2022年晶体的类型与性质 .pdf

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1、1晶体的类型与性质一、四种晶体类型的比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成的粒子粒子间的相互作用肯定有：可能有：分子间：分子内：特性熔沸点一般 _，部分 _ 溶解性导热性导电性固体熔融水溶液机械加工性质硬度一般 _，部分 _ 熔化后克服的作用溶于水后克服的作用典型实例大多数盐 (NaCl 、NH4Cl等) 强碱(NaOH等) 活泼金属氧化物 (CaO 、Na2O2) 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC、晶体 B、BN 等气体、多数非金属单质、酸、稀有气体、多数有机物(冰、干冰、 I2、P4等) 金属 (Na、Mg 、Al 等) 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，

2、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

3、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

4、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页2三、物质熔沸点高低的比较规律物质熔沸点的高低与构成该物质的晶体类型及晶体内部质点间的作用有关，其规律如下：(1) 不同晶体类型的熔沸点高低规律一般为： 原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔沸点有的很高（如钨），有的很低（如 Hg） 。(2) 同属原子晶体可通过比较原子半径的大

5、小确定熔沸点的高低，一般半径越小，熔沸点越高（原子半径越小，键长越 _，键能越 _） 。例如：金刚石（CC）二氧化硅（SiO）碳化硅（ Si C）晶体硅（SiSi）(3) 同属离子晶体离子所带电荷越高，离子半径越小，则离子键越强，熔沸点越高。例如： MgO CaO NaClKCl RbClCsCl (4) 同属金属晶体金属阳离子所带电荷越高，半径越小，金属键越强，熔沸点越高。例如： Al MgNa。(5) 同属分子晶体分子间作用力越强，沸点越高。组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。例如： I2Br2Cl2F2。组成和构成不相似的物质，分子的极性越大，沸点

6、越高。例如： CON2。同分异构体之间a 一般是支链越多，沸点越低。例如：正戊烷异戊烷新戊烷。b 结构越对称，沸点越低。例如：邻二甲苯间二甲苯对二甲苯。若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故沸点较高。例如： HFHI HBr HCl H2OH2TeH2SeH2S 根据在相同条件下物质的状态不同，例如：固体液体气体SHg O2 P2O5H2OCO2 五、离子晶体中的特例1离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl 是离子晶体。2离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如MgO 是离子晶体，熔点是2800；而SiO2是原子晶体，熔点是1732， MgO 的熔点高于SiO2的熔点。3离

7、子晶体中一定含离子键，可能含其他化学键，如NaOH、 Na2O2、NH4Cl 等。4由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是由金属元素Al 和非金属元素Cl 组成的分子晶体。含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。六、用均摊法确定晶体的化学式均摊是指每个图形平均拥有的粒子数目。求晶体中粒子个数比的方法是：1 处于顶点的粒子，同时为8 个晶胞所共有，每个粒子有1/8 属于该晶胞；2 处于棱上的粒子，同时为4 个晶胞共有，每个粒子有1/4 属于该晶胞；3 处于面上的粒子，同时为2 个晶胞共有，每个粒子有1/2 属于该晶胞；4 处于晶胞内部的粒子，则完

8、全属于该晶胞。例如：右图晶体的一个晶胞中，有 c 粒子：112144个，有 d 粒子：1186482个； cd = 11，晶体的化学式为cd 或 dc。七、中学阶段需要掌握的几种晶体模型1氯化钠晶体（离子晶体）在氯化钠晶体中：(1) 与每个 Na等距紧邻的Cl有_个，与每个Cl等距紧邻的Na有_个。(2) 与每个 Na等距紧邻的Na有_个，与每个Cl等距紧邻的Cl有_个。(3) 每个氯化钠晶胞中独立占有_个 Na，_个 Cl，即_个 NaCl。(4) Na与其等距紧邻的6 个 Cl围成的空间构型为_。(5) 晶胞边长a 与离子半径（Nar、Clr）之间的关系为_。(6) 相距最近的两Na之间的

9、距离为_， 相距最近的两Cl之间的距离为_。(7) NaCl晶体密度、 NaCl的摩尔质量M 与离子半径（Nar、Clr）之间的关系_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页32氯化铯（离子晶体）在氯化铯晶体中：(1) 与每个 Cs等距紧邻的Cl有_个，与每个 Cl等距紧邻的Cs有_个。(2) 与每个 Cs等距紧邻的Cs有_个，与每个 Cl等距紧邻的Cl有_个。(3) 每个氯化铯的晶胞中独立占有_个 Cs， _个 Cl，即 _个 CsCl。(4) 晶胞边长a 与离子半径（Csr、Clr）之间的关系 _。(5) CsCl晶

10、体密度、CsCl的摩尔质量M与离子半径（Csr、Clr）之间的关系_ 。3干冰（分子晶体）在干冰的晶体中：(1) 与每个 CO2分子等距紧邻的CO2分子有 _个。(2) 平均每个CO2晶胞中含 _个 CO2分子。(3) 取晶体中4 个 CO2分子，形成一个最小的正方形，用笔描出该正方形。4金刚石（原子晶体）在金刚石的晶体结构中：(1) 每个碳原子与周围的4 个碳原子形成四条碳碳单键，这5 个碳原子形成的是_结构。两条CC 键的夹角为109 28（类似甲烷） 。(2) 晶体中最小的环为6 原子环，但6 个碳原子不在同一平面上。5二氧化硅（原子晶体）(1) 晶体中重复单元是硅氧四面体，每个硅原子与

11、4 个氧原子相连，即每个氧原子又与2 个硅原子相连， 所以在 SiO2的晶体中硅、氧原子个数比为_。(2) 在 SiO2的晶体结构中最小环上有_个原子。(3) 每 n mol SiO2晶体中， SiO 键数目为 _mol。6石墨(1) 石墨是一种混合型晶体，层内存在_键，层间以 _结合。(2) 在层内每个C 原子通过共价单键与另_个 C 原子结构，构成正六边形。(3) 同层内，每个正六边形实际占有_个 C 原子，平均每个正六边形占有_个CC 单键，其关系式为_ 。思考： 12g 石墨晶体中正六边形数目有_个。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -

12、 -第 3 页，共 5 页4【巩固练习A】1 (上海市高考题 )下列物质的晶体中，不存在分子的是（） 。A二氧化硅B二氧化硫C二氧化碳D二硫化碳2 (春季高考题 )离子晶体不可能具有的性质是（） 。A较高的熔沸点B良好的导电性C溶于极性溶剂D坚硬而易粉碎3 石英玻璃是将纯石英在1723高温下熔化， 冷却后形成的玻璃体。关于石英玻璃的结构和性质的叙述中正确的是（） 。A石英玻璃属于原子晶体B石英玻璃能抵抗一切酸的腐蚀C石英玻璃的结构类似于液体D石英玻璃能抵抗碱的腐蚀4 下列物质呈固态时必定是分子晶体的是（） 。A非金属氧化物B非金属单质C金属氧化物D无机含氧酸5 (辽宁省测试题 ) 下列物质属于

13、原子晶体的化合物是（） 。A金刚石B氧化铝C二氧化硅D干冰6 (全国高考题 ) 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（） 。ASO2和 SiO2 BCO2和 H2O CNaCl 和 HCl DCCl4和 KCl 7 (上海市高考题) 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玻璃态水是一种特殊的分子晶体8 自然界中，由下列各组元素形成的化合物中，既

14、有原子晶体，又有分子晶体的是（） 。AH O Si BCa H C CH N O DH Cl O 9 (天津市高考理科综合题) 关于氢键，下列说法正确的是（） 。A每一个水分子内含有两个氢键B冰、水和水蒸气中都存在氢键CDNA 中的碱基互补配对是通过氢键来实现的DH2O 是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致【巩固练习B】1 (2006 年北京东城区二模) 下列说法正确的是（） 。A含有非极性键的化合物其分子一定是非极性分子B原子晶体中只存在非极性共价键C冰是水分子通过氢键作用而形成的分子晶体D若 R 的含氧酸的酸性大于Q 的含氧酸的酸性，则非金属性R 大于 Q 2 (2006 年清华附中一

15、模) 下列关于晶体的说法正确的是（） 。A晶体中只要有阳离子就一定有阴离子B离子晶体发生状态变化时需要克服离子键C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D构成分子晶体的粒子一定含有共价键3 (2005 年南通市一模 ) 用 NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（） 。A乙烯和丙烯的混合物1.4g 中含有 0.1NA个碳原子B6.8g 熔融的 KHSO4中含有 0.1NA个阳离子C23.4g NaCl 晶体中含有0.1NA个如图所示的结构单元D60g 石英晶体中含有4NA个硅氧四面体4 (2005 年南昌调研测试) 下列有关性质判断正确的是（） 。A沸点： HBr HCl B熔沸点： CH3CH2

16、Br C2H5OH C熔点： Li Na 水5 (2004 年高考上海卷 ) 有关晶体的下列说法中正确的是（） 。A晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B原子晶体中共价键越强，熔点越高C冰熔化时水分子中共价键发生断裂D氯化钠熔化时离子键未被破坏6 (2005 年高考上海卷 ) 下列说法错误的是（） 。A原子晶体中只存在非极性共价键B分子晶体的状态变化，只需克服分子间作用力C金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性D离子晶体在熔化状态下能导电7 (2005 年高考全国卷II) 下列说法正确的是（） 。A常温常压下，只有一种元素的单质呈液态B周期表中所有元素都是从自然界中发现的C过渡元素不全是金属元

17、素D常温常压下，气态单质的分子都是由非金属元素的原子形成的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页58 (2006 年 1 月海淀一中模拟) NaCl 为六面体型晶体，若使离子间距扩大2 倍，晶体密度变为原来的（） 。A116B18C14D129 最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞（碳原子用小球表示，镍原子用大球表示， 镁原子用大球表示）如右图所示，则该晶体的化学式为（） 。AMg2CNi3 BMgC2Ni CMgCNi2 DMgC

18、Ni310 (2006 年徐州模拟 ) 已知 CsCl 晶体的密度为gcm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个 Cs的核间距为a cm （如右图所示） ，则 CsCl 的相对分子质量可表示为（） 。A3AN8aggB3AN6aggC3AN4aggD3ANagg11 下列物质： 水晶冰醋酸氧化钙白磷晶体氩氢氧化钠铝金刚石过氧化钠碳化钙11碳化硅12干冰13过氧化氢(1) 属于原子晶体的化合物_。(2) 直接由原子构成的晶体_。(3) 直接由原子构成的分子晶体_。(4) 由极性分子构成的晶体是_，含有非极性键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(5) 在一定条件下能导电而不发生化学变化的是_，

19、受热熔化后化学键不发生变化的是 _，受热熔化后需克服共价键的是_。(6) 同种分子间能形成氢键的是_。12 (南京市质检题 ) 氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300反应获得。(1) 氮化硅晶体属于_晶体（填晶体类型） 。(2) 已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N 原子和N 原子、 Si 原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8 电子稳定结构。请写出氮化硅的化学式：_。(3) 现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为：_ 。13 C60、金刚石和石墨的结构模型如图

20、（甲）、 （乙）、 （丙）所示（石墨仅表示出其中的一层结构） ：(1) C60、金刚石和石墨三者的关系互为_。A同分异构体B同素异形体C同系物D同位素(2) 固态时， C60属于 _晶体（填“离子” 、 “原子”或“分子” ） ，C60分子中含有双键的数目是 _，1 mol C60与 F2加成时最多消耗_mol F2。(3) 硅晶体的结构跟金属石相似，1mol 硅晶体中含有硅硅单键的数目约是_NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1 个氧原子，二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是_。(4) 石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是_。14 (2005 年高考全国卷I) 甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成的粒子，它们的电子总数相等。已知甲、乙、丙为双原子分子或负二价双原子阴离子，丁为原子。(1) 丙与钙离子组成的离子化合物跟水反应产生一种可燃性气体，反应的化学方程式是_ 。(2) 乙在高温时是一种还原剂，请用化学方程式表示它在工业上的一种重要用途：_ 。(3) 在一定条件下， 甲与 O2反应的化学方程式是_ 。(4) 丁的元素符号是_，它的原子结构示意图为_。(5) 丁的氧化物的晶体结构与_的晶体结构相似。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页