高中化學(xué)專(zhuān)題之粒子間作用力與晶體知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

粒子間作用力

1.共價(jià)分子之間都存在著分子間作用力，它是能把分子聚集在一起的力，包括范德華力和氫鍵。其實(shí)質(zhì)是一種靜電作用。

2.范德華力：一種普遍存在于固體、液體和氣體之間的作用力，又稱(chēng)分子間作用力。

（1）大?。阂话闶墙饘冁I、離子鍵和共價(jià)鍵的1/10或1/100左右，是一種較弱的作用力，如干冰易液化，碘易升華的原因。

（2）影響范德華力大小的因素：分子的空間構(gòu)型及分子中電荷的分布是否均勻等，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，其范德華力一般隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大，如鹵族元素單質(zhì)范德華力：F2＜Cl2＜Br2＜I2。

（3）范德華力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響：

熔沸點(diǎn)：對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高（除H2O、HF、NH3）。

例如：烷烴（CnH2n+2）的熔沸點(diǎn)隨著其相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增加，也是由于烷烴分子之間的范德華力增加所造成的。

溶解度：溶劑與溶質(zhì)分子間力越大，溶質(zhì)的溶解度越大。例如：273K，101kPa時(shí)，氧氣在水中的溶解量（0.049cm3·L-1）比氮?dú)獾娜芙饬浚?.024cm3·L-1）大，

就是因?yàn)镺2與水分子之間的作用力比N2與水分子之間的作用力大所導(dǎo)致的。

3.氫鍵（1）當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的X原子以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，它們之間的共用電子對(duì)強(qiáng)烈偏向X，使H幾乎成了“裸露的質(zhì)子”，這樣相對(duì)顯正電性的H與另一分子相對(duì)顯負(fù)電性的X中的孤電子對(duì)接近并產(chǎn)生相互作用，這種相互作用稱(chēng)為氫鍵。（2）氫鍵的存在：在X—H…Y這樣的表示式中，X、Y代表電負(fù)性大而原子半徑小的非金屬原子，如F、O、N，氫鍵既可以存在于分子之間又可以存在于分子內(nèi)部。（3）氫鍵的大小：是化學(xué)鍵的1/10或1/100左右，比范德華力強(qiáng)。（4）對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響

①熔沸點(diǎn)：組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，當(dāng)分子間存在氫鍵時(shí)，熔沸點(diǎn)較高。

而分子內(nèi)存在氫鍵時(shí)，對(duì)熔沸點(diǎn)無(wú)影響。

如鄰羥基苯甲酸因形成分子內(nèi)氫鍵，其熔點(diǎn)（159℃）低于易形成分子間氫鍵的對(duì)羥基苯甲酸的熔點(diǎn)（213℃）。再如，相對(duì)分子質(zhì)量相近的尿素、醋酸、硝酸的熔點(diǎn)依次降低的原因也是如此。

②溶解度：溶劑和溶質(zhì)分子間存在氫鍵時(shí)，溶質(zhì)的溶解度增大，如NH3、C2H5OH、CH3COOH等。

（5）氫鍵有飽和性、方向性：一般X—H…Y中三原子在同一直線上（這樣形成氫鍵最強(qiáng)）。如：

例如：水結(jié)冰體積膨脹，是因?yàn)楸兴兴肿右杂蟹较蛐院惋柡托缘臍滏I互相聯(lián)結(jié)成晶體，而液態(tài)水中是多個(gè)水分子以氫鍵結(jié)合成（H2O）n。

晶體類(lèi)型17個(gè)重要知識(shí)

1、晶體類(lèi)型判別：

分子晶體：大部分有機(jī)物、幾乎所有酸、大多數(shù)非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物。

原子晶體：僅有幾種，晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石、金剛砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）、二氧化硅（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）、石英等；

金屬晶體：金屬單質(zhì)、合金；

離子晶體：含離子鍵的物質(zhì)，多數(shù)堿、大部分鹽、多數(shù)金屬氧化物；

分子晶體、原子晶體、金屬晶體、離子晶體對(duì)比表晶體類(lèi)型分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體定

義分子通過(guò)分子間作用力形成的晶體相鄰原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體金屬原子通過(guò)金屬鍵形成的晶體陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵形成的晶體組成晶體的粒子分

子原

子金屬陽(yáng)離子和自由電子陽(yáng)離子和陰離子組成晶體粒子間的相互作用范德華力或氫鍵共價(jià)鍵金屬鍵（沒(méi)有飽和性方向性）離子鍵（沒(méi)有飽和性方向性）典型實(shí)例冰（H2O）、P4、I2、干冰（CO2）、S8金剛石、晶體硅、SiO2、SiC

Na、Mg、Al、FeNaOH、NaCl、K2SO4特

征熔點(diǎn)、沸點(diǎn)熔、沸點(diǎn)較低熔、沸點(diǎn)高

一般較高、部分較低熔、沸點(diǎn)較高導(dǎo)熱性不

良不

良良

好不

良導(dǎo)電性差，有些溶于水可導(dǎo)電多數(shù)差良

好固態(tài)不導(dǎo)電，熔化或溶于水能導(dǎo)電機(jī)械加工性能不

良不

良良

好不

良硬

度硬度較小高硬度一般較高、部分較低略硬而脆溶解性相似相溶不

溶不溶，但有的反應(yīng)多數(shù)溶于水，難溶于有機(jī)溶劑

3、不同晶體的熔沸點(diǎn)由不同因素決定：

離子晶體的熔沸點(diǎn)主要由離子半徑和離子所帶電荷數(shù)（離子鍵強(qiáng)弱）決定，分子晶體的熔沸點(diǎn)主要由相對(duì)分子質(zhì)量的大小決定，原子晶體的熔沸點(diǎn)主要由晶體中共價(jià)鍵的強(qiáng)弱決定，且共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。

4、金屬熔沸點(diǎn)高低的比較：

（1）同周期金屬單質(zhì)，從左到右（如Na、Mg、Al）熔沸點(diǎn)升高。

（2）同主族金屬單質(zhì)，從上到下（如堿金屬）熔沸點(diǎn)降低。

（3）合金的熔沸點(diǎn)比其各成分金屬的熔沸點(diǎn)低。

（4）金屬晶體熔點(diǎn)差別很大，如汞常溫為液體，熔點(diǎn)很低（-38.9℃），而鐵等金屬熔點(diǎn)很高（1535℃）。5、原子晶體與金屬晶體熔點(diǎn)比較原子晶體的熔點(diǎn)不一定都比金屬晶體的高，如金屬鎢的熔點(diǎn)就高于一般的原子晶體。6、分子晶體與金屬晶體熔點(diǎn)比較

分子晶體的熔點(diǎn)不一定就比金屬晶體的低，如汞常溫下是液體，熔點(diǎn)很低。7、判斷晶體類(lèi)型的主要依據(jù)？一看構(gòu)成晶體的粒子（分子、原子、離子）；二看粒子間的相互作用；另外，分子晶體熔化時(shí)，化學(xué)鍵并未發(fā)生改變，如冰→水。8、化學(xué)鍵化學(xué)變化過(guò)程一定發(fā)生就化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，但破壞化學(xué)鍵或形成化學(xué)鍵的過(guò)程卻不一定發(fā)生化學(xué)變化，如食鹽的熔化會(huì)破壞離子鍵，食鹽結(jié)晶過(guò)程會(huì)形成離子鍵，但均不是化學(xué)變化過(guò)程。9、判斷晶體類(lèi)型的方法？（1）依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的相互作用判斷①

離子晶體的構(gòu)成微粒是陰、陽(yáng)離子，微粒間的作用力是離子鍵。②

原子晶體的構(gòu)成微粒是原子，微粒間的作用力是共價(jià)鍵。③

分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，微粒間的作用力是分子間作用力。④

金屬晶體的構(gòu)成微粒是金屬陽(yáng)離子和自由電子，微粒間的作用力是金屬鍵。

（2）依據(jù)物質(zhì)的分類(lèi)判斷

①

金屬氧化物（如K2O、Na2O2等）、強(qiáng)堿（如NaOH、KOH等）和絕大多數(shù)的鹽類(lèi)是離子晶體。

②

大多數(shù)非金屬單質(zhì)（除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外）、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

常見(jiàn)的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見(jiàn)的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。

④

金屬單質(zhì)（除汞外）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，常在數(shù)百至一千攝氏度。

②

原子晶體的熔點(diǎn)高，常在一千至幾千攝氏度。

③

分子晶體的熔點(diǎn)低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度。

④

金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有相當(dāng)?shù)偷摹?/p>

（4）依據(jù)導(dǎo)電性判斷①

離子晶體的水溶液及熔化時(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，而分子晶體中的電解質(zhì)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子也能導(dǎo)電。④

金屬晶體是電的良導(dǎo)體。

（5）依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷①

離子晶體硬度較大或較硬、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，但也有較小的，且具有延展性。

（6）判斷晶體的類(lèi)型也可以根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)：

①

在常溫下呈氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應(yīng)屬于分子晶體（Hg除外），如H2O、H2等。

對(duì)于稀有氣體，雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原子，但應(yīng)看作單原子分子，因?yàn)槲⒘ｉg的相互作用力是范德華力，而非共價(jià)鍵。

②

固態(tài)不導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體（化合物）是離子晶體。如：NaCl熔融后電離出Na+和Cl－，能自由移動(dòng)，所以能導(dǎo)電。

③

有較高的熔、沸點(diǎn)，硬度大，并且難溶于水的物質(zhì)大多為原子晶體，如晶體硅、二氧化硅、金剛石等。

④

易升華的物質(zhì)大多為分子晶體。

⑤

熔點(diǎn)在一千攝氏度以下無(wú)原子晶體。

⑥

熔點(diǎn)低，能溶于有機(jī)溶劑的晶體是分子晶體。

10、晶體熔沸點(diǎn)高低的判斷？

（1）不同類(lèi)型晶體的熔沸點(diǎn)：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體；金屬晶體（除少數(shù)外）＞分子晶體；金屬晶體熔沸點(diǎn)有的很高，如鎢，有的很低，如汞（常溫下是液體）。

（2）同類(lèi)型晶體的熔沸點(diǎn)：

①

原子晶體：結(jié)構(gòu)相似，半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，熔沸點(diǎn)越高。如金剛石＞氮化硅＞晶體硅。

②

分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，晶體熔沸點(diǎn)越高。如CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4。

若相對(duì)分子質(zhì)量相同，如互為同分異構(gòu)體，一般支鏈數(shù)越多，熔沸點(diǎn)越低，特殊情況下分子越對(duì)稱(chēng)，則熔沸點(diǎn)越高。

若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類(lèi)晶體強(qiáng)，故熔沸點(diǎn)特別高。

③

金屬晶體：所帶電荷數(shù)越大，原子半徑越小，則金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。如Al＞Mg＞Na＞K。

④

離子晶體：離子所帶電荷越多，半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。如KF＞KCl＞KBr＞KI。

11、Na2O2

Na2O2的陰離子為O22-，陽(yáng)離子為Na+，故晶體中陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比為1：2。

12、堆積方式

離子晶體中，陰、陽(yáng)離子采用不等徑密圓球的堆積方式。

13、穩(wěn)定性

分子的穩(wěn)定性是由分子中原子間化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定。

14、冰的熔化

冰是分子晶體，冰融化時(shí)破壞了分子間作用力和部分氫鍵，化學(xué)鍵并未被破壞。

15、離子晶體熔化

離子晶體熔化時(shí)，離子鍵被破壞而電離產(chǎn)生自由移