专题讲座 晶体类型与性质
一、本讲主要内容：
1．比较四种晶体的构成微粒、微粒间作用力和性质特征，并掌握晶体的结构特征 2．掌握影响物质的熔、沸点高低的因素 3．理解金属键与金属通性间的关系
二、学习指导
(一)晶体类型与结构、性质关系
晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。掌握下表内容是重点之一。对一些常见物质，要会判断其晶体类型。
1．由晶体结构来确定.首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素.
①一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
如：Si02＞NaCl ＞CO 2(干冰)，但也有特殊，如熔点：MgO ＞SiO 2
②同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高. 如：金属石＞金刚砂＞晶体硅 原因 c c r -＜si c r -＜si si r -
③同类型的离子晶体，离子电荷数越大，阴、阳离子核间距越小，则离子键越牢固，晶体的熔、沸点一般越高.可根据F=K
2
212
1)
r (r g g +进行判断 如：MgO ＞NaCl
④分子晶体，分子间范德华力越强，熔、沸点越高.
分子组成和结构相似的分子晶体，一般分子量越大，分子间作用力越强，晶体熔、沸点越高. 如：F 2＜Cl 2＜Br 2＜I 2
ii 若分子量相同，如互为同分异构体，则支链数越多，沸点越高，分子越对称，则熔点越高. 如：沸点：
CH 3
CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3＞CH 3CHCH 2OH 3＞CH 3—C —CH 3
CH3CH3
熔点：
CH3
CH3—C—CH3＞CH3CHCH2CH3＞CH3(CH2)3CH3
CH CH
如果常温下即为气态或液态的物质，其晶体应属分子晶体(Hg除外).如惰性气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作为单原子分子.因为相互间的作用力范德华力，而并非共价键.
注意：温度升高对金属、电解压溶液导电性影响是不同的.
在金属晶体中原子或离子不是静止不动，而在晶格结点上作较小幅度振动，这种振动对电子流动起着阻碍作用，加上阳离子对电子的吸引，电子运动便受到更多阻力，因而升温，金属电阻加大，导电能力下降.
在电解压溶液中，导电微粒是自由移动离子，升温有利于加快运动，导电性增强. (四)典型晶体的结构特征
1．离子晶体 CsCl NaCl 离子配位数 8：8 6：6 一个晶胞中含 1，1 4，4 阳离子和阴离子数
晶胞构型 立方体 立方体 重点掌握NaCl 晶体结构，它还具有的特征：
①一个Na +周围等距且最近的Cl －有6个，此6个Cl －
连线形成的空间几何体为正八而体，Na +位于其中心.
②一个Na +周围等距且最近的Na +有12个
如何计算离子晶体中不同部位的离子对晶胞的贡献？
体心（内） 面心 棱上 角顶 系统数 1
21 41 8
1 如 NaCl 晶体中，如何计算？
Na +： 体心(1个) 棱(各1个) 1+12×
4
1=4 Cl －
面心(各1个) 角顶(各1个)
21×6 + 8
1×8=4
②碳还有多种因素异形体，如足球碳C60等.
想一想：C60、N60等属于什么晶体？
可能是原子晶体吗？
三、典型例题讲评
例1．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200O C，熔融态不导电____________
B．溴化铝，无色晶体，熔点98O C，熔融态不导电____________
C．五氟化钒，无色晶体，熔点19.5O C，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中____________
D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电____________
思路分析晶体的熔点高低，熔融态能否异电及溶剂性相结合，是判断晶体类型的重要依据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的异电性不同。原子晶体熔融不导电，离子晶体熔融时或水溶液都能导电。原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般原子晶体和分子晶体熔融态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂的物质往往也是分子晶体的特征之一。
例2．1995年美国Lagow 教授报道，他制得了碳的第四种同素异性体一链式炔碳…-C ≡C-C ≡C-C ≡C-…该物质的一个分子中含有300~500个碳原子，性质很活泼。据此判断，链式炔碳的熔点估计比石墨________
思想分析 不要被“含有300~500个碳原子”所迷惑、而应抓住该物质的组成微粒“分子”，从而可判定链式炔碳属分子晶体，显烙点然比石墨低得多.
例3．已知氯化铝的熔点为190O C(2.02×105Pa)，但它在180O C 即开始升华. (1)氯化铝是_________(填“离子化合物”或“共价化合物”).
(2)在500K 和1.01×105Pa 时，它的蒸气密度(换算成标准状况时)为11.92g/L ，且已知它的结构中还含有配位键，氯化铝的化学式为________，结构式为_________.
(3)无水氯化铝在潮湿空气中强烈地“发烟”，其原因是_________. (4)如何通过实验来判别氯化铝是离子化合物还是共价化合物？
思想分析 (1)从氯化铝的熔点低且易升华的性质可判定其晶体为分子晶体，也就不可能属于离子化合物。同学不能简单地从组成元素为较活泼金属元素和活泼非金属元素考虑，将其为离子化合物，其实不然，应尊重事实。可根据其熔融态能否导电进行判断。切勿用它的水溶液做导电性实验。因为象HCl 等许多共价化合物在水分子作用下能电离，故所得水溶液能导电。
(2)应根据M=22.2ρ 关系式求出蒸气的分子量，与常见的AlCl 3
化铝的化学式，要注意配位键的表示方式.可能C1→A1，每一个C1还与A1原子形成一个共价键.
(3)抓住题中条件“在潮湿空气中发烟”应从AlCl 3水铜生成HCl 为升华成气体。
例4．某离子晶体部分结构如图
(1)晶体中每个Y 同时吸引着最近的________个X ，
每个X 同时吸引着最近的________个Y ，该晶体的化学式为________
(2)晶体中每个X 周围与它最近且距离相等的X 共有________个.
(3)晶体中距离最近的2个X 与一个Y 形成的夹角∠XYX 的角度(4)设该晶体的摩尔质量为Mg 1
mol -?，3cm g -?ρ两个距离最近的X
中心间距离为_____cm-
思路分析 (1)从图中可知，Y 位于立方体中心，X 着最近的X 有4个，每个X 同时吸引着最近的8个Y (2)由于顶点X 是8个立方体共有，每个面是两个立方体共享，故晶体中每个X 周围与它最近且距
离相等的X 应有8×3×
2
1
=12(个) (3)可将图中4个X 分别与Y 连线， 形成的构型类同于CH 4分子，∠XYX=821090
'(4)每个小方体中会XY 2的物质的量为N 5
.0A
根据质量m=ρV 和 m=nM 联立方程，求解。
巩固练习
1(A)下列物质晶体属离子晶体的是（ A ．Na 2O 2 B ．NaOH C ．2(A)下列过程中共价键被破坏的是（ A ．碘升华 B ．溴蒸气被木炭吸附 C ．酒精溶于水 D ．HCl 气体溶于水 3(A)固体熔化时必须破坏非极性键的是（ ）
A ．冰
B ．晶体硅
C ．溴
D ．二氧化硅 4(A)能用键能大小解释的是（ ） A ．N 2的化学性质比O 2稳定
B ．常温常压下，溴呈液态、碘呈固态
C ．惰性气体一般很难发生化学反应
D ．硝酸易挥发而磷酸难挥发
5(A)关于化学键的下列叙述中，正确的是（ ）
A．离子化合物可能含共价键
B．共价化合物可能含离子键
C．离子化合物中只含离子键
D．共价化合物中不含离子键
6(B)下列说法正确的是（）
A．冰熔化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定高.
D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子晶体越稳定
7(B)能证明氯化氢是共价化合物的现象是（）
A．氯化氢极易熔于水中
B．液态氯化氢不能导电
C．氯化氢在水溶液中是完全电离的
D．氯化氢是无色气体且有味
8(B)实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是（）
A．二氧化硅和干冰的熔化
B．液溴和液汞的汽化
C．食盐和冰的熔化
D．纯碱和烧碱的熔化
9(B)下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列的是（）
A．O2、I2、Hg
B．CO2、KCl、SiO2
C．Na、K、Rb
D．SiC、NaC1、SO2
10(B)下列物质中，化学式能准确表示该物质分子组成的是（）
A．氯化铵NH4C1
B．二氧化硅(Sio2)
C．白磷(P4)
D．硫酸钠(Na2SO4)
11(C)用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，同时用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜，这种化合物可以比金刚石更坚硬，其原因可能是（）
A．碳、氮原子构成网状结构的晶体B．碳、氮的单质化学性质的均不活泼
C．碳、氮键比金刚石中的碳碳键更短D．氮原子最外层电子数比碳原子多
12(C)已知：
金刚石晶体，碳碳键的键能为akJ/mol
石墨晶体，碳碳键的键能为bkJ/mol
将等质量的金刚石晶体和石墨晶体中的碳碳全部破坏所需的能量之比（）
A．4：3 B．a：b C．4a：3b D．1：1
13(C)三氯化氮(NCl3)在常温下是一种淡黄色液体，其分子呈三角锥形，以下关于NCl3的叙述正确的是（）
A．NCl3分子中不存在孤对电子
B．分子中N—Cl键是非极性共价键
C．NCl3是一种含极性键的极性分子
D．N—Cl键能大，故NCl3沸点高
14(C)下列晶体中，其中任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价健形成正面体，并向空间伸展成网状结构的是（）
A．四氯化碳B．石墨C．金刚石D．水晶
15(C)硼能以B12正多面体基本结构单元接不同的连接方式形成多种单质晶体的变体。B12基本结构单元中含B原子12个，每个硼原子与邻近的5个硼原子等距离成键，每个面都是等边三角形，则B12正多面体的面数是（）
A．10 B．20 C．30 D．60
16(C)莹石(CaF2)晶体属于立方晶象，莹石中每个Ca2+被8个F－所包围，则每个F周围最近距离的
Ca2+数目为（）
A．2 B．4 C．6 D．8
17(C)下列说法正确性的是
A．共价键只存在于单质和共价化合物中
B．非极性键只存在于单质中
C．只有共价化合物能形成分子晶体
D．离子晶体中可结合有共价键
18(C)下列叙述正确的是（）
A．同主族金属的原子半径越大熔点越高
B．分子间作用越弱的分子晶体熔点越低
C．稀有气体原子序数越大沸点越低
D．同周期元素的原子半径越小越易失去电子
用序号回答下列问题：
(1)属于原子晶体的化合物是，直接由原子构成的高熔点的晶体是，直接由原子构成的分子晶体是.
(2)由极性分子构成的晶体是,会有共价键的离子晶体是，属于分子晶体的单质是.
(3) 在一定条件下能导电而不发生化学反应的是，分子内存在化学键，但受热熔化时，化学键不发生变化的是，受热熔化，需克服共价键的是.
22．(B)试比较下列几种物质的熔点由高到低的顺序(用数字表示)___________________
①Na ②K ③Na—K ④NaCl
⑤金刚石⑥CO ⑦SiO2⑧CS2
23．(1)在金刚石立体网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有_______个碳原子.
(2)在晶体二氧化硅中，最小的环上共有_______个原子.
(3)石墨晶体的每一层是由无数个正六边形构成的，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为_______个.
24．化工行业已合成一种硬度比金刚石还大的晶体——氮化碳，若已知氮在此化合物中显－3价，推断：
(1)它的化学式可能是______________
(2)其晶体类型为_______晶体_______
(3)你认为其硬度比金刚石大的主要原因是___________________________________
(1)工业上常用电解熔融MgC12的方法生产镁，电解A12O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁；也不用电解A1C13的方法生产铝？
答：
(2)设计可靠实验证明：MgC12、A1C13所属的晶体类型，其实验方法是____________
26．(C)IBr是一种卤素互化合物，具有很高的化学法性，有许多性质与卤素单质很相似，它在常温下是深红色液体，熔点为41O C，沸点为116O C，固体溴化碘是_________晶体，含有_________键，IBr 与水反应，生成一种无氧酸和一种含氧酸，反应方程式为____________________________________ 27．有两组关于物质熔点的数据
I组II组
物质NaC1 KCl RbCl C S Cl SiCl4G e Cl4S12Cl4pbCl4
熔点808O C 772O C 717O C 645O C －70.4O C －49.5O C －36.2O C －15O C 分析以上数据，回答：
(1)有什么规律可循?
答: _____________________________________________
(2)选成这些规律的主要原因是什么?
答: _____________________________________________
参考答案
一、1．A、B 2．D 3．B 4．A 5．A、D 6．B 7．B 8．D 9．B
10．C 11．C 12．C 13．C 14．C 15．B 16．B 17．D 18．B
19．C 20．B
二、21．(1)A，G，D (2)B，E，C、D (3)F，B，C，A，G
22．⑤＞⑦＞④＞①＞②＞③＞⑧＞⑥
23．(1)6，(2)12，(3)2
24．(1)C3N4(2)原子(3)C—N键的键长小于C—C键
C—N键的键能大于C—C键
25．(1)因MgO的熔点远高于MgCl2，故电解熔融MgO将需要更高的温度，浪费能源，从表中数据可知，A1C13易升华，熔、沸点低，应属分子晶体，无离子熔融时不导电，不能被电解。
(2)将两种晶体加热到熔化状态，测定共导电性，实验表明MgCl2能导电，A1C13不能导电，由此可确定MgCl2为离子晶体，A1C13为分子晶体.
26．分子，极性共价键，IBr+H2O=HBr+HIO
27．(1)第一组碱金属的氯化物随着碱金属原子序数从上到下增大，其氯化物的熔点降低。而第二组点碳族元素形成的氯化物随着Si、Ge、Sn、pb原子序数增大，其氯化物的熔点逐渐升高
(2)这是因为两组晶体的类型不同，第I组属于离子晶体，随着碱金属的阳离子半径从上到下增大，与Cl－形成的离子键减弱，故熔点下降。而第II组属分子晶体，它们彼此组成和结构相似，随着分子量增大，分子间作用力增大，故熔点逐渐升高.
六、附录
例1：A．原子晶体B．分子晶体
C．分子晶体D．离子晶体
例2：低.
例3：(1)由氯化铝的熔点较低，且又易升华，说明氯化铝晶体属于分子晶体，氯化铝是共价化合物 =22.4×11.92=267
(2)M=22.4
AlCl3的分子量为133.5，267133.5=2
A
由方程：M N 0.5
x A
3
?=?ρ 3
A l
N M
5.0x ?=
3
A N M
2x 2l ρ
?==(cm)
[补充资料]：什 么 是 晶 胞？
1998年高中学生化学竞赛（初赛）涉及晶胞概念。1999年全国高考化学试题第33题本不必借助晶胞概念就能得解，但许多人却将之与1998年初赛试题联系起来，认为引入晶胞概念会有助于解题，便追究起什么是晶胞的问题来，鉴于经常见到教学参考资料中出现错误，完全不讨论似已脱离教学实际，故
特作此小文，以供辨析。
晶胞是描述晶体微观结构的基本单位。整块晶体可视作成千上万个晶胞“无隙并置”地堆积而成。习用晶胞都是平行六面体，按其几何特征（边长和夹角）可以分为立方、四方、正交、单斜、三斜、六方和菱方7系（通称布拉维系），它们的边长与夹角被称为晶胞参数，如表1和图3、4所示。
考察一个晶胞，绝对不能把它当作游离孤立的几何体，而需“想见”它的上下左右前后都有完全等同的晶胞与之比邻。从一个晶胞平移到另一个晶胞，不会察觉是否移动过了。这就决定了，晶胞的8个顶角、平行的面以及平行的棱一定完全等同的。由此我们就不难判断，如图1中的实线小立方体不是“氯化钠晶胞”和“金刚石晶胞”，因为它们的顶角不等同，图中的虚线大立方体才分别是氯化钠晶胞和金刚石晶胞，其上下左右前后都有等同
的比邻晶胞，虽未在图中画出，却不应不想见，这点想象
力大家都有，只是有时忘记了，才引出错误。
还见到某教学参考资料说，如图2的六方柱体由三个晶胞构成，其底面中心的原子为6个晶胞共用。其错误是忘记图中构成六方柱的三个平行六面体并非“并置”，从一个平行六面体到另一个平行六面体需要旋转，换言之，我们只能取其一而不能同时取其三为晶胞。若取其中位于前右的平行六面体为晶胞，其相邻晶胞为如虚线所画的平行六面体，其他晶胞也全都如此取向。总之，不应忘记，晶胞顶角永远为8个晶胞共用；也应提醒：六方柱不是六方晶胞。
表1 7种晶胞的边长与夹角
立方（a = b = c ，α = β = γ = 90o
，只有一个晶胞参数a ）
四方 （a = b ≠ c ，α = β = γ = 90o ，有2个晶胞参数a 和b ） 六方（a = b ≠ c ，α = β = 90o ，γ =120o ，有2个晶胞参数a 和c ） 正交（a ≠ b ≠ c ，α = β = γ = 90o
，有3个晶胞参数a 、b 和c ） 单斜（a ≠ b ≠ c ，α =γ = 90o ，β ≠ 90o
，有4个晶胞参数a 、b 、c 和β）
图 2 金属镁 图 3 晶胞参
数定义
三斜（a ≠ b≠ c，α ≠ β ≠γ ，有6个晶胞参数a、b、c、α、β 和 γ ）菱方（a = b = c，α = β = γ ≠ 90o，有2个晶胞参数a和α ）
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图4 布拉维系的七种晶胞
晶胞有素晶胞和复晶胞之分。素晶胞是最小的晶胞，是不可能再小的晶胞（注：也叫“简单晶胞”，但需指出，此处的“简单”不是指晶胞内原子数少或者结构简单，而是相对于复晶胞而言的）。复晶胞是素晶胞的多倍体，分体心晶胞（2倍体）、面心晶胞（4倍体）和底心晶胞（2倍体）三种。
考察某晶胞是否体心晶胞最简单的方法是：将晶胞的框架（围拢晶胞的平行六面体）的顶角移到原晶胞的体心位置（晶胞内外原子的位置保持在原位不动！），若移位后的框架围拢的“新晶胞”里所有原子的位置与原晶胞里所有原子的位置一一对应地相等，就表明是体心晶胞，否则就不是体心晶胞。例如，图5中的金属钠是体心晶胞，而氯化铯则不是体心晶胞而是素晶胞。用同样方式将原晶胞框架的顶角平移原晶胞的任一面心位置得到的新晶胞与原晶胞无差别，则这种晶胞叫做面心晶胞，如图6中的金刚石是面心晶胞而干冰是素晶胞，因为干冰晶胞中处于面心位置的二氧化碳分子与处于顶角位置的二氧化碳分子的取向互不相同，框架移动后得到的新晶胞中原子的位置不同于原晶胞中原子的位置了。底心晶胞在中学课本中未涉及，不再赘述。
习题1：判断赤铜矿晶胞（图如下）是体心立方还是素立方晶胞，说明理由。
O
Cu
ó￡¨C u
2O￡?
习题2：试判断金红石和亚硝酸钠晶胞（图如下左下右）是体心晶胞还是素晶胞？
3-1、晶体的常识 一、晶体和非晶体 1、概述——自然界中绝大多数物质是固体，固体分为和两大类。 2、对比——
* 自范性——晶体能自发地呈现多面体外形的性质。本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。 * 晶体不因颗粒大小而改变，许多固体粉末用肉眼看不到规则的晶体外形，但在显微镜下仍可看到。 * 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当，熔融态物质凝固速率过快常得到粉末或没有规则外形的块状物。 * 各向异性——晶体的许多物理性质如强度、热导性和光导性等存在各向异性即在各个方向上的性质是不同的 二、晶胞 1、定义——描述晶体结构的基本单元。 2、特征—— （1）习惯采用的晶胞都是体，同种晶体所有的晶胞大小形状及内部的原子种类、个数和几何排列完全相同。 （2）整个晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 <1> 所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙； <2> 所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 3、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式——均摊法分析晶胞与粒子数值的关系 （1）处于内部的粒子，属于晶胞，有几个算几个均属于某一晶胞。
（2）处于面上的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。（3）处于90度棱上的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。 （4）处于90度顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞；处于60度垂面顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞；处于120度垂面顶点的粒子，同时为个晶胞共有，每个粒子有属于晶胞。 4、例举 三、分类 晶体根据组成粒子和粒子之间的作用分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四种类型。 3-2、分子晶体和原子晶体 一、分子晶体 1、定义——只含分子的晶体。 2、组成粒子——。 3、存在作用——组成粒子间的作用为（），多原子分子内部原子间的作用为。 * 分子晶体中定含有分子间作用力，定含有共价键。 * 分子间作用力于化学键。 4、物理性质 （1）熔沸点与硬度——融化和变形只需要克服，所以熔沸点、硬度，部分分子晶体还可以升华。熔融一定破坏分子间的和可能存在的键，绝不会破坏分子内部的。
晶体的类型及性质 二. 知识重点： 1. 复习有关化学键的知识 2. 晶体的类型： （1）离子晶体 （2）原子晶体 （3）分子晶体 （4）金属晶体 4. 性质与结构的关系： 形成晶体的作用力强弱直接影响晶体的物理性质。 5. 常见的几种晶体模型：（NaCl 、CsCl 、干冰、金刚石及2SiO 等） 【典型例题】 [例1] 下列物质的熔点由高到低排列，正确的是（ ） A. Cs K Na Li >>> B. CsCl RbCl KCl NaCl >>> C. 2222I Br Cl F >>> D. 金刚石>硅>碳化硅 解析： 根据晶体类型判断熔沸点高低的规律为：（一般） 原子晶体>离子晶体>分子晶体 而同类晶体内熔、沸点高低判断规律是： 原子晶体内原子的半径越小，形成共价键的键长短，键能大则键牢固，熔沸点高。 离子晶体内阴、阳离子的半径越小，离子所带电荷越多则形成的离子键越牢固，熔沸点越高。 相同结构的分子形成晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。
金属晶体的熔沸点高低取决于金属离子的半径和自由电子数，离子半径小，自由电子数多，则熔沸点高。 故应选A 、B 。 答案：A 、B [例2] 下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl 、CsCl 、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。 A B C D E （1）其中代表金刚石的是 （填编号字母，下同），其中每个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于 晶体。 （2）其中代表石墨的是 ，其每个正六边形占有的碳原子数平均为 个。 mol 1石墨中碳原子数与所形成的共价键数之比为 。 （3）其中表示NaCl 的是 ，每个+ Na 周围与它最接近且距离相等的+ Na 有 个。 （4）代表CsCl 的是 ，它属于 晶体，每个+ Cs 与 个- Cl 紧邻。 （5）代表干冰的是 ，它属于 晶体，每个2CO 分子与 个2CO 分子紧邻。 （6）上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为： 。 解析：解此题首先要记住几种晶体的基本模型。金刚石为D ，石墨为E ，干冰为B ， NaCl 为A ，CsCl 为C ，然后根据晶体的组成及空间构型回答后面问题。 值得注意的应为（2）和（3）、（4）、（5）中粒子紧邻的数值关系。 （2）当碳原子通过共用电子对形成六元环时，每一个碳原子被三个环所共用，则形成
晶体类型与性质 一、课堂练习 1、关于晶体的下列说法中正确的是（）A．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 2、下列叙述错误的是（） A.分子晶体中可以没有化学键 B.离子晶体中可以没有金属元素 C.分子晶体中一定没有离子键 D.离子晶体中一定没有共价键 3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型： A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200O C，熔融态不导电____________ B．溴化铝，无色晶体，熔点98O C，熔融态不导电____________ C．五氟化钒，无色晶体，熔点19.5O C，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中____________ D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电____________ 4、有下列8种晶体： A．水晶 B．冰醋酸 C．白磷 D．固态氩 E．氯化铵 F．铝 G．金刚石用序号回答下列问题： (1)属于原子晶体的化合物是，直接由原子构成的高熔点的晶体 是，直接由原子构成的分子晶体是 . (2)由极性分子构成的晶体是,会有共价键的离子晶体 是，属于分子晶体的单质是 . (3) 在一定条件下能导电而不发生化学反应的是，分子内存在化学键，但受热熔 化时，化学键不发生变化的是，受热熔化，需克服共价键的是 . 5、（00上海）下列物质属于原子晶体的化合物是（） A. 金刚石 B. 刚玉 C. 二氧化硅 D. 干冰 6、下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是（） A．SiO2和SO2 B．CO2和H2O C．NaCl和HCl D．CCl4和KCl 7、下列各组物质，晶体的类型相同，但其中化学键的类型不完全相同的是（） A．NaCl、H2O B．H2、Br2C．NH3Cl 、KCl D．CO2、SiO2 8、下列式子中，真实表示分子组成的是（） A. H2SO4 B. NH4Cl C. SiO2 D. C 9、在40GPa高压下，用激光器加热到1 800 K时，人们成功制得了原子晶体干冰，下列 推断不正确的是（） A．原子晶体干冰有很高的熔、沸点，有很大的硬度 B．原子晶体干冰易气化，可用作致冷剂 C．原子晶体干冰硬度大，可用于耐磨材料 D．每摩原子晶体干冰中含4mol C—O键 10、下列每组物质发生状态变化所克服的微粒间的相互作用属于同类型的是（） A．食盐和蔗糖熔化 B．钠和硫熔化
晶体的类型与性质 一、四种晶体类型的比较 想一想 1．离子晶体中有无共价键？举例说明。离子晶体熔化时，克服了什么作用？ 2．分子晶体中存在共价键，分子晶体熔化时，共价键是否被破坏？ 3．稀有气体的单质属于什么晶体？ 4．晶体微粒间的作用力只影响晶体的物理性质吗？举例说明研究晶体性质的一般思路。 5．离子晶体在熔融状态下能导电，这与金属导电的原因是否相同？ 6．分子晶体的熔点一定低于金属晶体，这种说法对吗？为什么？ 二、四种晶体类型的判断 1．依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断 (1)若晶格质点是阴阳离子，质点间的作用是离子键，则该晶体是离子晶体。 (2)若晶格质点是原子，质点间的作用是共价键，则该晶体是原子晶体。 (3)若晶格质点是分子，质点间的作用是分子间作用力，则该晶体是分子晶体。 (4)若晶格质点是金属阳离子和自由电子，质点间的作用是金属键，则该晶体是金属晶体。 2．依据物质的分类判断 (1)金属氧化物、强碱、绝大多数的盐类是离子晶体。 (2)大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除 有机盐外）是分子晶体。 (3)金刚石、晶体硅、碳化硅（SiC）、二氧化硅等是原子晶体。 (4)金属单质与合金是金属晶体。 3．依据晶体的熔点判断 (1)离子晶体的熔点较高。 (2)原子晶体熔点高。 (3)分子晶体熔点低。 (4)金属晶体多数熔点高，部分较低。 4．依据导电性判断 (1)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。 (2)原子晶体一般为非导体。 (3)分子晶体为非导体。 (4)金属晶体是电的良导体。 5．依据硬度和机械性能判断 (1)离子晶体硬度较大或略硬而脆。 (2)原子晶体硬度大。 (3)分子晶体硬度小且较脆。 (4)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
第一单元晶体的类型与性质 第一节离子晶体、分子晶体和原子晶体 【教学目的】 1．使学生了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型及其性质的一般特点。 2．使学生理解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。 3．初步了解分子间作用力、氢键的概念及氢键对物质性质的影响。 4．培养学生的空间想像能力和进一步认识“物质的结构决定物质的性质”的客观规律。 【教学重点】 离子晶体、分子晶体和原子晶体的概念；晶体的类型与性质的关系。 【教学难点】 离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型。 【教学用具】 多媒体电教设备、投影仪、自制课件、晶体模型等。 【课时安排】 3课时。 第一课时离子晶体 第二课时分子晶体 第三课时原子晶体 【教学方法】 观察、对比、分析、归纳相结合的方法。 【教学过程】
第一课时 【复习提问】在高一年级时，我们已经学习了化学键的有关知识。化学键是如何定义和分类的？ （化学键：相邻的原子之间强烈的相互作用叫做化学键。） 【回答】（教师矫正） 【副板书】 【提问】什么是离子化合物？什么是共价化合物？ （含有离子键的化合叫离子化合物；只含有共价键的化合叫共价化合物。）【练习】1．指出下列物质中的化学键类型。 KBr、CCl4、N2、CaO、H2S、NaOH 2．下列物质中哪些是离子化合物？哪些是共价化合物？哪些是只含离子键的离子化合物？哪些是既含离子键又含共价键的离子化合物？ Na2O、KCI、NH4Cl、HCI、O2、HNO3、Na2SO4 【讲解】我们也可以用化学键的观点概略地分析化学反应的过程。可以认为，一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。通常认为旧键断裂过程为吸收能量过程，而新键形成为放出能量过程，能量的变化在化学反应中通常表现为热量变化，所以化学反应过程通常伴随着热量的变化。化学键对化学反应中能量的变化起着决定作用。当今社会，人类所需能量绝大部分由化学反应产生，由此可见，研究化学键对物质性质的影响是多么重要啊！ 【引言】我们日常接触很多的物质是固体，其中多数固体是晶体。什么是晶体呢？ 【简介】晶体：内部原子（或分子、离子、原子集团）有规则地呈周期排列的
晶体的类型与性质 本单元知识概要 学习目标】 1.了解离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的结构和性质。 2.理解组成晶体的粒子间相互作用及其与晶体性质之间的相互关系。 3.掌握晶体类型的判断方法。 4.借助数学方法，培养空间想象能力。 【知识概要】 晶体的类型和性质 1. 晶体类型的判断方法 ⑴ 依据组成晶体的粒子和粒子间的相互作用判断 离子晶体的组成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键；原子晶体的组成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键；分子晶体的组成粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力（即范德瓦耳斯力）；金属晶体的组成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。 （2）依据物质的分类判断 金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH 、KOH 等）和绝大多数的盐类（AlCl 3 除外）是离子晶体。大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除S i O2 外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）、稀有气体的固态是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅、刚玉等。常温下，金属单质（汞除外）与合金都是金属晶体。 （3）依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高，常在数百至1000余度。原子晶体的熔点最高，常在1000度至几千度。分子晶体的熔点低，常在数百度以下至很低温度。多数金属晶体的熔点高，但也有
相当低的（如汞）。
⑷ 依据导电性判断 离子晶体在水溶液中及熔化时都能导电。 原子晶体一般为非导体， 不能导电。 分子晶体 为非导体，固态、液态均不导电，但分子晶体中的电解质 (主要是酸和典型非金属氢化物 ) 溶 于水， 使分子内的化学键断裂形成自由离子， 故溶液能导电， 金属晶体是电的良导体， 能导 电。 ⑸ 依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或略硬而脆。 原子晶体硬度大。 分子晶体硬度小且较脆。 金属晶体多 数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。 2. 晶体熔、沸点高低的比较方法 ⑴ 离子晶体 一般地讲，化学式与结构相似的离子晶体，阴、阳离子半径越小，所带电荷越多，离子 键越强，熔、沸点越高，如： NaCl>KCl>CsCl 。 ⑵ 原子晶体 键长 (成键原子半径之和 )越短，键能越大，共价键越强，熔、沸点越高。如：金刚石 碳化硅 >晶体硅。 ⑶ 分子晶体 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高， 如： I 2>Br 2>Cl 2>F 2；H 2Te>H 2Se>H 2S 。但具有氢键的分子晶体，如： NH 3、 H 2O 、HF 等熔、 沸点反常地高。绝大多数有机物属于分子晶体，其熔、沸点遵循以下规律： ① 组成和结构相似的有机物 ( 同系物 )，随相对分子质量增大，其熔、沸点升高，如： CH 4
高三化学教案:晶体的类型和性质 1.四种基本晶体类型 分类 晶体质点间作用力 物理性质 熔化时的变化 代表物 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 混合型晶体 要求： 物理性质应从熔、沸点、硬度、导电性等方面展开并回答。 熔化时的变化应从化学键或分子间作用力的破坏，以及破坏后成为的粒子来回答。 代表物应从物质的分类来回答，不能回答一些具体的物质。 2.四种基本晶体类型的判断方法 (1)从概念，物质分类上看，由__________组成，通过_________和_________强烈相互作用而形成的晶体为金属晶体。
构成晶体质点为_________，这些质点间通过_________间作用力，而形成的晶体为分子晶体。共价化合物一般为_________晶体，但SiO2、SiC为_________晶体;离子化合物一定为 _________晶体 (2)由晶体的物理性质来看 ①根据导电性，一般地：熔融或固态时都不导电的是_________晶体或_________晶体，熔融或固态都能导电的为_________晶体;固态时不导电，熔化或溶于水时能导电的一般为 _________晶体;液态、固态、熔融都不能导电，但溶于水后能导电的晶体是_________晶体。一种称为过渡型或混合型晶体是_________，该晶体_________导电 ②根据机械性能：具有高硬度，质脆的为_________晶体，较硬且脆的为_________晶体，硬度较差但较脆的为 _________晶体，有延展性的为_________晶体。 ③根据熔、沸点：_________晶体与_________晶体高于 _________晶体。_________晶体熔沸点有的高，有的低。 3.典型晶体的粒子数 物质 晶型 重复单位几何形状 粒子数 NaCl 每个Cl- 周围与它最近等距的Na+有______个 CsCl 立方体 每个Cs+(Cl-)等距的Cl-(Cs+)有______个 金刚石
高中化学58个考点精讲 16、晶体的类型与性质 1．复习重点 1．离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体组成粒子，粒子间作用力、熔沸点、硬度、导电性； 2．影响晶体熔点和沸点的因素； 3．分子间作用力及其对物质熔点、沸点等物理性质的影响。 2．难点聚焦 （4）晶体性质的比较:比较晶体的硬度大小、熔沸点高低等物理性质的依据是： （5）非极性分子和极性分子 分子空间构型对称，正负电荷重心重合的分子叫非极性分子。 分子空间构型不对称，正负电荷重心不重合的分子叫极性分子。 （6）共价键与离子键之间没有绝对的界限
3．例题精讲 [例1]（98’全国）下列分子所有原子都满足8电子的结构的是（ ） A. 光气（2COCl ） B. 六氟化硫 C. 二氟化氙 D. 三氟化硼 分析：从光气的结构式O Cl C Cl --|| 可以看出各原子最外层都满足8电子结构，应选A 。 硫最外层有6个电子，氟已然形成8个电子，分别形成共价的二氟化物，六氟化物后，最外层必然超过8个电子。 3BF 中B 原子最外层只有6个电子，可见3BF 是一种“缺电子化合物” 。 [例2] 下图是NaCl 晶体结构的示意图：（1）若用+ -?Na - -Cl O ，请将位置表示出来；（2）每个+ Na 周围与它最接近且距离相等的+ Na 有 个。 分析：解答此类问题常用的是“分割法”——从晶体中分出最小的结构单元，或将最小的结构单元分成若干个面。 答案：12 x —平面 y —平面 z —平面 [例3] 在金刚石结构中，碳原子与共价键数目之比 。 分析：取一结构单元，1个C 原子连4条键，一条键为二个原子所共用，为每个C 原子只提供2y ，所以C 原子与C C -键数目之比：2:12 1 4:1=? 答案：2:1 [例4] 如下图，是某晶体最小的结构单元，试写出其化学式。
浙江省北仑中学高三化学《晶体类型与性质和胶体》单元测试 可能用到的相对原子质量： C ：12，Si ：28，K ：39; 0：16; Na ： 23; Cl ： 35.5 ; 一、选择题 （本题包括 22 小题，共 44 分。每小题只有一个正确答案。 ） 1. 有一种橙色胶体溶液，在电泳实验中其胶粒向阴极移动。对这种胶体溶液进行下列处理，发 生凝聚效果最好的是： A .加Na 2SO 4溶液； B ?加酒精溶液；C.加硅酸胶体；D ?加氢氧化铁溶胶。 2. 下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型、物质发生状态变化所克服的 粒子间的 相互作用也相同的是： A. SO 3和SiO 2； B . CO 2和 出0; C. NaCl 和HCI ； D. CC14和KCl 。 3．在水泥、冶金工厂常用高压电对气溶胶作用，以除去大量烟尘，减小对空气污染，这种作用 应用的原理是：A ?丁达尔现象； B ?电泳； C ?渗析； D ?凝聚。 4．下列晶体中，其中任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价键形成正四面体，并向空间 伸展成网状结构的是： A ?四氯化碳； 5．下列有关晶体的说法中，正确的是： A ．分子晶体中一定存在共价键； C .原子晶体的熔、沸点均较高； 6．关于胶体和溶液的区别，下列叙述中正确的是： A .溶液呈电中性，胶体带有电荷； B ?溶液中溶质微粒一定不带电，胶体中分散质微粒带电荷； C .溶液中溶质微粒作有规律的运动，胶体粒子运动无规律； D ?溶液中通过一束光，无特殊现象，而胶体中有 光亮的通路”。 7. 下列关于只含非金属元素的化合物的说法中，正确的是： A .有可能是离子化合物； B .一定是共价化合物； C .其晶体不可能是原子晶体； D.其晶体不可能是离子晶体。 8. 下列物质中，化学式能准确表示该物质分子组成的是： A .氯化铵（NH 4CI ） ； B .二氧化硅（SiO 2）； C.白磷（P 4）; 9. 关于氢键，下列说法正确的是： A .分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高； B .冰中存在氢键，水中不存在氢键； C .每一个水分子内含有两个氢键； D . H 2O 是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致。 10. 下列与胶体无关的事实是： A .明矶用于净水； B .用FeCl 3止血； C .澄清石灰水在空气中放置后变浑浊； D .用石膏点豆腐。 11．三氯化氮 （NCl 3）在常温下是一种淡黄色液体，其分子呈三角锥形，以下关于 NCl 3 的叙述正 确的是：A . NCI 3晶体为原子晶体； B.分子中N — CI 键是非极性共价键； C . NCI 3是一种含极性键的极性分子； D . N — CI 键能大，故NCI 3沸点高。 12．下列物质性质的变化规律与分子间作用力有关的是： A. HF 、HCI 、HBr 、HI 的热稳定性依次减弱； B.金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅； C. NaF 、NaCI 、NaBr 、Nal 的熔点依次降低； D. F ?、CI 2、Br ?、I 2的熔、沸点逐渐升高。 13．将可溶性淀粉溶于热水制成淀粉溶液，该溶液可能不具有的性质是： A .电泳； B .布朗运动； C .聚沉； D .丁达尔效应。 14．最近，科学家在实验室成功地在高压下将 CO 2 转化为类似 SiO 2 的原子晶体结构，下列关 于 CO 2 晶体的叙述中不正确的是： D ．水晶。 B .石墨; C .金刚石; B .离子晶体中不一定存在离子键; D .金属晶体的硬度均较大。 D ?硫酸镁（MgS04）。
晶体的类型和性质单元测试 一、选择题 1．含有非极性键的离子化合物是 ( ) A．C2H2 B．Na2O2 C．(NH4)2S D．CaC2 2．下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是 ( ) A．金刚石，晶体硅，二氧化硅，碳化硅 B．Cl4>CBr4>CCl4>CH4 C．MgO>H20>02>N2 D．金刚石>生铁>纯铁>钠 3．有下列两组命题 A组B组 Ⅰ．H—I键键能大于H—Cl键键能①HI比HCI稳定 Ⅱ．H—I键键能小于H—C1键键能②HCl比HI稳定 Ⅲ．HI分子间作用力大于HCl分子间作用力③HI沸点比HCl高 Ⅳ．HI分子间作用力小于HCl分子间作用力④HI沸点比HCl低 B组中命题正确，且能用A组命题加以正确解释的是 A.Ⅰ① B．Ⅱ② C．Ⅲ③ D．Ⅳ④ 4．据报道，科研人员应用电子计算机模拟出类似C60的物质N60，试推测出该物质不可能具有的性质是 A．N60易溶于水 B．稳定性，N60 晶体结构及其性质 高考热点： 晶体类型的判断；各类晶体物理性质的比较；根据粒子排列空间推断化学式 [知识要点] 【问题讨论】如何比较CF4、CCl4、CBr4、CI4的熔沸点？ 三、氢键： 【问题讨论】H2O的熔沸点为什么反常？类似物质你还知道哪些？ 四、晶体空间结构：见P88 【问题讨论】 ⑴NaCl晶体中Na+周围Cl－的数目？CsCl晶体中Cs+周围Cl－的数目？ ⑵金刚石中每个碳原子与几个碳原子相连？最小碳环为几元环？键角多大？ 例1、能够用键能大小解释的是 A、氮气的化学性质比氧气稳定 B、常温常压下，溴呈液态，碘呈固态 C、稀有气体一般很难发生化学反应 D、硝酸易挥发，而硫酸难挥发 例2、氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的微粒间的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是 A、硝石和金刚石 B、晶体硅和水晶 C、冰和干冰 D、萘和蒽 例3 (1)__ 有关随着增大,熔点依次降低. (2)硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物熔点与有关,随着增大, 增强，熔点依次升高. (3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多,这与有关,因为一般比熔点高. 例4下列过程中,共价键被破坏的是( ) A. 碘晶体升华 B.溴蒸气被木炭吸附 C.酒精溶于水 D.HCl气体溶于水 【课堂精练】 1、(01上海)下列物质属于分子晶体的化合物是 A. 石英 B. 硫磺 C. 干冰 D. 食盐 2、(01上海)碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是 ①高沸点②能溶于水②水溶液能导电④低熔点⑤熔融状态不导电 A. ①②③ B. ③④⑤ C. ①④⑤ D. ②③⑤ 3、CH3+是反应性很强的正离子，其结构式和电子式分别为_____________和___________，若已知CH3+的四个原子处于同一平面上，则C—H键间的夹角是__________。若(CH3)2CH+在NaOH的水溶液中反应将生成电中性的有机分子，其结构简式是：_____________________。若(CH3)3C+去掉H+后将生成电中性的有机分子，其结构简式是_____________。 4、下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是 A、O2、I2、Hg B、CO2、KCl、SiO2 C、Na、K、Rb D、SiC、NaCl、SO2 5、碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 A、①③② B、②③① C、③①② D、②①③ 4、下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是 A、SO2和SiO2 B、CO2和H2O C、NaCl和HCl D、CCl4和KCl 5、关于晶体的下列说法正确的是 A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C、原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 6、在金刚石的晶体结构中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有碳原子，每个碳原子上的任意两个C-C键的夹角都是（填角度） 9、有八种晶体：A.水晶B.冰醋酸C.氧化镁D.白磷E.晶体氩F.氯化铵G.铝H.金刚石 （1）属于原子晶体的化合物是，直接由原子构成的晶体是，直接由原子构成的分子晶体是。 （2）在一定条件下能导电而不发生化学变化的是，受热熔化后化学键不发生变化的是，需克服共价键的是。 10、碳正离子[例如：CH3+、CH5+、（CH3）3C+等]是有机反应中的重要中间体，碳正离子CH5+可以通过CH4在超强酸中再获得一个H+而得到，而CH5+失去H2可得到CH3+ （1）CH3+是反应性很强的正离子，是缺电子的，其电子式为。 （2）CH3+中四个原子是共平面的，三个键角相等，键角应为（填角度）。 （3）（CH3）2CH+在NaCl的水溶液中反应将得到电中性的有机分子，其结构简式为。 （4）（CH3）3C+去掉H+后将生成电中性的有机分子，其结构简式为。 六、重要经验规律及特殊规律 1、物质中有阴离子必有阳离子，但有阳离子不一定有阴离子（如合金及金属）。 2、共价化合物中一定无离子键，离子化合物中不一定无共价键。 3、离子、原子晶体中一定无分子存在，亦无范德华力，只有分子晶体中存在范德华力，唯一无共价键的是稀有气体晶体。 4、非金属元素间一般不能形成离子化合物，但铵盐却是离子化合物。 5、构成分子的稳定性与范德华力无关，由共价键强弱决定。分子的熔沸点才与范德华力有关，且随着分子间作用力增强而增高。 6、原子晶体的熔沸点不一定比金属高，金属的熔沸点也不一定比分子晶体高。 7、由同种非金属元素的原子间形成的化学键为非极性键，由不同种非金属元素的原子间形成的化学键为 晶体的类型与性质知识规律总结 晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体 定义离子间通过离子 键相结合而成的 晶体 分子间以分子间作用 力相结合的晶体 相邻原子间以共价 键相结合而形成的 空间网状结构的晶 体 金属阳离子和自 由电子之间的较 强作用形成的单 质晶体 构成粒子阴、阳离子分子原子金属离子、自由电 子 粒子间作用力 离子间肯定有离 子键，可能有原子 间的共价键 分子间：分子间作用 力。可能有分子内共 价键（稀有气体例外） 共价键 金属离子和自由 电子之间较强的 相互作用 代表物NaCl，NaOH，MgSO4干冰，I2，P4，H2O 金刚石，SiC，晶体 硅，SiO2 镁、铁、金、钠 熔、沸点熔点、沸点较高熔点、沸点低熔点、沸点高熔点、沸点差异较大（金属晶体熔沸点一般较高，少部 分低） 导热性不良不良不良良好 导电性固态不导电，熔化 或溶于水导电 固态和液态不导电， 溶于水可能导电 不导电。有的能导 电，如晶体硅，但金 刚石不导电。 晶体、熔化时都导 电 硬度硬度较大硬度很小硬度很大硬度差异较大 溶解性多数易溶于水等 极性溶剂 相似相溶难溶解 难溶于水（钠、钙 等与水反应） 决定熔点、 沸点高主要 因素 离子键强弱分子间作用力大小共价键强弱金属键强弱 二、几种典型的晶体结构 ①、NaCl晶体 1)在NaCl晶体的每个晶胞中，Na+占据的位置有 2 种。顶点8个，面 心6个 2)Cl-占据的位置有 2 种。棱上12个，体心1个 3)在NaCl晶体中，每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有 12 个；每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有12 个。 4)在NaCl晶体中每个Na+同时吸引着6个Cl-，每个Cl-同时也吸引着 6个Na+，向空间延伸，形成NaCl晶体。 5)每个晶胞平均占有 4 个Na+和 4 个Cl-。1molNaCl能构成这样的晶胞个。 6) Na+与其等距紧邻的6个Cl-围成的空间构型为_____正八面体_________ ②、CsCl晶体 1)每个Cs+同时吸引着 8 个Cl-，每个Cl-同时吸引着 8 个Cs+； 2)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它等距离且最近的Cs+有6个，每个Cl-周围与它等距离且最近的Cl-有 6 个； 3)一个CsCl晶胞有 1 个Cs+和 1 个Cl-组成；4)在CsCl晶体中，Cs+与Cl-的个数比为 1：1 。 ③、金刚石（如图3）：每个碳原子都被相邻的四个碳原子包围，以共价键结合成为正四面体结构并向空间发展，键角都是109o28'，最小的碳环上有六个碳原子，但六个碳原子不在同一平面上。 ④石墨（如图4、5）：层状结构，每一层内，碳原子以正六边形排列成平面的网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大π键），故熔沸点很高。每个正六边形平均拥有两个碳原子、3个C－C。片层间存在范德华力，是混合型晶体。熔点比金刚石高。石墨为层状结构，各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。在金刚石中每个碳原子与相邻的四个碳原子经共价键结合形成正四面体结构，碳原子所有外层电子均参与成键，无自由电子，所以不导电。而石墨晶体中，每个碳原子以三个共价键与另外三个碳原子相连，在同一平面内形成正六边形的环。这样每个碳原子上仍有一个电子未参与成键，电子比较自由，相当于金属中的自由电子，所以石墨能导电。 ⑤干冰（如图6）：分子晶体，每个CO2分子周围紧邻其他12个CO2分子。平均每个CO2晶胞中含4个CO2分子。 1、晶体类型判别： 分子晶体：大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。 原子晶体：仅有几种，晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）、二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、石英等； 金属晶体：金属单质、合金； 离子晶体：含离子键的物质，多数碱、大部分盐、多数金属氧化物； 2、不同晶体的熔沸点由不同因素决定： 离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数（离子键强弱）决定，分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定，原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定，且共价键越强，熔点越高。 3晶体熔沸点高低的判断？ （1）不同类型晶体的熔沸点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体（除少数外）＞分子晶体；金属晶体熔沸点有的很高，如钨，有的很低，如汞（常温下是液体）。 （2）同类型晶体的熔沸点： ①原子晶体：结构相似，半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高。如金刚石＞氮化硅＞晶体硅。 ②分子晶体： 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越强，晶体熔沸点越高。如CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4。 若相对分子质量相同，如互为同分异构体，一般支链数越多，熔沸点越低，特殊情况下分子越对称，则熔沸点越高。 若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体强，故熔沸点特别高。 ③ 金属晶体：所带电荷数越大，原子半径越小，则金属键越强，熔沸点越高。如Al ＞Mg ＞Na ＞K 。 ④ 离子晶体：离子所带电荷越多，半径越小，离子键越强，熔沸点越高。如KF ＞KCl ＞KBr ＞KI 。 1． 60C 与现代足球(如图6-1)有很相似的结构，它与石墨互为 ( ) A ．同位素 B ．同素异形体 C ．同分异构体 D ．同系物 2．下列物质为固态时，必定是分子晶体的是 ( ) A ．酸性氧化物 B ．非金属单质 C ．碱性氧化物 D ．含氧酸 3．金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是 ( ) A ．易导电 B ．易导热 C ．有延展性 D ．易锈蚀 4．氮化硅(43N Si )是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛的用途，它属于 ( ) A ．原子晶体 B ．分子晶体 C ．金属晶体 D ．离子晶体 5．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K 时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是 ( ) A ．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B ．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C ．玻璃态是水的一种特殊状态 D ．玻璃态水是分子晶体 6．下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是 ( ) A ．2O 、2I 、Hg 、Mg B ．2CO 、KCI 、2SiO C ．Na 、K 、Rb 、Cs D ．SiC 、NaCl 、2SO 7．下列每组物质发生状态变化所克服的微粒间的相互作用力属于同种类型的是 ( ) A ．食盐和蔗糖熔化 B ．金属钠和晶体硫熔化 C ．碘和干冰升华 D ．二氧化硅和氧化钠熔化 10．关于晶体的下列说法正确的是 ( ) A ．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B ．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C ．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D ．稀有气体原子序数越大，沸点越高 11．下列各组物质各自形成的晶体，均属于分子晶体的化合物的是 ( ) A ．3NH 、HD 、810H C B ．3PCl 、2CO 、42SO H 晶体的类型与性质 A.复习重点 1．离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体组成粒子，粒子间作用力、熔沸点、硬度、导电性； 2．影响晶体熔点和沸点的因素； 3．分子间作用力及其对物质熔点、沸点等物理性质的影响。 2．难点聚焦 晶体类型离子晶体原子晶体 分子晶体 组成晶体的粒子阳离子和阴离子原子分子 组成晶体粒子间的相互作用离子键共价键范德华力（有的还有氢键）典型实例NaCl 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC 冰（H2O）、干冰（CO2） 晶体的物理特性 熔点、沸点熔点较高、沸点高熔、沸点高熔、沸点低导热性不良不良不良 导电性 固态不导电，熔化 或溶于水能导电 差差机械加工 性能 不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度较小 化学键分子间力 概念相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用物质的分子间存在的微弱的相互作用 范围分子内或某些晶体内分子间 能量键能一般为：120～800 kJ·mol－1约几个至数十个kJ·mol－1 性质影响主要影响分子的化学性质主要影响物质的物理性质（4）晶体性质的比较:比较晶体的硬度大小、熔沸点高低等物理性质的依据是： （5）非极性分子和极性分子 分子空间构型对称，正负电荷重心重合的分子叫非极性分子。 分子空间构型不对称，正负电荷重心不重合的分子叫极性分子。 （6）共价键与离子键之间没有绝对的界限 3．例题精讲 [例1]（98’全国）下列分子所有原子都满足8电子的结构的是（ ） A. 光气（2COCl ） B. 六氟化硫 C. 二氟化氙 D. 三氟化硼 分析：从光气的结构式O Cl C Cl --|| 可以看出各原子最外层都满足8电子结构，应选A 。 硫最外层有6个电子，氟已然形成8个电子，分别形成共价的二氟化物，六氟化物后， 最外层必然超过8个电子。 3BF 中B 原子最外层只有6个电子，可见3BF 是一种“缺电子化合物”。 [例2] 下图是NaCl 晶体结构的示意图：（1）若用+-?Na - -Cl O ，请将位置表示出来； （2）每个+Na 周围与它最接近且距离相等的+Na 有 个。 分析：解答此类问题常用的是“分割法”——从晶体中分出最小的结构单元，或将最 小的结构单元分成若干个面。 答案：12 x —平面 y —平面 z —平面 [例3] 在金刚石结构中，碳原子与共价键数目之比 。 分析：取一结构单元，1个C 原子连4条键，一条键为二个原子所共用，为每个C 原 子只提供，所以C 原子与键数目之比： 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 高三新课：第一单元 晶体的类型 二. 知识分析 引言：在高一的《原子结构 元素周期律》一章中，我们了解了原子的组成和内部结构的规律。在高二的《化学键》中我们学习了原子间的相互作用——化学键和分子的类型。现在，我们来研究一下，由原子和分子所形成的物质——晶体的类型和它们所各自具有的性质。 1. 晶体：有规则几何形状的固体，有固定的熔、沸点。 例如：NaCl 、冰、雪花、冰糖 2. 晶体的类型???? ???) ()()()(如铜金属晶体如金刚石原子晶体如干冰分子晶体如离子晶体NaCl 第一节 离子晶体 分子晶体 原子晶体 一. 离子晶体： 1. 离子化合物（晶体）： 由阴、阳离子通过离子键而形成的化合物叫离子晶体。 阳离子：IA 、IIA 的阳离子、+ 4NH 、某些过渡金属阳离子如+3Fe 、+ 2Fe 、+ 2Cu 等。 阴离子：VI 、VIIA 的阴离子、酸根离子如- 24SO 、- 3NO 等。 2. 微粒和作用力： 阳离子离子键?→???←阴离子 3. 性质： 因离子键较强，所以一般具有较高的熔沸点，较大的硬度、难于压缩。固态时不导电，水溶液或熔融状态下导电。 4. 晶体构型： [例1] NaCl 为立方体型 第一个+Na 周围有6个-Cl （前、后、左、右、上、下）（+Na 和- Cl 间电荷相等，等效代换）每一个- Cl 周围有6个+ Na ，所以氯化钠，应写为66Cl Na ，而NaCl 只是其离子最简化，故称其为化学式。 思考：在NaCl 晶体中，如果将+ Na 半径增大，将会怎样？ 因阳离子半径增大，表面积增大，所吸引的- Cl 必然增多。 [例2] 观察下图，CsCl 的晶体结构 1个+Cs 周围有8个-Cl ，1个-Cl 周围有8个+Cs ，氯化铯应写为88Cl Cs 。 小知识：离子间的配位数和什么有关？ 从以上的例子可以看出，离子间的配位数和阴、阳离子半径比有关。 )/(n r r =阴阳 ↑→↓↑值或阴阳n r r ↓→↑↓值或阳阳n r r 过渡：如果将+Na 半径缩至最小，变为+ H ，又会如何：Cl H --为分子晶体。 二. 分子晶体： 1. 构成微粒：分子（如Ne 、2H 、2CO 、3NH 、4CH 等） 2. 作用力形式：分子间作用力 提问：如何证明：分子间作用力的存在（物质分子的三态变化） 3. 性质： （1）熔沸点较低、硬度较小 （2）在熔解性方面 “相似相溶”原理——经验规律 极性分子易溶在极性溶剂中，非极性分子易溶在非极性溶剂中。如HCl 、3NH 在水中溶解度较大而卤素单质更易溶于有机溶剂中。 思考：分离液体空气是先将空气液化，然后再逐渐升温，问先分离出的是2N 还是2O ？ 答：先分离出2N 然后是2O 因为2N 和2O 都属于分子晶体，2O 的分子量大于2N ，所以2O 的分子间作用力较大，熔沸点较高。在温度逐渐升高过程中，先是2N 气化而后是2O 。 四种晶体性质比较公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 四种晶体性质比较1．晶体 (1)晶体与非晶体 (2)得到晶体的途径 ①熔融态物质凝固。 ②气态物质冷却不经液态直接_______________。 ③溶质从溶液中析出。 (3)晶胞 ①概念 描述晶体结构的基本单元。 ②晶体中晶胞的排列——无隙并置 a．无隙：相邻晶胞之间没有____________。 b．并置：所有晶胞______排列、取向相同。 (4)晶格能 ①定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位： _________________。 ②影响因素 a．离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。 b．离子的半径：离子的半径________，晶格能越大。 ③与离子晶体性质的关系 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度 ___________。 2．四种晶体类型的比较 3.晶体熔沸点的比较 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较 ①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：________________＞离子晶体＞____________。 ②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 (2)同种晶体类型熔、沸点的比较 ①原子晶体： 原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→ ②离子晶体： a ．一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO____MgCl 2______NaCl______CsCl 。 b ．衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。 ③分子晶体： a ．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如H 2O ＞H 2Te ＞H 2Se ＞H 2S 。 b ．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH 4＞GeH 4＞SiH 4＞CH 4。 c ．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点____________，如CO ＞N 2，CH 3OH ＞CH 3CH 3。 d ．同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。 ④金属晶体： 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na ＜Mg ＜Al 。 2．在下列物质中：NaCl 、NaOH 、Na 2S 、H 2O 2、Na 2S 2、(NH 4)2S 、CO 2、CCl 4、C 2H 2、SiO 2、SiC 、晶体硅、金刚石。 (1)其中只含有离子键的离子晶体是________； (2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________； (3)其中既含有离子键，又含有极性共价键和配位键的离子晶体是________；晶体结构及其性质
晶体的类型与性质知识总结
晶体的类型和性质
衡水中学高中化学复习-晶体的类型与性质
第三册第一单元晶体的类型与性质
四种晶体性质比较
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