晶体结构与性质全章复习与巩固
杰责编:宋 审稿:张撰稿:乔震 立
【重点聚焦】
一、晶体与非晶体比较
本质差别 性质差别 制法 鉴别方法 微观结构自范性固定熔点 各向异性
凝固、凝华、呈周期性 晶体 固定 有 有X射线衍射实 结晶有序排列 验等 无 无 不固定非晶体无序排列
二、四类晶体的比较
分子晶体 金属晶体 离子晶体 原子晶体晶体类型阴、阳离子晶体质点 原子 金属阳离子、 分子 自由电子(粒子)
分子间作用力 复杂的静电作用 离子键 共价键粒子间作用一般较高,少部分低熔沸点 很高 较高很低
一般较硬,少部分软 硬度 一般较软很硬 较硬
难溶相似相溶 (Na等与水反应难溶解 ) 溶解性差异很大 溶解性良导体一般不导电 导电情况 不导电 固体不导电,熔化或溶于水后导电 (除硅)无分子 无分子 是否存在单个分无分子、巨大网状有分子 子 结构
某些非金属单质、所有氢化物、部分非金属单质 强碱、活泼金属氧 物质种类化物、绝大多数盐(固态) 某些非金属化合金属单质、部分非金等几乎所有 属氧化物、 物、某些氧化物绝大多数有机的酸、 物的晶体熔化时键的变化 断键 不断键 减弱 断开离子键
NaCl、CaCO 金刚石、水晶、碳干冰、冰、纯硫酸、Na、Mg实例 、Al等 化硅等 H 等NaOH(S)
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2
三、熔、沸点的比较
不同类型:
一般:原子晶体>离子晶体>分子晶体 金属晶体(除少数外)>分子晶体 同种类型:
原子晶体:原子晶体→共价键强弱→成键原子半径 原子半径越小,共价键越强,熔沸越高。
离子晶体:离子晶体→晶格能→离子键强弱→离子半径、离子电荷 离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强、熔沸点越高 金属晶体:金属晶体→金属键强弱→金属阳离子半径、所带电荷数 金属阳离子电荷数越多,离子半径越小,金属键越强、熔沸点越高
分子晶体:①组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高
②式量相同,分子极性越大,熔沸点越高 ③分子中存在氢键的比不存在氢键的熔沸点高
四、几种典型晶体的空间结构
、氯化钠晶体1构成的几何,这些Cl66,即每个Na紧邻个Cl 氯化钠晶体中阴、阳离子的配
+--
位数是4Na和等距离相邻。平均每个氯化钠晶胞含有4个图形是正八面体;每个Na与12个Na
+++
-
个Cl
2、氯化铯晶体
++
++--+-
每个Cl(或Cs)周围与之最接近且距离相等的Cs(或Cl)共有8个,这几个
Cs(或Cl)个,这几个6Cs在空间构成的几何构型为立方体;在每个Cs周围距离相等且最近的共有
-++—
Cl1个Cs和1个。)Cs(或Cl在空间构成的几何构型为正八面体;一个氯化铯晶胞含有
3、干冰晶体 与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有12个。
、金刚石 4 属于原子晶体,这种晶体的特点是空间网状、无单个分子。金刚石中每个C原子与4个C原子紧邻,由共价键构成最小环状结构中有6个C原子。晶体中C原子个数与C-C键数之比为:1︰(4×1/2)=1︰2
、二氧化硅 5
每个Si与4个O原子形成共价键,每个O与2个Si原子形成共价键。在二氧化硅晶体中Si
与O原子个数比为1︰2,平均每n mol SiO晶体中含有Si-O键最接近4n mol。
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、石墨 6个六边形共3原子被C晶体中每个 杂化;sp原子呈C属于混合型晶体,是层状结构,
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。︰31用,平均每个环占有2个碳原子。晶体中碳原子数、碳环数和碳碳单键数之比为2︰ 晶体中存在的作用有:共价键、金属键、范德华力。
五、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式
属于晶胞;1/8 1、处于顶点的粒子,同时为8个晶胞共有,每个粒子有 属于晶胞。 2、处于棱上的粒子,每个粒子有1/4 属于晶胞。 3、处于面上的粒子,每个粒子有1/2 4、处于内部的粒子,完全属于晶胞。
六、金属的几种堆积模型
以下四种堆积方式分别是:
面心立方(铜型)镁型 简单立方(钋) 体心立方(钾型)
。上述四种晶胞平均所含的粒子数分12上述四种堆积方式的配位数分别是: 6、8、12、 4 1、2、2、别为:
七、晶格能:
1mol离子晶体所释放的能量。, 在标准状况下气态正离子和气态负离子形成 晶格能越大, 晶格能与离子晶体的物理性质:离子晶体越稳定,熔沸点越高、硬度越大。
【知识网络】
【方法整合】
类型一、晶体类型的判别
、从下列各物质中,选出符合题目要求的代号填空:题 1 ⑴ CH ⑵ SiO ⑶ CaCl ⑷ HO ⑸ NHCl ⑹ KCl ⑽ Al ⑾ SiC ⑿ Ar
⒀ NH ⒁ CHCOOH ⒂ HO ⒃ NaO ⒄ Hg ⒅ Br
4422
2233222
44 22 2
⑺ Na ⑻ NaCl ⑼ KOH ⒆晶体硅 ⒇金刚石
(21) I (22) HS (23) CBr (24)CF 以上物质中,属于分子晶体的是: _______________________________________
属于金属晶体的是: _______________________________________ 属于原子晶体的是: _______________________________________ 属于离子晶体的是: _______________________________________
思路点拨:本题考查晶体类型的判断,判断方法有多种,注意各种方法的综合运用。 解析答案:分子晶体: 1、4、12、13、14、15、18、21、22、23、24 金属晶体: 7、10、17 原子晶体: 2、11、19、20 离子晶体: 3、 5、6、8、9、16 总结升华:
Ⅰ:离子晶体: 含离子键的物质, 如可溶性碱、大部分盐、少量金属氧化物及“类盐”。 原子晶体: 仅有几种: 金刚石、金刚砂(SiC)、石英(SiO)、单晶硅(Si)。 分子
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晶体: 大部分有机物、所有的酸、难溶碱、非金属单质、某些盐。 金属晶体:金属单质(固态)。 Ⅱ:从组成上判断(仅限于中学范围): 有无离子?(有:离子晶体) 是否属于“几种原子晶体”? 以上皆否定,则多数是分子晶体。 Ⅲ:从性质上判断:
熔沸点和硬度;(高:原子晶体;中:离子晶体;低:分子晶体) 熔融状态的导电性。(导电:离子晶体) 举一反三:
【变式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2200℃,熔融态不导电;________________ B、溴化铝,无色晶体,熔点98 ℃,熔融态不导电;________________
C、五氟化钒,无色晶体,熔点19.5℃,易溶于乙醇、氯仿、丙酮中;_______________ D、物质A,无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电_____________
解析:本题考查根据晶体的性质判断晶体类型,不同晶体类型的熔沸点、硬度等有很大差异。 【答案】原子晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体
类型二、比较晶体熔沸点的高低
、判断下列晶体熔沸点的高低顺序: 题 2
①金刚石、氯化钠、干冰 ②金刚石、晶体硅、碳化硅 ③CH、CH、CH
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④正戊烷、异戊烷、新戊烷
⑤NaCl、CsCl
思路点拨:考查不同类型晶体熔沸点高低的比较,注意先判断晶体的类型。 解析:①分别是原子晶体、离子晶体、分子晶体; ②都是原子晶体,比较半径;
③都是分子晶体,比较相对分子质量;
④同分异构体,判断支链,支链越多,熔沸点越低;
++
的半径。Na、Cs ⑤都是离子晶体,比较HH﹥C②金刚石﹥碳化硅﹥晶体硅 ③C 【答
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案】①金刚石﹥氯化钠﹥干冰 ﹥CHCsCl ⑤NaCl﹥ ④正戊烷﹥异戊烷﹥新戊烷 总结升华:
物质熔沸点高低的比较方法:
原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶Ⅰ、不同晶型物质的熔沸点高低顺序一般是: 体。同一晶型的物质,则晶体内部结构微粒间的作用越强,熔沸点越高。形成的共价键的键长越短,一般地说,原子半径越小, Ⅱ、原子晶体比较共价键的强弱: 键能越大,其晶体熔沸点越高。如熔点:金刚>碳化硅>晶体硅。Ⅲ、离子晶体比较离子键的强弱。一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,
CsCl >>MgO>MgClNaCl则离子间的作用就越强,其离子晶体的熔沸点就越高,如熔点:OⅣ、
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分子晶体:组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高如熔沸点: 。组成和结
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构不相似的物质,分子极性越大,其熔沸点就越高,如熔沸HClHI>HBr>>N,。在同分异构体
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中,一般地说,支链数越多,熔沸点越低,如熔沸点:正戊烷>N点:CO>其熔沸点高低顺序
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是邻>间>对位化合同分异构体的芳香烃及其衍生物,异戊烷>新戊烷; 物。其金属阳离子与自由电子间的作Ⅴ、金属晶体中金属离子半径越小,离子电荷数越多,
用越强,金属熔沸点就越高。的熔沸点随原子序数递增而升高;第Ⅰ(分子晶体) Ⅵ、元素周期表中第ⅦA族卤素单质 的熔沸点随原子序数的递增而降低。 A族碱金属元素单质(金属晶体) 举一反三:
均为离子化合物,根据下列数据,这三种化合物的熔MgONaF、②NaI、③】① 【变式2 点高低顺序是 ①>② > ③、① A>②> B、③ ③> D、②①> ①②、③ C>> 解析:比较离子半径、离子所带电荷 B 【答案】
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