO2,水晶是具有空间网状结构的物质。3.H2S的沸点比H2O低,其主要原因是水分子间存在氢键。-4-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断一、分子晶体1.特点(1)构成微
2、粒及微粒间的作用力。(2)微粒堆积方式。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。若分子间还含有其他作用力,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。-5-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断2.分子晶体与物质的类别 物质种类实例所有非金属氢化物H2O、NH3、CH4等部分非金属单质卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分非金属氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等几乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4等绝大多数有机物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等-6-课前篇素养初探知识铺垫必
3、备知识正误判断3.两种典型分子晶体的组成和结构(1)干冰。每个晶胞中均摊4个CO2分子,含有12个原子。每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。(2)冰。水分子之间的作用力有范德华力、氢键,但主要是氢键。由于氢键具有方向性,使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的4个相邻的水分子相互吸引。-7-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断【微思考1】水结冰时,为什么冰浮在水面上?提示:水分子间存在氢键,当水结冰时每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,形成空隙较大的空间网状结构,导致冰的密度比水小,所以结的冰浮在水面上。-8-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断二、共价晶体1
4、.结构特点(1)构成微粒及作用力。(2)空间结构:整块晶体是一个三维的共价键网状结构,不存在单个的小分子,是一个“巨分子”,又称共价晶体。(3)常见的共价晶体:某些单质,如金刚石(C)、硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)和灰锡(Sn)等;某些非金属化合物,如碳化硅(SiC,俗称金刚砂)、氮化硅(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)等。-9-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断2.典型共价晶体的结构(1)金刚石晶体的结构特点:在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合,形成正四面体结构。晶体中碳碳键之间的夹角为10928,碳原子采取了sp3杂化。最小环上有6个碳原子。-10-课
5、前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断(2)SiO2的结构特点:把金刚石晶体中的碳原子换为硅原子,每两个硅原子之间增加一个氧原子,即形成SiO2的晶体结构。【微思考2】碳和硅同一主族,它们的氧化物CO2和SiO2,为什么物理性质差异很大?提示:CO2的晶体是分子晶体,晶体中CO2分子之间通过范德华力相结合,每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是原子晶体,硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成空间网状结构,晶体中不存在小分子。-11-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断1.分子晶体中一定存在共价键。()2.干冰升华的过程中破坏了共价键。()3.二氧化硅和干冰虽然是同一主族元
6、素形成的氧化物,但属于不同的晶体类型。()4.分子晶体的熔、沸点比较低,共价晶体的熔、沸点比较高。()5.含有共价键的晶体都是共价晶体。()6.SiO2是二氧化硅的分子式。()答案:1.2.3.4.5.6.-12-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测分子晶体与氢键分子晶体与氢键问题探究观察下图冰和干冰的晶体结构,回答下列问题:-13-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测(1)为什么干冰的熔点比冰低而密度却比冰大?提示:冰中水分子间除了范德华力外还有氢键作用,而干冰中CO2分子间只有范德华力,所以冰的熔点比干冰高。由于水分子间形成的氢键具有方向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体
7、中有较大的空隙,所以相同状况下冰的密度较小。由于干冰中CO2分子采取密堆积方式形成晶体,所以干冰的密度较大。(2)干冰升华过程中破坏共价键吗?提示:干冰升华过程中只破坏范德华力,不破坏共价键。-14-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测深化拓展1.分子晶体是分子通过分子间作用力形成的晶体,熔化时,只破坏分子间作用力而不破坏分子内的化学键。2.少数以氢键作用形成的分子晶体,比一般的分子晶体的熔点高。如含有HF、HO、HN等共价键的分子间可以形成氢键,所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸、糖等物质的熔点相对较高。3.结构相似且分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体,随着相对分子质量的增大
8、,物质的熔点逐渐升高。例如,常温下Cl2为气态,Br2为液态,而I2为固态;CO2为气态,CS2为液态。4.相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体,其熔点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔点高,如CO的熔点比N2的熔点高。5.相对分子质量相同的烷烃同分异构体,一般支链越多,分子间相互作用越弱,熔、沸点越低。如熔、沸点:正戊烷异戊烷新戊烷。-15-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测素能应用典例1下列有关冰和干冰的叙述不正确的是()A.干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体B.冰晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子C.干冰比冰的熔点低得多,常压下易升华D.干冰中CO2分子间只存在
9、范德华力,不存在氢键,一个分子周围有12个紧邻的分子答案:A-16-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测解析:干冰晶体中,CO2分子间作用力只是范德华力,分子采取密堆积,一个分子周围有12个紧邻的分子;冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键,由于氢键具有方向性和饱和性,故每个水分子周围只有4个紧邻的水分子,采取非密堆积的方式,空间利用率小,因而密度小。干冰熔化只需克服范德华力,冰融化需要克服范德华力和氢键,由于氢键作用力比范德华力大,所以干冰比冰的熔点低得多,而且常压下易升华。-17-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练1-1在学习分子晶体后,某化学兴趣小组的同学查阅了
10、几种氯化物的熔、沸点,记录如下:根据这些数据分析,你认为属于分子晶体的是()A.NaCl、MgCl2、CaCl2B.AlCl3、SiCl4C.NaCl、CaCl2D.全部氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔点/801712190-68782沸点/1 4651 418230571 600-18-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测答案:B解析:由分子构成的晶体,分子与分子之间以分子间作用力相互作用,而分子间作用力较小,克服分子间作用力所需能量较低,故分子晶体的熔、沸点较低;由表中数据可知,MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸点较高,故不属于分子晶体;AlCl3、SiC
11、l4熔、沸点较低,应为分子晶体。B项符合题目要求。-19-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练1-2SiCl4的分子结构与CCl4类似,对其作出的如下推断正确的是()SiCl4晶体是分子晶体常温、常压下SiCl4是液体SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子SiCl4的熔点高于CCl4A.只有B.只有C.只有D.答案:D解析:CCl4在常温下是液体,形成的晶体是分子晶体,而SiCl4的结构与CCl4相似,都是由极性键形成的非极性分子,故SiCl4形成的晶体也是分子晶体。由于相对分子质量SiCl4CCl4,故SiCl4的熔点高于CCl4。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材
12、】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-20-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测分子晶体与共价晶体的比较分子晶体与共价晶体的比较问题探究(1)分析金刚石、二氧化硅的晶体结构模型,判断共价晶体的化学式是否可以代表其分子式?提示:不能。因为共价晶体是一个三维的空间网状结构,晶体中无小分子存在。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2
13、(共38张PPT)-21-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测(2)以金刚石为例,说明共价晶体的微观结构与分子晶体有哪些不同?提示:构成微粒不同,共价晶体中只存在原子,没有小分子。微粒间的相互作用不同,共价晶体中原子之间通过共价键结合,分子晶体中分子之间的作用是分子间作用力。(3)分析二氧化硅晶体结构模型,判断晶体中最小的环上有多少个原子?1 mol SiO2中含有多少摩尔SiO键?提示:SiO2晶体中最小环上有12个原子;1 mol SiO2中含有4 mol SiO键。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与
14、共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-22-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测深化拓展1.分子晶体与共价晶体的比较晶体类型分子晶体共价晶体定义相邻分子通过分子间作用力结合形成的晶体相邻原子间以共价键结合而形成的三维网状结构的晶体构成微粒分子或原子(稀有气体)原子微粒间的作用力分子间作用力(氢键、范德华力)共价键(极性键、非极性键)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-23-课堂篇
15、素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测晶体类型分子晶体共价晶体物理性质熔点较低很高硬度较小很大导电性固态和熔融时都不导电,但某些分子晶体溶于水能导电,如HCl固态和熔融时一般都不导电,但Si、Ge为半导体溶解性相似相溶难溶于一般溶剂影响熔点高低的因素分子间作用力的强弱共价键的强弱3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-24-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测晶体类型分子晶体共价晶体典型实例除共价晶体外的绝大多数非金属单质、非金属
16、氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物某些单质:金刚石、晶体硅、硼、锗、灰锡等。某些非金属化合物:SiO2、SiC、BN、Si3N4等3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-25-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测2.分子晶体和共价晶体的判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。构成共价晶体的微粒是原子,微粒间的作用力是共价键;构成分子晶体的微粒是分子或原子(稀有气体),微粒间的作用力是分子间作用力
17、。(2)依据晶体的熔点判断。共价晶体的熔点高,常在1 000 以上;而分子晶体熔点低,常在数百摄氏度以下甚至更低。(3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断。共价晶体硬度大,分子晶体硬度小且较脆。(4)依据导电性判断。分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体硅、锗是半导体。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-26-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测素能应用典例2硅是一种重要的非金属单质,硅及其化合
18、物的用途非常广泛。根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题。(1)基态硅原子的核外电子排布式为 。(2)晶体硅的微观结构与金刚石相似,晶体硅中SiSi键之间的夹角大小为。(3)请在框图中补充完成SiO2晶体的结构示意图(部分原子已画出),并进行必要的标注。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-27-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测(4)根据下表中三种物质(晶体)的熔点回答以下问题。简要解释熔点产生差异的原因:SiO2和SiC
19、l4:。SiCl4和SiF4:。物质SiO2SiCl4SiF4熔点/1 710-70.4-90.23.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-28-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测答案:(1)1s22s22p63s23p2(2)10928(3)如图所示(4)SiO2是共价晶体,微粒间作用力为共价键;SiCl4是分子晶体,分子间作用力为范德华力,故SiO2熔点高于SiCl4SiCl4和SiF4均为分子晶体,分子间作用力均为范德华力
20、,根据分子结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,可知SiCl4熔点高于SiF43.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-29-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测解析:(2)晶体硅以一个硅原子为中心,与另外4个硅原子形成正四面体结构,所以SiSi键之间的键角为10928。(3)图中给出的是硅晶体的结构,SiO2晶体相当于在硅晶体结构中的每个SiSi键中“插入”一个氧原子,所以只要在上述每两个硅原子之间画一个半径比硅原子小
21、的原子,再用实线连起来即可。(4)不同类型的晶体,其熔点具有较大的差别,一般共价晶体的熔点高,而分子晶体的熔点低。规律总结 共价晶体具有三维网状结构,是一个“巨分子”;共价晶体的化学式不表示分子的实际组成,只表示组成原子的个数比;由原子构成的晶体不一定是共价晶体,如由稀有气体的原子组成的晶体属于分子晶体;共价晶体中不存在范德华力。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-30-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练2-1碳化
22、硅(SiC)是一种晶体,具有类似于金刚石的结构,其中C原子和Si原子的位置是交替排列的。有下列三种晶体:金刚石晶体硅碳化硅,它们的熔点从高到低的顺序是()A.B.C.D.答案:A解析:C与Si同为第A族元素,三种晶体的相似性表现在金刚石是共价晶体,晶体硅、碳化硅也是共价晶体。根据硅的原子半径比碳大,可知SiSi键的键能比CC键小,而CSi键键能应在二者之间,三种共价晶体空间结构相似,熔点取决于它们的键长与键能大小,故熔点从高到低分别是金刚石、碳化硅、晶体硅,正确答案为A。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶
23、体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-31-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练2-2有下列几种晶体:A.水晶;B.冰醋酸;C.白磷;D.金刚石;E.晶体氩;F.干冰。(1)属于分子晶体的是,直接由原子构成的分子晶体是。(2)属于共价晶体的化合物是。(3)直接由原子构成的晶体是。(4)受热熔化时,需克服共价键的是。答案:(1)BCEFE(2)A(3)ADE(4)AD解析:不同晶体的构成微粒不同,分子晶体由分子构成,共价晶体中无分子。分子晶体有B、C、E、F,注意晶体氩是由单原子分子构成的分子晶体;共价晶体和稀有气体形成的晶体都是由原子直接构
24、成的;共价晶体有A、D,但属于化合物的只有A;分子晶体熔化时一般不破坏化学键;共价晶体熔化时,破坏共价键。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-32-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-33-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随
25、堂检测1.下列各组物质各自形成的晶体中,均属于分子晶体的化合物是()A.NH3、HD、C8H10B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、SO3、C60D.CCl4、Na2S、H2O2答案:B解析:A项中HD是单质,不是化合物;C项中C60是单质,不是化合物;D项中Na2S是盐,不是分子晶体。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-34-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测2.下列说法正确的是()A.共价晶体中只存在非极性共价
26、键B.因为HCl的相对分子质量大于HF,所以HCl晶体的熔点高于HFC.干冰升华时,分子内共价键不会发生断裂D.金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物答案:C解析:共价晶体中可能存在极性共价键,如SiO2、SiC等,A项不正确;HF晶体中存在氢键,熔点高于HCl晶体,B项不正确;干冰升华是物理变化,分子间作用力被破坏,但分子内共价键不断裂,C项正确;金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,也可能是共价化合物,如AlCl3等,D项不正确。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新
27、教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-35-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测3.水的状态除了气态、液态和固态外,还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的,玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同,有关玻璃态水的叙述正确的是()A.水由液态变为玻璃态,体积缩小B.玻璃态水具有固定的熔点C.玻璃态是水的一种特殊状态D.玻璃态水是分子晶体答案:C解析:由玻璃态水的密度与普通液态水的密度相同,可知质量相同时体积相同,A错误;玻璃态的水不是晶体,则无固定的熔点,B错误;由水的状态除了气态、液态和固态外,还有玻璃态,可知玻璃态是水的
28、一种特殊状态,C正确;玻璃态的水无固定形状,不是分子晶体,D错误。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-36-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测4.(双选)下列各组晶体状态的物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是()A.SiO2和SO3B.晶体硼和HClC.晶体硅和金刚石D.硫黄和碘答案:CD解析:属于分子晶体的有SO3、HCl、硫黄和碘;属于共价晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅和金刚石。C、D两项符合题目要求。3.2
29、分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-37-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测5.现有两组物质的熔点数据如下表所示:根据表中数据回答下列问题:(1)A组物质属于晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是。(2)B组物质中HF熔点比HCl、HBr高是由于 。(3)B组晶体不可能具有的性质是(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电液体状态能导电A组熔点/B组熔点/金刚石3 550HF-83晶体硅1 410HCl-115晶体硼2 300HBr-
30、89二氧化硅1 710HI-513.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)-38-课堂篇素养提升探究1探究2素养脉络随堂检测答案:(1)共价共价键(2)HF分子间能形成氢键,熔化时需要消耗的能量更多(3)解析:A组物质熔点很高,应是共价晶体,共价晶体熔化时破坏的是共价键;B组物质形成的晶体是分子晶体,且结构相似,一般情况下相对分子质量越大,熔点越高,HF的相对分子质量最小但熔点比HCl、HBr高的原因是HF分子间可形成氢键,HF熔化时除了破坏范德华力外,还要破坏氢键,所需能量更高,因而熔点更高;分子晶体在固态时和熔化状态时都不导电。3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)3.2 分子晶体与共价晶体 课件-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2(共38张PPT)
