《2023学年高二化学精讲精练（人教2019选择性必修2）》课时精讲15 分子晶体（教师版）

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第三章晶体结构与性质

第二节分子晶体与共价晶体

课时精讲 15 分子晶体

【目标导航】

1．借助分子晶体模型认识分子晶体的结构特点。

2．能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。

3．学会比较分子晶体的熔、沸点。

【知识导图】

一、分子晶体

1．定义

分子间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体。非金属单质、非金属的氢化物等无机物以及

多数有机化合物形成的晶体大都属于分子晶体。

2．性质

(1)分子晶体在熔化时，破坏的只是分子间作用力，所以只需要外界提供较少的能量。因此，分子晶体

的熔点通常较低，硬度也较小，有较强的挥发性。

(2)对组成和结构相似，晶体中又不含氢键的物质来说，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增强，

熔、沸点升高。

(3)一般来说，分子间作用力无方向性，也使得分子在堆积时，会尽可能利用空间并采取紧密堆积方式，

但是，分子的形状、分子的极性以及分子间是否存在具有方向性的氢键等，都会影响分子的堆积方式和结

构型式。

二、分子晶体与物质类型的关系

类　型实　例

所有氢化物 H2O、NH3、CH4等

部分非金属单质卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、稀有气体等

部分非金属氧化物 CO2、P4O6、P4O10、SO2等

几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等

多数有机物的晶体苯、乙醇等

三、典型的分子晶体

1．碘晶体

碘晶体的晶胞是一个长方体，碘分子除了占据长方体的每个顶点外，在每个面上还有一个碘分子。

2．干冰

干冰晶胞呈立方体型，其中二氧化碳分子因分子之间的相互作用，在晶胞中呈现有规律的排列。

(1)干冰中的 CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。

(2)① 每个晶胞中有 4

个CO2分子，12

个原子；②每个 CO2分子周围等距离紧邻的 CO2分子数为 12

个。

3．冰晶体

(1)水分子之间的主要作用力是氢键，当然也存在范德华力。

(2)氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 4

个相邻水分子互相

吸引。这种排列类似于蜂巢结构，比较松散。因此水由液态变成固态时，密度变小。

四、分子晶体的物理性质

1．分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间

作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等)，且硬

度较小。

2．分子晶体不导电。分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因而分子

晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电，如 HI、乙酸等。

3．分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于

非极性溶剂。

如：H2O是极性溶剂，SO2、H2S、HBr 等都是极性分子，它们在水中的溶解度比 N2、O2、CH4等非极

性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂，则Br2、I2等非极性分子易溶于其中，而水则不溶于苯

和CCl4中。

五、分子晶体熔、沸点比较规律

1．少数主要以氢键作用形成的分子晶体，比一般的分子晶体的熔、沸点高，如含有 H—F、H—O、H

—N 等共价键的分子间可以形成氢键，所以 HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物质的熔、沸点相对较高。

2．组成与结构相似，分子之间不含氢键而只利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增

大，物质的熔、沸点逐渐升高。例如，常温下Cl2呈气态，Br2呈液态，而 I2呈固态；CO2呈气态，CS2呈液

态。

3．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、沸点一般比非极性分子构成的分子

晶体的熔、沸点高，如 CO 的熔、沸点比 N2的熔、沸点高。

4．有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子

间的相互作用力越弱，熔、沸点越低，如熔、沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。

【小试牛刀】

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

1．分子晶体中一定存在共价键

【答案】×

【解析】分子晶体中不一定存在共价键，如 He、Ne、Ar 等惰性气体形成的分子晶体中只存在分子间

作用力，不存在任何化学键。

2．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键

【答案】×

【解析】由单原子形成的分子晶体不含共价键，如稀有气体。

3．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定

【答案】×

【解析】分子晶体的稳定性与共价键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关。

4．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高

【答案】×

【解析】分子晶体的熔、沸点与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关。

5．冰和碘晶体中相互作用力相同( )

【答案】×

【解析】冰中含有氢键、氢氧极性共价键，碘晶体中不含氢键、含有碘碘非极性共价键，二者相互作

用力不相同。

6．稀有气体的组成微粒是原子，属于共价晶体，不存在分子间作用力

【答案】×

【解析】稀有气体的晶体属于分子晶体，组成微粒是分子，存在分子间作用力。

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