人教版 (2019)选择性必修2分子晶体与共价晶体学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修2分子晶体与共价晶体学案，共4页。学案主要包含了晶体熔沸点比较，均摊法的应用等内容，欢迎下载使用。
初步认识物质的结构与性质之间的关系，知道物质结构的研究有志于发现具有预期性质的新物质。
认识研究物质结构有助于了解材料的结构以性质的关系，对优化物质结构、改善材料性质具有重要意义。
学业要求：
知道分子晶体的结构特点，能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用，以及范德华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。
知道共价晶体的结构特点，认识金刚石晶体中碳原子的三维骨架结构，能过借助共价晶体模型说明共价晶体间的相互作用。
能结合具体实例，说出分子晶体、共价晶体的粒子间相互作用与其性质的关系。
学习内容：
分子晶体
分子晶体的定义
只含分子的晶体称为分子晶体。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
常见的分子晶体
①所有的非金属氢化物，如H2O、H2S、NH3、HCl、CH4；②部分非金属单质，如卤素（X2）、O2、S8、N2、P4、C60；③部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2；④稀有气体；⑤几乎所有的酸；⑥绝大部分有机物。
学生需要认识分子晶体的特点：一般情况下有明确的分子式；端位的原子成单键即可达到稳定状态。能够识别常见的分子晶体。
典型的分子晶体结构与晶胞
CO2的晶胞模型 C60的晶胞模型
左右两个看似不同的晶胞表示相同相似的结构，
分子均位于立方体的顶点和面心上。
计算晶胞中分子的数目：CO2 C60 .
与其中分子最近的分子有 个.
这种以一个分子为中心，其周围最多有12个紧邻的分子，这一特征称为分子密堆积。晶体内分子间的作用力为范德华力。紧密堆积的特点与范德华力没有方向性和和饱和性有关。
冰的晶胞模型
冰的晶胞中顶点上的水分子有 个，面心的水分子有 个，内部的水分子有 个；内部的水分子位于 .
与其中水分子最近的水分子有 个.位于什么位置？
冰晶体中水分子之间存在氢键，每个水分子占有 个分子间氢键，为什么不形成更多的氢键？氢键具有饱和性。为什么形成氢键的分子位于小立方体的顶点？氢键具有方向性。
分子晶体的特性
分子晶体的熔沸点较低、硬度较小
分子晶体因为分子间作用力形成，分子间作用力的强度较小，能量较低，不能强有力的束缚晶体内的分子。
分子晶体熔融状态下不导电
分子晶体熔融时仅破坏分子间作用力，分子没有电离。
分子晶体不同点比较
分子晶体的堆积方式不同
分子间作用力只有范德华力时采用分子密堆积，一个分子为中心，周围通常有12个紧邻的分子；分子间作用力为氢键时，冰的每个水分子周围有4个紧邻的水分子。氢键具有方向性和饱和性。
不同分子晶体熔沸点比较
①组成结构相似不含氢键分子比较相对分子质量 ②组成结构不相似、对分子质量接近的分子比较极性 ③含分子间氢键分子熔沸点较高④同分异构体支链越多熔沸点越高⑤有机物分子随碳数增多熔沸点升高
共价晶体
共价晶体定义
共价晶体中不含分子由原子以共价键相结合
常见共价晶体
①某些单质：碳、硼、硅、锗、灰锡；②某些非金属化合物：二氧化硅、碳化硅、Si3N4等
共价晶体的判断：
①构成晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键
②晶体熔点大于1000℃
③共价晶体多数为非导体、但少数如晶体硅、晶体锗为半导体
典型的共价晶体结构与晶胞
左右两图是金刚石的晶体结构和晶胞示意图，金刚石晶胞中含有 个碳原子，与其中碳原子等距且最近的碳原子有 个，碳原子间以 相连，且键长相同，键角为 ，可以推断金刚石中的C的杂化类型为 .其中最小的环为 元环，含 个碳原子. 每个碳被 个六元环共有
左右两图是二氧化硅晶体结构、晶胞示意图和硅氧四面体螺旋链，石英晶体中Si原子的数目为 ，氧原子的数目为 ，每个硅原子占有 个硅氧键，硅氧四面体体生长的长链有对映异构体，因此具有 .晶体中最小的环为 元环，含有 个硅原子、 个氧原子.
共价晶体的特性
共价晶体的熔点、硬度均较大
共价晶体中的原子以共价键相连，熔融或破碎其晶体需要破坏共价键，需要的能量大。
共价晶体不同点比较
比较不同共价晶体的融、沸点
①比较共价晶体中共价键的键长和键能，键长越短、键能越大，共价键越稳定，熔沸点越高
②一般情况下原子半径越小则化学键键长越短，化学键就越强，该晶体的熔沸点就越高
本节重点习题
分子晶体、共价晶体辨别
二、晶体熔沸点比较
三、均摊法的应用