第5讲晶体的性质与晶体类型的判断（原卷版）.docx

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1、第5讲晶体的性质与晶体类型的判断81知识清单基本概念分子晶体；共价晶体；离子晶体；金属晶体；金属键；基本规律四种晶体类型的判断；晶体熔、沸点的比较；利用“电子气理论”解释金属的延展性、导电性和导热性魏典题温故1 .辨易错(1)分子晶体中一定存在分子间作用力，可能存在共价键。()(2)离子晶体中只存在离子键不存在共价键。()(3)在晶体中只耍有阴离子就一定有阳离子。()(4)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。()(5)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。()(6)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。()(7)石墨晶体存在共价键，金属键和范德华力。()答案(1)4 (2)x (3)Y (4户(5)x

2、 (6)x (7)42.下列性质适合于离子晶体的是()熔点1 070 ,易溶于水，水溶液能导电熔点10.31 ,液态不导电，水溶液能导电能溶于CS2,熔点112.8 ,沸点444.6 熔点97.81 ,质软，导电，密度0.97 g/cn?熔点一218 ,难溶于水熔点3 900 ,硬度很大，不导电难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱熔点高，固体不导电，熔化时导电A.B.C.D.B.石墨烯是电的良导体而石墨烷则为绝缘体C.石墨烯与石墨烷均为高分子化合物D.石墨烯与H2制得石墨烷的反应属于加成反应(3)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸点依次(填增大”或减小”)，其原因是(4)SiO2比C02熔

3、点高的原因是 o(5)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。000PBF4PbBr/2MJ七即SiLSiCl4OIUI448006004002000图(b)SiX4的沸点依F、CI、Br、I次序升高的原因是 o结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX?中的化学键的离 子性、共价性(填“增强”“不变”或“减弱”)。(6)碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图(c)所示，K位于立方体的棱上和 立方体的内部，此化合物的化学式为;其晶胞参数为l.4nm,阿伏加德罗常数用Na表示，则晶体 的密度为 gcn TiL

4、的熔点和沸点呈现一定规律的原因：熔点/沸点/TiCU-25TiBr439230Til4150377cnm,设Na为阿伏加德(4)TiO2晶胞是典型的四方系结构，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm和罗常数的值，该晶体的密度为(写出表达式)gcnT3。答案A解析离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故均不符合离子晶体的特点；中熔点达3 900 ,硬度很大，应是共价晶体。故只有符合题意。般知识梳理1 .四种晶体类型的概念与特点(1)分子晶体分子间通过分子间作用力结合形成的晶体,此类晶体熔点、沸点低，硬度小。(2)共价晶体原子通过共价键形成的晶体,整块晶体是一个三

5、维的共价键网状(立体网状)结构:其物理性质的突出特 点是高硬度、高熔点、高沸点。(3)离子晶体阴、阳离子通过离子键形成的晶体,此类晶体的熔点、沸点较高。配位数：指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目,晶体阴离子、阳离子的配位数之比等于组成 中的阴离子与阳离子数目的反比。(4)金属晶体含义金属原子通过金属键形成的晶体,金属单质形成的晶体就是金属晶体。金属键的形成晶体中金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子共用,从而将所有的金属 原子维系在一起；金属键无饱和性和方向性。2 .四种晶体类型的比较型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子原子金属阳离子和自由阴、阳离子粒子

6、间的相互作用力分子间作用力共价键金属键离子键硬度较小有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体丕昱电，水溶液或熔融态昱电注意：石墨晶体为混合型晶体，为层状结构。硬度小、质软，熔点比金刚石高，能导电。3 .晶体类型的两种判断（1）依据物质的分类判断金属氧化物（K20、NH2O2等）、强碱（NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅等）、非金属氢化物、非金属氧化物（除SiCh外）、几乎所 有的酸、绝大

7、多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅 等。金属单质是金属晶体。（2）根据各类晶体的特征性质判断一般来说，低熔、沸点的化合物属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的化 合物为离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质属于原子晶体；能导电、传热、具有延 展性的晶体为金属晶体。定义：在金属单质晶体中原子之间以金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用。成键粒子：金属阳离子和自由电子。成键条件:单质或合金。成键本质电子气理论：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气整被所有原子所

8、共用，从而把 所有的金属原子维系在一起,形成像共价晶体一样的“巨分子”。“电子气理论”对金属性质的解释金属的导电性在金属晶体中，充满着带负电荷的“电子气”，“电子气”的运动是没有方向的，但在外加电场的作用下“电子气”会发生定向移动，从而形成电流，所以金属容易导电，如图所示:(2)金属的导热性金属容易导热，是由于“电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而把能量从温度 高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。(3)金属的延展性当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在 金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，

9、所以在各原子层之间发生相对滑动以后, 仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下发生形变，也不易断裂，因此，金属都有良好的延展性。 如图所不：册典例精析例题1下面有关晶体的叙述中，不正确的是()A.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B.氯化钠晶体中，每个Na十周围距离相等的Na+共有6个C.氯化钠晶体中，每个Cs+周围紧邻8个C厂D.干冰晶体中，每个C02分子周围紧邻12个C02分子答案:B解析:氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的Na+共12个，每个Na卡周围距离相等且最近的C共有6个。例题2氮化硼具有抗化学侵蚀性质，不易被无机酸和水侵蚀，硬度很高，与金刚石

10、接近。下图是一种 纳米立方氮化硼的晶胞结构。以下说法错误的是()A.纳米立方氮化硼熔点较低8 . N原子的配位数为4C.硼原子的2s和2P原子轨道发生sp3杂化D.纳米立方氮化硼属于共价晶体，可加工制成超硬材料答案:A解析氮化硼的硬度与金刚石相近，则属于共价(或原子)晶体，其熔点很高，A错误；由氮化硼的晶胞 结构可知，N和B原子的配位数均为4, B正确；B原子的核外电子排布式为Is22s22pl该晶体中B原子的 2s轨道和2P轨道发生sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道，形成4个共价键，C正确；纳米立方氮化硼属于共 价晶体，其硬度很高，可加工制成超硬材料，D正确。例题3 (1)第三周期元素氟化物

11、的熔点如下表：化合物NaFMgF2aif3SiF4pf5sf6熔点/9931 2611 291-90一83解释表中氟化物熔点变化的原因： (2)GaN、GaP都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示:物质GaNGaP熔点/17001480解释GaN、GaP熔点变化原因(3)正戊烷、异戊烷、正丁烷、异丁烷的熔点由低到高的顺序为。解析(1)从表格中各物质熔点可判断前三种氟化物均为离子晶体，其熔点逐渐升高是因为Na+、Mg2+、 AF+的半径依次减小，故它们的晶格能依次增大，熔点逐渐升高；后三种氟化物熔点很低，为分子晶体，由 于相对分子质量越大，分子间作用力越强，故其熔点逐渐升高。

12、(2)GaN、GaP都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，都属于原子晶体，原子半径NP,键长 GaNGaP,故熔点前者高。(3)烷烧中碳原子数越多，熔点越高；同分异构体中支链越多，熔点越低。答案(1)前三种氟化物为离子晶体，Na Mg2+、AP+的半径依次减小，晶格能依次增大；后三种氟化物为分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大(2)两者属于原子晶体，半径NP,键长GaNGaP,键能GaNGaP,故熔点GaN比GaP的高(3)异丁烷v正丁烷v异戊烷正戊烷思维模型-晶体熔、沸点比较的一般思路(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律为：原子晶体离子晶体金属晶体分子晶体。(2)

13、同种类型晶体，晶体内粒子间的作用力越大，熔、沸点越高。离子晶体：一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子晶格能越大，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCb, NaOCsClo原子晶体：原子半径越小、键长越短、键能越大，晶体的熔、沸点越高，如熔点：金刚石,碳化硅晶 体硅。分子晶体a.分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高，如H2OH2TOH2SOH2S0b.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。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、沸点越高，如C0N2

14、,CH3OHCH3CH3od.同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，cICC如 ch3ch2ch2ch2ch32 CH3 H C 3 H Cch3o金属晶体：一般来说，金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就 越高，如熔、沸点：NaMgAlo般知识通关命题点晶体类型与性质判断通关1下列性质适合于分子晶体的是A.熔点为1 070 ,易溶于水，水溶液导电B.熔点为3 500 C,不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂C.能溶于CS2,熔点为112.8 ,沸点为444.6 D.熔点为97.82 ,质软，导电，密度为0.97 gcm、通关2下列各种晶体，含有的化学键类型和晶体类型均

15、相同的一组是（）SiCh和CO2；NaCl和CaF2；NaOH和NH4CI；冰和干冰；碘和碘酸钾；晶体硅和碳化硅; 金刚石和C60；铜和铁。A.B.C.D.通关3）已知干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为。pm,阿 伏加德罗常数为Na,下列说法正确的是（）A.晶胞中一个CO2分子的配位数是644x4B.晶胞的密度表达式是, 44/ 一八 gcn” =，或V）N NBF4的熔点，其原因是（5）SiO2比CO2熔点高的原因是通关5 (1)一些氧化物的熔点如下表所示:氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点C1 5702 800解释表中氧化物之间熔点差异的原因:(2)

16、口2。是离子晶体，其晶格能可通过如图的Born Haber循环计算得到。.-2 908 kJ mol-12Li+(g)+O2-(g)Li2O()1040 kJ - mok1703 kJ mo?12Li(g)0(g)318 kJ - mob12Li(晶体)+249 kJ mok1-O2(g)-598 kJ - mob1则0=0键键能为kJ-mol_1, Li2O晶格能为kJmoi。(3)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是 O(4)CO2低压合成甲醇反应为CO2 + 3H2=CH3OH + H2。，该反应中所涉及的4种物质中，沸点从高到低的

17、顺序为，原因是 O通关6几组物质的熔点()数据：A组B组C组D组金刚石：3 550 Li： 181 HF： -83 NaCl： 801 硅晶体：1410CNa： 98 HC1： -115 KC1： 776 硼晶体：2 300 K： 64 HBr： -89 RbCl： 718 二氧化硅：1 723 Rb： 39 HI： -51 CsCl： 645 据此回答下列问题:(1)A组属于 晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是 o(2)B组晶体共同的物理性质是(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(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)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态

18、能导电D 组晶体的熔点由高至U低的顺序为 NaClKClRbClCsCl ， 其原因为通关7 (1)钠、钾、铭、铝、鸨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞 的金属原子数目是 o氯化钻晶体的晶胞如图1,则Cs+位于该晶胞的,而C位于该晶胞的，Cs 一的配位数是 o(2)铜的氢化物的晶胞结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：O(3)图3为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞，其中“。”表示的离子是(填离子符号)。(4)实验证明：KC1、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示)，已知3 种离子晶体的晶格能数据如下表：则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是周围和它最邻近且等距离的Mg2+有个。图1图2通关81VA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。，其中MgO晶体中一个Mg2.图3图4回答下列问题：图(a)(1)碳的一种单质的结构如图所示。该单质的晶体类型为,依据电子云的重叠方式，原子间存在的共价键类型有,碳原子的杂化轨道类型为离子晶体NaClKC1CaO晶格能/kJmo7867153 401(2)石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由单质碳原子组成的二维晶体。将氢气加入石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。下列判断错误的是(填字母)。A.石墨烯是一种强度很高的材料