师:同学们,今天我们一起来学习人教版高二化学选择性必修2第三章第二节分子晶体与共价晶体第三课时——分子晶体与共价晶体结构和性质的比较与应用。前两节课我们学习了分子晶体和共价晶体,今天的学习目标有三个:一是通过回顾分子晶体与共价晶体的结构与性质,了解它们结构和性质的差异;二是能结合实例,多角度判断分子晶体、共价晶体熔点、沸点的高低;三是能结合实例,多角度判断分子晶体和共价晶体的类型。

  首先,我们通过表格回顾前两节课所学的分子晶体和共价晶体的结构与性质。构成分子晶体的微粒是分子,微粒之间的作用力是分子间作用力,包括范德华力和氢键两种类型。而构成共价晶体的微粒是原子,微粒之间的作用力是共价键。因为共价键比分子间作用力强得多,所以分子晶体和共价晶体在物理性质上存在较大差异。分子晶体熔点、沸点较低,硬度较小;共价晶体熔点、沸点很高,硬度很大。分子晶体和共价晶体本身都不导电,但部分分子晶体溶于水后可以导电,比如氯化氢。共价晶体中的晶体硅、晶体锗可做半导体。分子晶体和共价晶体都没有延展性。分子晶体中,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,共价晶体则不溶于任何常见的溶剂。常见的分子晶体有碘单质、二氧化碳、冰等;常见的共价晶体有金刚石、二氧化硅等。

  接下来我们一起完成练习。请同学们思考下列关于共价晶体和分子晶体的说法,不正确的是?答案选D。共价晶体中原子间通过共价键结合成立体网状结构,所以硬度大、熔点高,A、B选项正确。分子晶体在固态和熔融态时不导电,但有些分子晶体的水溶液能导电,如氯化氢等,C选项正确。金刚石、水晶属于共价晶体,干冰(二氧化碳)属于分子晶体,D选项错误。

  第二个环节,我们一起学习判断分子晶体与共价晶体熔点、沸点高低的方法。若是不同类型的晶体,如二氧化硅与碘单质,请同学们判断二氧化硅与碘单质的熔点、沸点高低,并给出判断依据。二氧化硅的熔点、沸点大于碘单质。依据是什么呢?共价晶体的熔点、沸点与共价键有关,分子晶体的熔点、沸点与分子间作用力有关,而共价键的作用力远大于分子间作用力,所以可以得出结论:共价晶体熔点、沸点大于分子晶体。

  若晶体类型相同,比如共价晶体,请同学们判断共价晶体中金刚石、碳化硅与晶体硅的熔点、沸点高低,并给出判断依据。答案是金刚石大于碳化硅大于晶体硅。判断依据是碳原子半径小于硅原子,所以碳 - 碳键键长较短,硅 - 硅键键长较长。一般来说,对于结构相似的共价晶体,键长越短,键能越大,晶体熔点、沸点越高。所以我们可以得出结论:共价晶体中,键长越短,键能越大,晶体熔点、沸点越高。

  若同为分子晶体,请同学们判断溴化氢与氟化氢的熔点、沸点高低,并给出判断依据。氟化氢的熔点、沸点大于溴化氢。依据是溴化氢与氟化氢都属于分子晶体,氟化氢分子间有氢键和范德华力,分子间作用力比结构相似的晶体大,所以熔点、沸点较高。因此我们可以得出结论:分子类型相同,有氢键的晶体熔点、沸点较高。

  溴化氢与碘化氢都是分子晶体,但都不含氢键。请同学们判断分子晶体中溴化氢与碘化氢的熔点、沸点高低,并给出判断依据。溴化氢的熔点、沸点小于碘化氢。依据是溴化氢、碘化氢分子晶体中都没有氢键,组成和结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,范德华力越大,熔点、沸点越高。所以我们可以得出结论:组成和结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,晶体熔点、沸点越高。

  一氧化碳和氮气都是分子晶体,但都没有氢键,且相对分子质量相同。请同学们判断分子晶体中一氧化碳和氮气的熔点、沸点高低,并给出判断依据。一氧化碳和氮气的相对分子质量相等,但一氧化碳熔点、沸点大于氮气。依据是相对分子质量接近的分子晶体,组成和结构不相似的物质,分子的极性越大,范德华力越大,熔点、沸点越高。所以我们可以得出结论:组成和结构不相似的分子,分子的极性越大,熔点、沸点越高。

  正戊烷、异戊烷与新戊烷是同分异构体,且分子极性相近,请同学们判断它们的熔点、沸点高低,并给出判断依据。正戊烷大于异戊烷大于新戊烷。依据是正戊烷、异戊烷、新戊烷都是烃类同类别的同分异构体,支链越多,熔点、沸点越低。由此我们可以得出结论:同类别的同分异构体,支链越多,熔点、沸点越低。

  同学们,我们一起小结,有哪些角度可以用来比较共价晶体与分子晶体熔点、沸点的高低?首先看晶体的类型是否相同,若是不同类型的晶体,则共价晶体大于分子晶体。若是相同类型的晶体,共价晶体从键长和键能的角度分析,分子晶体从氢键的有无、相对分子质量大小、分子极性大小、支链数目多少的角度分析。请同学们完成练习。

  二、下列晶体性质的比较中,正确的是?答案选D。选项A,单质硫、磷是分子晶体,硅是共价晶体,其中共价晶体硅的熔点远高于硫与磷的熔点,A项错误。选项B,氟化氢、溴化氢和碘化氢都属于分子晶体,其中氟化氢中含有氢键和范德华力,溴化氢和碘化氢中不含氢键,所以氟化氢的沸点较溴化氢和碘化氢高。在溴化氢和碘化氢的比较中,碘化氢的相对分子质量大于溴化氢,所以碘化氢沸点大于溴化氢,B项错误。C选项中,白磷和冰都是分子晶体,硬度较小,二氧化硅是共价晶体,硬度大,C选项错误。D选项中,硫化硅为分子晶体,它们的组成和结构相似,分子间不存在氢键,所以相对分子质量越大,熔点越高,D项正确。

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《化学 选择性必修2 第3章 第二节 分子晶体与共价晶体 第3课时 逐字稿-3,906字 第5版》.docx
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