分子 晶体 ,是分子之间依靠分子作用力(范德华力或 氢键 )构成的晶体 。
分子晶体的晶格质点是分子 。其 物理性质 由分子作用力的大小决定,分子内部的 化学键 ,在晶体状态改变时不会被破坏。分子晶体主要包括:所有非金属 氢化物 、大部分非金属单质、部分非金属 氧化物 、几乎所有的酸和绝大多数 有机化合物 。分子晶体具有较低的 熔点 、 沸点 、硬度小、易挥发,因此部分分子晶体在常温下呈气态或液态,在低温下可呈固态。晶体还可分为非 极性 分子晶体和极性分子晶体 。
简介
定义
分子间通过分子间作用力(包括 范德华 力和 氢键 )构成的 晶体
性质
1.分子晶体是由分子组成,可以是极性分子,也可以是非极性分子。
2.分子间的作用力很弱,分子晶体具有较低的熔点、沸点,硬度小、易挥发,许多物质在常温下呈气态或液态。例如O2、 CO2 是气体, 乙醇 、 乙酸 是液体。同类型分子的晶体,其熔、 沸点 随分子量的增加而升高。例如卤素单质的熔、沸点按 F2 、 Cl2 、 Br2 、I2顺序递增; 非金属元素 的 氢化物 ,按周期系同主族由上而下熔沸点升高; 有机化合物 的 同系物 随 碳 数的增加,熔沸点升高。但HF、H2O、NH3、 CH3CH2OH 等分子间,除存在范德华力外,还有 氢键 的作用力,它们的熔沸点较高。
3.在固态和熔融状态时都不导电。
4.其溶解性遵守“相似相溶”原理。 极性 分子易溶于极性 溶剂 ,非极性分子易溶于非极性的 有机溶剂,例如NH3、HCl极易溶于水,难溶于 四氯化碳 和苯;而Br2、I2难溶于水,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。根据此性质,可用CCl4、苯等溶剂将 Br2 和I2从它们的 水溶液 中 萃取 、分离出来。
典型代表
①所有非金属 氢化物 。
②大部分非金属单质(稀有气体形成的 晶体 也属于分子晶体,稀有气体为单原子分子),如:卤素(X2)、 氧气 、硫(S8)、氮(N2)、 白磷 (P4)、C60等( 金刚石 ,和单晶硅等是原子晶体)
③部分非金属 氧化物 ,如:CO2、 二氧化硫 、P4O6、 五氧化二磷 等(如SiO2是原子晶体)
④几乎所有的酸
⑤绝大多数 有机化合物 ,如:苯、 乙酸 、 乙醇 、 葡萄糖 等
⑥所有常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易挥发的固态物质
信息
熔沸点规律
分子间作用力越强,熔沸点越高
①组成和结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高。例如: 元素周期表 中第ⅦA族的元素单质其熔沸点变化规律为:At2>I2 > Br2 > Cl2 > F2 。
②若分子间有 氢键 ,则分子间作用力比结构相似的同类 晶体 大,故熔沸点较高。例如:HF > HI > HBr > HCl。
③组成和结构不相似的物质,分子 极性 越大,其熔 沸点 越高,例如:CO>N2
④在 有机化合物 的同分异构体中,一般来说,支链越多,熔沸点越低,例如: 正戊烷 > 异戊烷 >新戊
⑤互为同分异构体的 芳香烃 及其衍生物中,熔沸点顺序为:邻位化合物>间位化合物>对位化合物
结构特征
紧密堆积方式 对比
干冰:范德华力 1个分子周围紧邻12个分子
冰:范德华力、 氢键 1个分子周围紧邻4个分子
外观:两者相似 硬度:相似(小) 熔点 :干冰比冰小 密度:干冰比冰大