第38讲 晶体结构与性质
1.晶体和晶胞 (1)晶体与非晶体
(2)获得晶体的三条途径 ①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 ③溶质从溶液中析出。 (3)晶胞
11基本单元。 ①概念：描述晶体结构的□12无隙并置”构成晶体。 ②晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“□131属③晶胞中粒子数目的计算——均摊法：如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有□
n于这个晶胞。
2．四种类型晶体的比较
1
2
3．离子晶体的晶格能
31kJ·mol－1。(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：□ (2)影响因素
32多，晶格能越□33大。 ①离子所带电荷数：离子所带电荷数越□34小，晶格能越□35大。 ②离子的半径：离子的半径越□(3)与离子晶体性质的关系
36稳定，且熔点越□37高，硬度越□38大。 晶格能越大，形成的离子晶体越□
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。 (1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。(×)
错因：自发地呈现多面体外形的才是晶体，人为制造出的具有规则几何外形的固体如玻璃、木材、陶瓷等均不是晶体。
(2)冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键。(√)
错因：__________________________________________________________ (3)区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定其有无固定熔点。(×)
错因：区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验。 (4)1 mol金刚石和SiO2中含有的共价键数目均为4NA。(×) 错因：1_mol金刚石含有的共价键数目为2NA。
(5)金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子。(√) 错因：__________________________________________________________ (6)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。 (×) 错因：分子晶体硫、碘等的熔点比金属晶体汞的熔点高。
(7)碳有三种同素异形体：金刚石、石墨和C60，其熔点由高到低的顺序为：C60>金刚石>石墨。(×)
错因：石墨的熔点高于金刚石，金刚石的熔点又比C60的熔点高很多。 (8)通过X-射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体。(√)
错因：__________________________________________________________ 2．教材改编题
(据人教选修三P84 T4)下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( ) A．Si和CO2 C．CH4和H2O 答案 C
B．NaBr和O2 D．HCl和KCl
考点一 四类晶体的组成和性质
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[典例1] 现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 金刚石：3550 硅晶体：1410 硼晶体：2300 二氧化硅：1723
据此回答下列问题：
(1)由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：
①A组属于________晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是________。 ②二氧化硅的熔点高于硅，是由于_______________________________。 ③硼晶体的硬度与硅晶体相对比：________。
(2)B组晶体中存在的作用力是________，其共同的物理性质是________(填序号)，可以用________理论解释。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性 (3)C组中HF熔点反常是由于____________________。 (4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为________________，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为_____________________________。
解析 (1)A组由非金属元素组成，熔点很高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔点高，硬度大。
(2)B组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用电子气理论解释相关物理性质。
(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体，HF熔点高是由于分子之间形成了氢键。 (4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。
(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关，电荷数越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高。
答案 (1)①原子 共价键 ②O的原子半径小于Si的原子半径，Si—O键的键长小于Si—Si键的键长，Si—O键的键能大于Si—Si键的键能 ③硼晶体大于硅晶体
(2)金属键 ①②③④ 电子气 (3)HF分子间能形成氢键 (4)②④
(5)NaCl>KCl>RbCl MgO晶体为离子晶体，离子晶体中离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高
名师精讲
(1)原子晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不含共价键。
(2)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属晶体。
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B组 Li：181 Na：98 K：64 Rb：39 C组 HF：－83 HCl：－115 HBr：－89 HI：－51 D组 NaCl KCl RbCl MgO：2800 ℃ (3)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1710 ℃，MgO的熔点为2852 ℃。
(4)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97 ℃，尿素的熔点为132.7 ℃。
(5)同种晶体熔、沸点高低的比较 ①原子晶体
原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高 如熔点：金刚石>碳化硅>硅。 ②离子晶体
a．一般地说，离子所带的电荷数越多(主要因素)，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：Al2O3>MgO>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．具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如熔、沸点：H2O>H2Te>H2Se> H2S。 b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，如熔点：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
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，其熔点越高，如熔点：CO>N2。
d．对于有机物的同分异构体，支链越多，熔点越低。如熔点：CH2CH2CH3CH2CH3>
④金属晶体
金属原子半径越小，价电子数越多，其金属键越强，金属熔点越高，如熔点：Na d．金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。 ②依据导电性判断 a．固体不导电，熔融状态时能导电的晶体是离子晶体。 b．原子晶体一般为非导体。 c．分子晶体为非导体，而部分分子晶体中的物质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。 5
2020年高考化学一轮总复习第十二章第38讲晶体结构与性质学案含解析
