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第四节
晶体结构与性质
考点(一) 晶体常识和常见四种晶体的性质 【精讲精练快冲关】
[知能学通]
1．晶体
(1)晶体与非晶体的比较
比较 结构特征 自范性 性质特征 熔点 异同表现 二者区别方法 (2)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：相邻晶胞之间没有任何间隙。 b．并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 2．四种晶体类型的结构与性质 晶体类型 比较项目 构成粒子 粒子间的相互作用力 硬度 分子晶体 共价晶体 金属晶体 金属阳离子、自由电子 金属键 有的很大， 有的很小 有的很高， 有的很低 常见溶剂难溶 离子晶体 间接方法 科学方法 晶体 构成粒子周期性有序排列 有 固定 各向异性 非晶体 构成粒子无序排列 无 不固定 各向同性 测定其是否有固定的熔点 对固体进行 X-射线衍射实验 分子 范德华力 (某些含氢键) 较小 原子 阴、阳离子 共价键 离子键 很大 较大 熔、沸点 较低 很高 难溶于任何溶剂 较高 大多易溶于水等极性溶剂 溶解性 相似相溶 309教育资源库 www.309edu.com
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一般不导电，溶导电、传热性 于水后有的导电 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属物质类别及实例 氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如Na2O)、强碱(如KOH)、绝大部分盐(如NaCl) [注意] ①常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。 ②共价晶体中一定含有共价键，而分子晶体中不一定有共价键，如稀有气体的晶体。 ③共价晶体熔化时，破坏共价键，分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，分子内的共价键不被破坏。
[题点练通]
1.下列属于分子晶体的性质的是( ) A．组成晶体的微粒是离子
B．能溶于CS2，熔点为112.8 ℃，沸点为444.6 ℃ C．熔点为1 400 ℃，可作半导体材料，难溶于水 D．熔点高，硬度大
解析：选B 分子晶体的组成微粒是分子，A错误；分子晶体的主要性质有熔、沸点低，硬度小，晶体固态和熔融状态时均不导电，C、D错误；极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，B正确。
2．根据表中几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法中错误的是( )
熔点/℃ 沸点/℃ NaCl 801 1 465 5MgO 2 852 3 600 AlCl3 190 182.7 SiCl4 －68 57 单质B 2 300 2 500 注：AlCl3熔点在2.5×10Pa条件下测定。 A．SiCl4常温下是液态 B．单质B是共价晶体 C．AlCl3是分子晶体 D．MgO是金属晶体
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解析：选D 根据晶体性质特点及表中数据进行分析，SiCl4熔点为－68 ℃，沸点为57℃，常温下为液体，A正确；单质B的熔、沸点很高，是共价晶体，B正确；AlCl3的熔、沸点低，是分子晶体，C正确；MgO是离子晶体，D错误。
3．下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是( ) A．由分子间作用力结合而成，熔点低
B．固体或熔融后易导电，熔点在1 000 ℃左右 C．由共价键结合网状结构，熔点高 D．固体不导电，但溶于水或熔融后能导电
解析：选B 由分子间作用力结合而成，熔点低，属于分子晶体的性质，A错误；由共价键结合网状结构，熔点高，属于原子晶体的性质，C错误；固体不导电，但溶于水或熔融后能导电，属于离子晶体的性质，D错误。
4.在一定条件下，可得到一种共价晶体CO2(如图所示)，下列对该物质的推断一定不正确的是( )
A．该晶体中含有极性键
B．该晶体易汽化，可用作制冷材料 C．该晶体有很高的熔、沸点 D．该晶体硬度大，可用作耐磨材料
解析：选B 共价晶体CO2具有空间网状结构，其成键情况也发生了变化，由原来的碳氧双键变为碳氧单键，但化学键依然为极性共价键，故A正确；共价晶体具有硬度大，熔、沸点高等特点，故C、D正确，B错误。
5．(1)(2017·全国卷Ⅲ)Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在__________________。 (2)(2016·全国卷Ⅰ)Ge单晶具有金刚石型结构，其微粒之间存在的作用力是________。
(3)(2016·全国卷Ⅱ)单质铜及镍都是由________键形成的晶体。
(4)(2015·全国卷Ⅰ)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。
(5)(2015·全国卷Ⅱ)氧和钠的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。 答案：(1)离子键和π键(Π4键) (2)共价键 (3)金属 (4)分子 (5)分子晶体 离子晶体
6．(1)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色易挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体构
6
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型。试推测Ni(CO)4的晶体类型是________，Ni(CO)4易溶于________(填标号)。
A．水 B．四氯化碳 C．苯 D．硫酸镍溶液
(2)实验测得铝元素与氯元素形成化合物的实际组成为Al2Cl6，其球棍模型如图所示。已知Al2Cl6在加热时易升华，Al2Cl6属于____________(填晶体类型)晶体 。Na[Al(OH)4]属于____________(填晶体类型)晶体，存在的化学键有________________________。
(3)原子簇是由几个到几百个原子形成的聚集体，如铝原子簇Al13、Al14。已知原子簇价电子总数为2,8,20,40,58…时，原子簇通常可稳定存在。其中Al13的性质与卤素性质相似，则铝原子簇Al13属于____________晶体，铝原子之间的作用力为________。
解析：(1)由“易挥发性液体”可知Ni(CO)4是分子晶体，由“正四面体构型”可知Ni(CO)4
是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳和苯中。(2)由图可知，Al2Cl6是分子晶体。Na[Al(OH)4]是离子化合物，故是离子晶体，存在离子键、极性共价键、配位键。(3)由题目信息可知，铝原子簇Al13应为分子晶体，内部铝原子之间的作用力为共价键。
答案：(1)分子晶体 BC (2)分子 离子 离子键、极性共价键、配位键 (3)分子 共价键
[方法规律] “五依据”突破晶体类型判断 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断
①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键。②共价晶体的构成粒子是原子，粒子间的作用是共价键。③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的作用为范德华力或氢键。④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用是金属键。
(2)依据物质的类别判断
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(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)是分子晶体。③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。④金属单质(常温汞除外)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1 000余度。②共价晶体熔点高，常在1 000度至几千度。③分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度。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
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①离子晶体水溶液及熔化时能导电。②共价晶体一般为非导体。③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要指酸和非金属氢化物)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硬而脆。②共价晶体硬度大。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。
7.下列物质的熔点高低顺序正确的是( ) A．金刚石>碳化硅>晶体硅 B．氧化铝>氯化钾>氯化钠 C．H2O>NH3>PH3>AsH3 D．生铁>Na>纯铁
解析：选A 键能：C—C>Si—C>Si—Si，键能越大，物质的熔点越高，A正确；因为Na的离子半径比K小，NaCl的离子键强于KCl，故NaCl晶体的熔点高于KCl晶体，B错误；PH3和AsH3中不存在氢键，其熔点高低与范德华力有关，而相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔点越高，故PH3的熔点低于AsH3，C错误；纯铁的熔点高于生铁(合金)，钠的熔点最低，D错误。
8．下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是( ) A．CaO与CO2 B．NaCl与HCl C．SiC与SiO2 D．Cl2与I2
解析：选C A项，CaO是离子化合物，熔化时断裂离子键，而CO2在固态时是分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，与化学键无关；B项，NaCl是离子化合物，熔化时断裂离子键，而HCl在固态时是分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，与化学键无关；C项，SiC和SiO2都是共价晶体，熔化时断裂的是共价键，与化学键有关；D项，Cl2和I2在固态时都是分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，与化学键无关。
9．(2019·成都模拟)几组物质的熔点(℃)数据如表所示：
A组熔点/℃ 金刚石：>3 550 硅晶体：1 410 硼晶体：2 300 二氧化硅：1 732 据此回答下列问题： (1)①由表格中数据可知，A组中物质的熔点普遍偏高，A组物质属于________晶体，其
B组熔点/℃ Li：181 Na：98 K：64 Rb：39 C组熔点/℃ HF：－83 HCl：－115 HBr：－89 HI：－51 D组熔点/℃ NaCl KCl RbCl MgO：2 800 ＋
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(新课改省份专用)2020版高考化学一轮复习第五章第四节晶体结构与性质学案(含解析)
