第2节 分子晶体与共价晶体
一、分子晶体概览
分子晶体，顾名思义，是由分子以分子间作用力结合形成的晶体。这种类型的晶体中不含有其他形式的键合，仅由分子相互连接而成。碘、水、氮气以及磷酸等物质在固态时均呈现出分子晶体的特性。
对于稀有气体，由于其分子为单原子分子，因此由稀有气体单质构成的晶体也属于分子晶体。
二、分子晶体的构成与特性
1. 构成微粒与作用力
- 分子晶体以分子（在稀有气体情况下为原子）作为其基本构成单位。
- 这些分子之间的作用力主要为分子间作用力。
- 在分子内部，各原子间则以共价键的形式相连接（稀有气体除外）。
三、常见的分子晶体类型
以下是非金属氢化物、部分非金属单质以及部分非金属氧化物的常见实例：
- 所有的非金属氢化物，例如水、硫化氢等。
- 部分非金属单质如卤素单质、氧气等。
- 部分非金属氧化物如二氧化碳、二氧化硫等。
- 几乎所有的酸类物质，如硫酸、硝酸等。
- 大多数有机物如苯、四氯化碳等也属于分子晶体。
四、物理性质分析
以下为分子晶体的主要物理性质特点：
- 熔沸点较低且硬度较小。由于分子间作用力较弱，分子晶体的熔沸点通常较低，有些甚至可以轻易升华，如干冰和碘。
- 不导电性。在固态或熔融状态下，分子晶体内部没有自由移动的离子或电子，因此它们通常不导电。但部分分子晶体的水溶液可导电，如HI和乙酸。
- 溶解性规律。通常，极性分子更容易溶解在极性溶剂中，而非极性分子则更容易溶解在非极性溶剂中。
以H2O为例，它是极性溶剂，因此极性分子如SO2、H2S等在水中具有较高的溶解度。相较之下，非极性分子如N2、CH4等在水中溶解度较低。苯和CCl4作为非极性溶剂，非极性分子如Br2和I2等易于在其中溶解。
五、结构特征探讨
分子晶体的结构呈现出特定的规律性和排列方式，它们以分子间的相互作用为基础形成了空间构型。理解这些构型特征对于深入研究分子的性质及其行为至关重要。