内容发布更新时间 : 2024/12/29 0:29:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
晶体结构与性质 一、知识回顾 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； 分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体对比表 晶体类型 定 义 分子晶体 分子通过分子间作用力形成的晶体 分 子 范德华力或氢键 冰（H2O）、P4、I2、干冰（CO2）、S8 熔、沸点较低 不 良 差，有些溶 于水可导电 不 良 硬度较小 相似相溶 原子晶体 相邻原子间通过共价键形成的立体网状结构的晶体 原 子 共价键 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC 熔、沸点高 不 良 多数差 金属晶体 金属原子通过金属键形成的晶体 金属阳离子 和自由电子 金属键（没有饱和性方向性） Na、Mg、 Al、Fe 一般较高、 部分较低 良 好 良 好 离子晶体 阴、阳离子通过离子键形成的晶体 阳离子和 阴离子 离子键（没有饱和性方向性） NaOH、NaCl、K2SO4 熔、沸点较高 不 良 固态不导电， 熔化或溶于水能导电 不 良 略硬而脆 多数溶于水，难溶于有机溶剂 组成晶体的粒子 组成晶体粒子间的相互作用 典型实例 熔点、 沸点 导热性 特 征 导电性 机械加 工性能 硬 度 溶解性 不 良 高硬度 不 溶 良 好 一般较高、部分较低 不溶，但有的反应 3、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。 4、金属熔沸点高低的比较： （1）同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔沸点升高。 （2）同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔沸点降低。 （3）合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。 （4）金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低（-38.9℃），而铁等金属熔点很高（1535℃）。 第 1页 共 14页 5、原子晶体的熔点不一定都比金属晶体的高，如金属钨的熔点就高于一般的原子晶体。 6、分子晶体的熔点不一定就比金属晶体的低，如汞常温下是液体，熔点很低。 7、判断晶体类型的主要依据？ 一看构成晶体的粒子（分子、原子、离子）；二看粒子间的相互作用；另外，分子晶体熔化时，化学键并未发生改变，如冰→水。 8、化学变化过程一定发生就化学键的断裂和新化学键的形成，但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化，如食盐的熔化会破坏离子键，食盐结晶过程会形成离子键，但均不是化学变化过程。 9、判断晶体类型的方法？ （1）依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断 ① 离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用力是离子键。 ② 原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键。 ③ 分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。 ④ 金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用力是金属键。 （2）依据物质的分类判断 ① 金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。 ② 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SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。 ③ 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、二氧化硅等。 ④ 金属单质（除汞外）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，常在数百至一千摄氏度。 ② 原子晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度。 ③ 分子晶体的熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④ 金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。 （4）依据导电性判断 ① 离子晶体的水溶液及熔化时能导电。 ② 原子晶体一般为非导体。 ③ 分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。 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较硬、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，但也有较小的，且具有延展性。 （6）判断晶体的类型也可以根据物质的物理性质： ① 在常温下呈气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体（Hg除外），如H2O、H2等。对于稀有气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作单原子分子，因为微粒间的相互作用力是范德华力，而非共价键。 －② 固态不导电，在熔融状态下能导电的晶体（化合物）是离子晶体。如：NaCl熔融后电离出Na+和Cl，能自由移动，所以能导电。 ③ 有较高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为原子晶体，如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。 ④ 易升华的物质大多为分子晶体。 ⑤ 熔点在一千摄氏度以下无原子晶体。 ⑥ 熔点低，能溶于有机溶剂的晶体是分子晶体。 10、晶体熔沸点高低的判断？ 第 2页 共 14页 （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。 11、Na2O2的阴离子为O22-，阳离子为Na+，故晶体中阴、阳离子的个数比为1：2。 12、离子晶体中，阴、阳离子采用不等径密圆球的堆积方式。 13、分子的稳定性是由分子中原子间化学键的强弱决定。 14、冰是分子晶体，冰融化时破坏了分子间作用力和部分氢键，化学键并未被破坏。 15、离子晶体熔化时，离子键被破坏而电离产生自由移动的阴阳离子而导电，这是离子晶体的特征。 16、① 离子晶体不一定都含有金属元素，如NH4Cl ② 离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键， 如NaOH、Na2O2 ③ 金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。 17、① 溶于水能导电的不一定是离子晶体，如HCl等 ② 熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如Si、石墨、金属等。 第 3页 共 14页