2024-2025學(xué)年高中化學(xué)3.4分子間作用力分子晶體第2課時教案蘇教版選擇性必修2

3.4分子間作用力分子晶體(第2課時)一、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1、能描述典型分子晶體的結(jié)構(gòu)特點，區(qū)分共價晶體和分子晶體；2、熟悉分子晶體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)；3、了解石墨晶體的結(jié)構(gòu)及晶體的共性和特性。二、教學(xué)重點及難點重點分子晶體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)難點石墨晶體的結(jié)構(gòu)及晶體的共性和特性三、教學(xué)方法講授法、探討法四、教學(xué)工具PPT、視頻五、教學(xué)過程【展示】雪花和干冰固體的圖片。【講解并描述】分子晶體是分子通過分子間作用力構(gòu)成的固態(tài)物質(zhì)。以共價鍵結(jié)合的物質(zhì)，除金剛石、晶體硅、二氧化硅等空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)屬于共價晶體外，其他多數(shù)非金屬單質(zhì)（如H2、Cl2、N2等）、非金屬元素組成的無機化合物（如H2O、HCl、CO2等）以及大多數(shù)有機化合物在低溫下形成的晶體都屬于分子晶體。典型的分子晶體【講解并描述】（1）全部非金屬氫化物：H2S、NH3、CH4、HX等（2）部分非金屬單質(zhì):O2、H2、X2、P4、C60、稀有氣體等（3）部分非金屬氧化物:CO2、SO2、NO2、P4O6、P5O10等（4）幾乎全部的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等（5）絕大多數(shù)有機化合物的晶體：乙醇、冰醋酸、蔗糖等【展示】碘、干冰、碳60、冰晶胞圖片【問】總結(jié)分子晶體的粒子和相互作用力【生】組成粒子：分子相互作用力：分子內(nèi)：共價鍵；分子間：分子間作用力【講解并描述】分子晶體只含有分子。典型的分子晶體【展示】干冰分子晶體的結(jié)構(gòu)模型圖片。固態(tài)干冰是典型的分子晶體。獨立存在的CO2分子占據(jù)著立方體的8個頂角和6個面的中心位置。【問】每個晶胞含幾個CO2分子？【生】每個晶胞中均攤4個CO2分子,含有12個原子?！締枴克妓鳎好總€CO2四周有幾個緊密相鄰的CO2？【展示】二氧化碳晶胞計算的動畫過程【生】4面心+4面心+4邊角=12個分子【講解并描述】若分子間作用力只有范德華力,如干冰，即每個分子四周有12個緊鄰的分子?！菊故尽勘木w結(jié)構(gòu)圖片【講解并描述】水分子之間的作用力有范德華力、氫鍵,但主要是氫鍵。【問】思索：每個H2O四周有幾個緊密相鄰的H2O？【生】由于氫鍵具有方向性,使四面體中心的每個水分子與四面體頂點的4個相鄰的水分子相互吸引?！局v解并描述】若分子間還含有其他作用力,如氫鍵,則每個分子四周緊鄰的分子要少于12個。分子晶體的特性【展示】某些分子晶體的熔點表格【生】1、分子晶體具有較低的熔、沸點和較小的硬度?！局v解并描述】分子晶體熔化時要破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點一般較低，部分分子晶體易升華(如干冰、碘、紅磷、萘等)，且硬度較小?！締枴糠肿泳w是否導(dǎo)電？【生】不愿定?！局v解并描述】分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由移動的離子或自由電子，因而分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電。有些分子晶體的水溶液能導(dǎo)電，如HI、乙酸等。分子晶體熔、沸點凹凸的推斷方法【講解并描述】①少數(shù)含氫鍵的分子晶體，比一般的分子晶體的熔點高。如含有H—F、H—O、H—N等共價鍵的分子間可以形成氫鍵，所以HF、H2O、NH3、醇、氨基酸、糖等物質(zhì)的熔點相對較高。②組成和結(jié)構(gòu)相像，分子之間不含氫鍵而利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔點慢慢上升。例如，常溫下Cl2為氣態(tài)，Br2為液態(tài)，而I2為固態(tài)，CO2為氣態(tài)，CS2為液態(tài)。③有機物中組成和結(jié)構(gòu)相像且不存在氫鍵的同分異構(gòu)體，相對分子質(zhì)量相同，一般支鏈越多，分子間的相互作用力越弱，熔、沸點越低。如熔、沸點：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。二、混合晶體【展示】金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型圖片【講解并描述】石墨和金剛石是碳的兩種同素異形體。金剛石屬于共價晶體，金剛石中每個碳原子以共價鍵與緊鄰的四個碳原子形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?！菊故尽渴慕Y(jié)構(gòu)視頻【講解并描述】石墨晶體形成二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)每個碳原子以共價鍵與四周的三個碳原子結(jié)合，層間為分子間作用力，因此石墨晶體是一種混合晶體。在石墨的二維結(jié)構(gòu)平面內(nèi)，每個碳原子以C—C鍵與3個碳原子結(jié)合，形成六元環(huán)層。碳原子有4個價電子，而每個碳原子僅用了3個價電子形成共價鍵，還有1個電子處于碳原子的2p軌道上。層內(nèi)碳原子的這些p軌道相互平行，相鄰碳原子的p軌道相互重疊，形成大π鍵。石墨性質(zhì)【展示】石墨的電子云圖片【講解并描述】1、石墨具有導(dǎo)電性，具有確定的方向性。石墨層內(nèi)碳原子的p軌道中的電子可在整個層內(nèi)運動，當(dāng)施加電場時，可以沿電場方向運動，因而石墨具有導(dǎo)電性。但由于相鄰碳原子層之間相隔較遠，電子不能從一層跳動到另一層，因此石墨的導(dǎo)電性具有確定的方向性。【展示】鉛筆圖片2、石墨質(zhì)軟，具有具有良好的潤滑性。由于石墨晶體層間是以分子間作用力相結(jié)合的，在外力的作用下，石墨晶體中層與層之間發(fā)生相對滑動，很簡潔變形，具有良好的潤滑性。三、晶體的共性與特性【展示】四種類型的典型晶體的晶胞1、晶體的共性【講解并描述】晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)均是由原子、離子或分子按周期性規(guī)律重復(fù)排列組成的。晶體物質(zhì)各個部分的宏觀性質(zhì)總是相同的，例如具有相同的密度、相同的化學(xué)組成等；晶體總能自發(fā)地形成多面體外形；晶體都具有確定的熔點。晶體類型離子晶體分子晶體共價晶體金屬晶體微粒陰、陽離子分子原子金屬陽離子自由電子作用力離子鍵分子間作用力共價鍵金屬鍵硬度較大較小較大較大熔沸點較高低較高較高導(dǎo)電性溶于水或熔融態(tài)下均導(dǎo)電熔融態(tài)不導(dǎo)電不導(dǎo)電導(dǎo)電典型實例NaOH、AgCl、Na2O等HCl、Cl2、CO2、He、P4、S等金剛石、碳化硅、剛玉、晶體硅等金屬、合金2、晶體的特性【課堂小結(jié)】師生一起回顧和總結(jié)?！菊n堂練習(xí)】1.下列各組物質(zhì)各自形成的晶體中,均屬于分子晶體的化合物是()A.NH3、HD、C8H10 B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、SO3、C60 D.CCl4、Na2S、H2O2答案：B2．下列有關(guān)分子晶體的說法中確定正確的是()A．分子內(nèi)均存在共價鍵B．分子間確定存在范德華力C．分子間確定存在氫鍵D．其結(jié)構(gòu)確定為分子密積累答案：B3．下列有關(guān)冰和干冰的敘述不正確的是()A．干冰和冰都是由分子密積累形成的晶體B．冰晶體中每個水分子四周只有4個緊鄰的水分子C．干冰比冰的熔點低得多，常壓下易升華D．干冰中只存在范德華力不存在氫鍵，一個分子四周有12個緊鄰的分子答案：A4、(1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于________晶體。(2)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，如ClF3、BrF3，常