3.2分子晶體與共價(jià)晶體學(xué)案高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第三章晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體（第1課時(shí)）[課標(biāo)要求目標(biāo)]1.能辨識(shí)常見(jiàn)的分子晶體，并能從微觀角度分析分子晶體中各構(gòu)成微粒之間的作用和對(duì)分子晶體物理性質(zhì)的影響。2.能利用分子晶體的通性推斷常見(jiàn)的分子晶體，理解分子晶體中微粒的堆積模型，并能用均攤法對(duì)晶胞進(jìn)行分析。[重點(diǎn)難點(diǎn)]分子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[教學(xué)過(guò)程]一、分子晶體的概念和性質(zhì)1．分子晶體的概念：只含_____的晶體，或者分子間以__________力結(jié)合形成的晶體叫分子晶體。2．分子晶體中的粒子及粒子間的相互作用3．常見(jiàn)的典型分子晶體(1)所有__________：如H2O、H2S、NH3、CH4、HX(鹵化氫)等。(2)部分__________：如X2(鹵素單質(zhì))、O2、H2、S8、P4、C60、稀有氣體等。(3)部分__________：如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。(4)幾乎所有的_____：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。(5)絕大多數(shù)有機(jī)物：如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。4．分子晶體的物理性質(zhì)(1)分子晶體熔、沸點(diǎn)_____，硬度_____。(2)分子晶體不導(dǎo)電。(3)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律。1.分子晶體的判斷方法(1)依據(jù)物質(zhì)的類別判斷：部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物都是分子晶體。(2)依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用判斷：組成分子晶體的微粒是分子，粒子間的作用力是分子間作用力。(3)依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷：分子晶體的硬度小，熔、沸點(diǎn)低，在熔融狀態(tài)或固體時(shí)均不導(dǎo)電。2．分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的判斷(1)組成和結(jié)構(gòu)相似，不含氫鍵的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。(2)組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，熔、沸點(diǎn)越高，如CH3OH＞CH3CH3。(3)含有分子間氫鍵的分子晶體的熔、沸點(diǎn)反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。(4)對(duì)于有機(jī)物中的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。(5)烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機(jī)物一般隨分子中碳原子數(shù)的增加，熔、沸點(diǎn)升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。二、典型的分子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1．分子晶體的結(jié)構(gòu)特征分子密堆積分子非密堆積微粒間作用力______________________________空間特點(diǎn)通常每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子每個(gè)分子周圍緊鄰的分子數(shù)小于12個(gè)，空間利用率不高舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰2.常見(jiàn)分子晶體的結(jié)構(gòu)分析(1)冰晶體①結(jié)構(gòu)：冰晶體中，水分子間主要通過(guò)_____形成晶體。由于氫鍵具有一定的__________，一個(gè)水分子與周圍四個(gè)水分子結(jié)合，每個(gè)O原子周圍都有四個(gè)H原子，其中兩個(gè)H原子與O原子以共價(jià)鍵結(jié)合，另外兩個(gè)H原子與O原子以氫鍵結(jié)合，使水分子間構(gòu)成四面體骨架結(jié)構(gòu)。②性質(zhì)：由于氫鍵具有方向性，冰晶體中水分子未采取密堆積方式，這種堆積方式使冰晶體中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梢簯B(tài)水時(shí)，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過(guò)4℃時(shí)，分子間距離加大，密度逐漸減小。(2)干冰①結(jié)構(gòu)：固態(tài)CO2稱為干冰，分子間存在__________，CO2的晶胞呈面心立方體形，立方體的每個(gè)頂角有一個(gè)CO2分子，每個(gè)面上也有一個(gè)CO2分子。每個(gè)CO2分子與_____個(gè)CO2分子等距離相鄰(在三個(gè)互相垂直的平面上各4個(gè)或互相平行的三層上，每層上各4個(gè))(如圖所示)。②性質(zhì)：熔點(diǎn)卻比冰低，工業(yè)上作制冷劑；干冰中的CO2之間只存在范德華力不存在氫鍵，密度比冰的高。(1)干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體()(2)干冰比冰的熔點(diǎn)低很多，常壓下易升華()(3)干冰晶體中只存在范德華力不存在氫鍵，一個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子()(4)冰晶體中，每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的分子；1mol冰中含有1mol氫鍵()答案(1)×(2)√(3)√(4)×[教學(xué)后記](méi)

第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體（第2課時(shí)）[課標(biāo)要求目標(biāo)]1.能辨識(shí)常見(jiàn)的共價(jià)晶體，并能從微觀角度分析共價(jià)晶體中各構(gòu)成微粒之間的作用對(duì)共價(jià)晶體物理性質(zhì)的影響。2.能利用共價(jià)晶體的通性推斷常見(jiàn)的共價(jià)晶體，并能利用均攤法對(duì)晶胞進(jìn)行分析。[重點(diǎn)難點(diǎn)]共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[教學(xué)過(guò)程]一、共價(jià)晶體的概念及其性質(zhì)1．共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及物理性質(zhì)(1)概念：相鄰原子間以__________相結(jié)合形成共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體。(2)構(gòu)成微粒及微粒間作用(3)物理性質(zhì)①共價(jià)晶體中，各原子均以強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，一般熔點(diǎn)_____，硬度_____，難溶于常見(jiàn)溶劑，一般_____導(dǎo)電。②結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)_____，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高。2．常見(jiàn)共價(jià)晶體及物質(zhì)類別(1)某些_____：如硼(B)、硅(Si)、鍺(Ge)、金剛石等。(2)某些_______________：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。(3)極少數(shù)__________，如剛玉(αAl2O3)等。(1)由原子直接構(gòu)成的晶體一定是共價(jià)晶體()(2)具有共價(jià)鍵的晶體一定是共價(jià)晶體()(3)共價(jià)晶體在固態(tài)或熔化時(shí)均不導(dǎo)電()(4)共價(jià)晶體由于硬度及熔、沸點(diǎn)都較高，故常溫時(shí)不與其他物質(zhì)反應(yīng)()答案(1)×(2)×(3)×(4)×1．怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點(diǎn)和硬度依次下降。提示從碳到硅，核電荷數(shù)增大，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，C—C、C—Si、Si—Si的鍵長(zhǎng)依次增大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，共價(jià)晶體熔化時(shí)破壞的是共價(jià)鍵，而鍵能大小是C—C＞C—Si＞Si—Si，所以，金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點(diǎn)和硬度依次下降。2．下表是某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度，分析表中的數(shù)據(jù)，判斷下列敘述正確的是(D)共價(jià)晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/℃390030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①構(gòu)成共價(jià)晶體的原子種類越多，晶體的熔點(diǎn)越高②構(gòu)成共價(jià)晶體的原子間的共價(jià)鍵的鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高③構(gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越大，晶體的硬度越大④構(gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越大A．①②B．③④C．①③D．②④3．(2019·長(zhǎng)沙高二檢測(cè))下列物質(zhì)的晶體直接由原子構(gòu)成的一組是(C)①CO2②SiO2③晶體Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固態(tài)HeA．①②③④⑤⑥B．②③④⑥C．②③⑥ D．①②⑤⑥二、常見(jiàn)共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)分析1．金剛石晶體：金剛石晶體中，每個(gè)碳原子均以4個(gè)__________對(duì)稱地與相鄰的_____個(gè)碳原子相結(jié)合，形成C—C—C夾角為_(kāi)_________的__________體結(jié)構(gòu)(即金剛石中的碳采取______雜化軌道形成共價(jià)鍵)，整塊金剛石晶體就是以共價(jià)鍵相連的三維骨架結(jié)構(gòu)。其中最小的環(huán)是_____元環(huán)。2.二氧化硅晶體(1)二氧化硅晶體中，每個(gè)硅原子均以4個(gè)__________對(duì)稱地與相鄰的_____個(gè)氧原子相結(jié)合，每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子相結(jié)合，向空間擴(kuò)展，形成三維骨架結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)中最小的環(huán)上有_____個(gè)硅原子和_____個(gè)氧原子，硅、氧原子個(gè)數(shù)比為_(kāi)_________。(2)低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的__________形成螺旋上升的長(zhǎng)鏈，而沒(méi)有封閉的__________結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)決定了它具有_