晶體的類型與性質(zhì)

1、晶體的類型與性質(zhì)一、四種晶體類型的比較晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體構(gòu)成的粒子粒子間的相互作用肯定有：可能有：分子間：分子內(nèi)：特性熔沸點(diǎn)一般_，部分_溶解性導(dǎo)熱性導(dǎo)電性固體熔融水溶液機(jī)械加工性質(zhì)硬 度一般_，部分_熔化后克服的作用溶于水后克服的作用典型實(shí)例大多數(shù)鹽(NaCl、NH4Cl等)強(qiáng)堿(NaOH等)活潑金屬氧化物(CaO、Na2O2)金剛石、晶體硅、SiO2、SiC、晶體B、BN等氣體、多數(shù)非金屬單質(zhì)、酸、稀有氣體、多數(shù)有機(jī)物(冰、干冰、I2、P4等)金屬(Na、Mg、Al等)想一想1 離子晶體中有無(wú)共價(jià)鍵？舉例說(shuō)明。離子晶體熔化時(shí)，克服了什么作用？2 分子晶體中存在共價(jià)鍵，

2、分子晶體熔化時(shí)，共價(jià)鍵是否被破壞？3 稀有氣體的單質(zhì)屬于什么晶體？4 晶體微粒間的作用力只影響晶體的物理性質(zhì)嗎？舉例說(shuō)明研究晶體性質(zhì)的一般思路。5 離子晶體在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，這與金屬導(dǎo)電的原因是否相同？6 分子晶體的熔點(diǎn)一定低于金屬晶體，這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？二、四種晶體類型的判斷1依據(jù)組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)間的作用判斷(1) 若晶格質(zhì)點(diǎn)是陰陽(yáng)離子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是離子鍵，則該晶體是離子晶體。(2) 若晶格質(zhì)點(diǎn)是原子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是共價(jià)鍵，則該晶體是原子晶體。(3) 若晶格質(zhì)點(diǎn)是分子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是分子間作用力，則該晶體是分子晶體。(4) 若晶格質(zhì)點(diǎn)是金屬陽(yáng)離子和自由電子，質(zhì)點(diǎn)間的作用是金屬

3、鍵，則該晶體是金屬晶體。2依據(jù)物質(zhì)的分類判斷(1) 金屬氧化物、強(qiáng)堿、絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。(2) 大多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物（除SiO2外）、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物（除有機(jī)鹽外）是分子晶體。(3) 金剛石、晶體硅、碳化硅（SiC）、二氧化硅等是原子晶體。(4) 金屬單質(zhì)與合金是金屬晶體。3依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷(1) 離子晶體的熔點(diǎn)較高。(2) 原子晶體熔點(diǎn)高。(3) 分子晶體熔點(diǎn)低。(4) 金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，部分較低。4依據(jù)導(dǎo)電性判斷(1) 離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時(shí)能導(dǎo)電。(2) 原子晶體一般為非導(dǎo)體。(3) 分子晶體為非導(dǎo)體。(4) 金屬晶體是電的良導(dǎo)體。5依據(jù)硬度和機(jī)械

4、性能判斷(1) 離子晶體硬度較大或略硬而脆。(2) 原子晶體硬度大。(3) 分子晶體硬度小且較脆。(4) 金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。三、物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低的比較規(guī)律物質(zhì)熔沸點(diǎn)的高低與構(gòu)成該物質(zhì)的晶體類型及晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的作用有關(guān)，其規(guī)律如下：(1) 不同晶體類型的熔沸點(diǎn)高低規(guī)律一般為：原子晶體離子晶體分子晶體。金屬晶體的熔沸點(diǎn)有的很高（如鎢），有的很低（如Hg）。(2) 同屬原子晶體可通過(guò)比較原子半徑的大小確定熔沸點(diǎn)的高低，一般半徑越小，熔沸點(diǎn)越高（原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越_，鍵能越_）。例如：金剛石（CC）二氧化硅（SiO）碳化硅（SiC）晶體硅（SiSi）(3) 同屬離子晶體

5、離子所帶電荷越高，離子半徑越小，則離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。例如：MgOCaO NaClKClRbClCsCl(4) 同屬金屬晶體金屬陽(yáng)離子所帶電荷越高，半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。例如：AlMgNa。(5) 同屬分子晶體分子間作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高。組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，一般相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高。例如：I2Br2Cl2F2。組成和構(gòu)成不相似的物質(zhì)，分子的極性越大，沸點(diǎn)越高。例如：CON2。同分異構(gòu)體之間a 一般是支鏈越多，沸點(diǎn)越低。例如：正戊烷異戊烷新戊烷。b 結(jié)構(gòu)越對(duì)稱，沸點(diǎn)越低。例如：鄰二甲苯間二甲苯對(duì)二甲苯。若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶

6、體大，故沸點(diǎn)較高。例如：HFHIHBrHCl H2OH2TeH2SeH2S根據(jù)在相同條件下物質(zhì)的狀態(tài)不同，例如：固體液體氣體 SHgO2 P2O5H2OCO2五、離子晶體中的特例1離子晶體中不一定都含有金屬元素，如NH4Cl是離子晶體。2離子晶體的熔點(diǎn)不一定低于原子晶體，如MgO是離子晶體，熔點(diǎn)是2800；而SiO2是原子晶體，熔點(diǎn)是1732，MgO的熔點(diǎn)高于SiO2的熔點(diǎn)。3離子晶體中一定含離子鍵，可能含其他化學(xué)鍵，如NaOH、Na2O2、NH4Cl等。4由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCl3是由金屬元素Al和非金屬元素Cl組成的分子晶體。含有金屬離子的晶體不一定是離

7、子晶體，如金屬晶體中含有金屬陽(yáng)離子。六、用均攤法確定晶體的化學(xué)式均攤是指每個(gè)圖形平均擁有的粒子數(shù)目。求晶體中粒子個(gè)數(shù)比的方法是：1 處于頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子有1/8屬于該晶胞；2 處于棱上的粒子，同時(shí)為4個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有1/4屬于該晶胞；3 處于面上的粒子，同時(shí)為2個(gè)晶胞共有，每個(gè)粒子有1/2屬于該晶胞；4 處于晶胞內(nèi)部的粒子，則完全屬于該晶胞。例如：右圖晶體的一個(gè)晶胞中，有c粒子：個(gè)，有d粒子：個(gè)；cd = 11，晶體的化學(xué)式為cd或dc。七、中學(xué)階段需要掌握的幾種晶體模型1氯化鈉晶體（離子晶體）在氯化鈉晶體中：(1) 與每個(gè)Na等距緊鄰的Cl有_個(gè)，與每個(gè)Cl等

8、距緊鄰的Na有_個(gè)。(2) 與每個(gè)Na等距緊鄰的Na有_個(gè)，與每個(gè)Cl等距緊鄰的Cl有_個(gè)。(3) 每個(gè)氯化鈉晶胞中獨(dú)立占有_個(gè)Na，_個(gè)Cl，即_個(gè)NaCl。(4) Na與其等距緊鄰的6個(gè)Cl圍成的空間構(gòu)型為_(kāi)。(5) 晶胞邊長(zhǎng)a與離子半徑（、）之間的關(guān)系為_(kāi)。(6) 相距最近的兩Na之間的距離為_(kāi)，相距最近的兩Cl之間的距離為_(kāi)。(7) NaCl晶體密度、NaCl的摩爾質(zhì)量M與離子半徑（、）之間的關(guān)系_。2氯化銫（離子晶體）在氯化銫晶體中：(1) 與每個(gè)Cs等距緊鄰的Cl有_個(gè)，與每個(gè)Cl等距緊鄰的Cs有_個(gè)。(2) 與每個(gè)Cs等距緊鄰的Cs有_個(gè)，與每個(gè)Cl等距緊鄰的Cl有_個(gè)。(3)

9、每個(gè)氯化銫的晶胞中獨(dú)立占有_個(gè)Cs，_個(gè)Cl，即_個(gè)CsCl。(4) 晶胞邊長(zhǎng)a與離子半徑（、）之間的關(guān)系_。(5) CsCl晶體密度、CsCl的摩爾質(zhì)量M與離子半徑（、）之間的關(guān)系_。3干冰（分子晶體）在干冰的晶體中：(1) 與每個(gè)CO2分子等距緊鄰的CO2分子有_個(gè)。(2) 平均每個(gè)CO2晶胞中含_個(gè)CO2分子。(3) 取晶體中4個(gè)CO2分子，形成一個(gè)最小的正方形，用筆描出該正方形。4金剛石（原子晶體）在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中：(1) 每個(gè)碳原子與周圍的4個(gè)碳原子形成四條碳碳單鍵，這5個(gè)碳原子形成的是_結(jié)構(gòu)。兩條CC鍵的夾角為（類似甲烷）。(2) 晶體中最小的環(huán)為6原子環(huán)，但6個(gè)碳原子不在同一

10、平面上。5二氧化硅（原子晶體）(1) 晶體中重復(fù)單元是硅氧四面體，每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子相連，即每個(gè)氧原子又與2個(gè)硅原子相連，所以在SiO2的晶體中硅、氧原子個(gè)數(shù)比為_(kāi)。(2) 在SiO2的晶體結(jié)構(gòu)中最小環(huán)上有_個(gè)原子。(3) 每n mol SiO2晶體中，SiO鍵數(shù)目為_(kāi)mol。6石墨(1) 石墨是一種混合型晶體，層內(nèi)存在_鍵，層間以_結(jié)合。(2) 在層內(nèi)每個(gè)C原子通過(guò)共價(jià)單鍵與另_個(gè)C原子結(jié)構(gòu)，構(gòu)成正六邊形。(3) 同層內(nèi)，每個(gè)正六邊形實(shí)際占有_個(gè)C原子，平均每個(gè)正六邊形占有_個(gè)CC單鍵，其關(guān)系式為_(kāi)。思考：12g石墨晶體中正六邊形數(shù)目有_個(gè)。【鞏固練習(xí)A】1 (上海市高考題)下列物質(zhì)的晶

11、體中，不存在分子的是（ ）。A二氧化硅B二氧化硫C二氧化碳D二硫化碳2 (春季高考題)離子晶體不可能具有的性質(zhì)是（ ）。A較高的熔沸點(diǎn)B良好的導(dǎo)電性C溶于極性溶劑D堅(jiān)硬而易粉碎3 石英玻璃是將純石英在1723高溫下熔化，冷卻后形成的玻璃體。關(guān)于石英玻璃的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述中正確的是（ ）。A石英玻璃屬于原子晶體B石英玻璃能抵抗一切酸的腐蝕C石英玻璃的結(jié)構(gòu)類似于液體D石英玻璃能抵抗堿的腐蝕4 下列物質(zhì)呈固態(tài)時(shí)必定是分子晶體的是（ ）。A非金屬氧化物B非金屬單質(zhì)C金屬氧化物D無(wú)機(jī)含氧酸5 (遼寧省測(cè)試題) 下列物質(zhì)屬于原子晶體的化合物是（ ）。A金剛石B氧化鋁C二氧化硅D干冰6 (全國(guó)高考題) 下列

12、各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵類型相同、晶體類型也相同的是（ ）。ASO2和SiO2BCO2和H2OCNaCl和HClDCCl4和KCl7 (上海市高考題) 水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時(shí)形成的，玻璃態(tài)的水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同。有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述正確的是（ ）。A水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小B水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹C玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài)D玻璃態(tài)水是一種特殊的分子晶體8 自然界中，由下列各組元素形成的化合物中，既有原子晶體，又有分子晶體的是（ ）。AH O SiBCa H CCH N ODH Cl O9 (天津市高

13、考理科綜合題) 關(guān)于氫鍵，下列說(shuō)法正確的是（ ）。A每一個(gè)水分子內(nèi)含有兩個(gè)氫鍵B冰、水和水蒸氣中都存在氫鍵CDNA中的堿基互補(bǔ)配對(duì)是通過(guò)氫鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的DH2O是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于氫鍵所致【鞏固練習(xí)B】1 (2006年北京東城區(qū)二模) 下列說(shuō)法正確的是（ ）。A含有非極性鍵的化合物其分子一定是非極性分子B原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵C冰是水分子通過(guò)氫鍵作用而形成的分子晶體D若R的含氧酸的酸性大于Q的含氧酸的酸性，則非金屬性R大于Q2 (2006年清華附中一模) 下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的是（ ）。A晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子B離子晶體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)需要克服離子鍵C原子晶體的熔點(diǎn)一定

14、比金屬晶體的高D構(gòu)成分子晶體的粒子一定含有共價(jià)鍵3 (2005年南通市一模) 用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說(shuō)法正確的是（ ）。A乙烯和丙烯的混合物1.4g中含有0.1NA個(gè)碳原子B6.8g熔融的KHSO4中含有0.1NA個(gè)陽(yáng)離子C23.4g NaCl晶體中含有0.1NA個(gè)如圖所示的結(jié)構(gòu)單元D60g 石英晶體中含有4NA個(gè)硅氧四面體4 (2005年南昌調(diào)研測(cè)試) 下列有關(guān)性質(zhì)判斷正確的是（ ）。A沸點(diǎn)：HBr HCl B熔沸點(diǎn)：CH3CH2Br C2H5OHC熔點(diǎn)：Li Na 水5 (2004年高考上海卷) 有關(guān)晶體的下列說(shuō)法中正確的是（ ）。A晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B原子晶體中共

15、價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高C冰熔化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂D氯化鈉熔化時(shí)離子鍵未被破壞6 (2005年高考上海卷) 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）。A原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵B分子晶體的狀態(tài)變化，只需克服分子間作用力C金屬晶體通常具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱和良好的延展性D離子晶體在熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電7 (2005年高考全國(guó)卷II) 下列說(shuō)法正確的是（ ）。A常溫常壓下，只有一種元素的單質(zhì)呈液態(tài)B周期表中所有元素都是從自然界中發(fā)現(xiàn)的C過(guò)渡元素不全是金屬元素D常溫常壓下，氣態(tài)單質(zhì)的分子都是由非金屬元素的原子形成的8 (2006年1月海淀一中模擬) NaCl為六面體型晶體，若使離子間距擴(kuò)大2倍，晶體密度變?yōu)樵瓉?lái)的（ ）。AB

16、CD9 最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見(jiàn)元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)晶體的一個(gè)晶胞（碳原子用小球表示，鎳原子用大球表示，鎂原子用大 球表示）如右圖所示，則該晶體的化學(xué)式為（ ）。AMg2CNi3BMgC2NiCMgCNi2DMgCNi310 (2006年徐州模擬) 已知CsCl晶體的密度為gcm3，NA為阿伏加德羅常數(shù)，相鄰的兩個(gè)Cs的核間距為a cm（如右圖所示），則CsCl的相對(duì)分子質(zhì)量可表示為（ ）。ABCD11 下列物質(zhì)：水晶 冰醋酸 氧化鈣 白磷 晶體氬 氫氧化鈉 鋁 金剛石 過(guò)氧化鈉 碳化鈣 碳化硅 干冰 過(guò)氧化氫(1) 屬于原子

17、晶體的化合物_。(2) 直接由原子構(gòu)成的晶體_。(3) 直接由原子構(gòu)成的分子晶體_。(4) 由極性分子構(gòu)成的晶體是_，含有非極性鍵的離子晶體是_，屬于分子晶體的單質(zhì)是_。(5) 在一定條件下能導(dǎo)電而不發(fā)生化學(xué)變化的是_，受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是_，受熱熔化后需克服共價(jià)鍵的是_。(6) 同種分子間能形成氫鍵的是_。12 (南京市質(zhì)檢題) 氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300反應(yīng)獲得。(1) 氮化硅晶體屬于_晶體（填晶體類型）。(2) 已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相連，同時(shí)

18、每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請(qǐng)寫出氮化硅的化學(xué)式：_。(3) 現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。13 C60、金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型如圖（甲）、（乙）、（丙）所示（石墨僅表示出其中的一層結(jié)構(gòu)）：(1) C60、金剛石和石墨三者的關(guān)系互為_(kāi)。A同分異構(gòu)體B同素異形體C同系物D同位素(2) 固態(tài)時(shí)，C60屬于_晶體（填“離子”、“原子”或“分子”），C60分子中含有雙鍵的數(shù)目是_，1 mol C60與F2加成時(shí)最多消耗_mol F2。(3) 硅晶體的結(jié)構(gòu)跟金屬石相似，1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是_NA個(gè)。二氧化硅的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在硅晶體結(jié)構(gòu)中每個(gè)硅硅單鍵之間插入1個(gè)氧原子，二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)