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1、本章重难点专题突破 章 晶体结构与性质 内容索引 一 化学键类型及其与物质类别的关系 二 晶体类型与结构、性质的关系 三 四种重要晶体的结构特点 四 物质熔、沸点高低的比较规律 一 化学键类型及其与物质类别的关系 1.化学键类型及其比较 类型离子键共价键金属键 概念 阴、阳离子间通过静电 作用所形成的化学键 原子间通过共用电子对( 电子云重叠)所形成的化 学键 金属阳离子和自由电子之间 的静电作用 成键 微粒 阴、阳离子原子金属阳离子、自由电子 作用 本质 阴、阳离子间的静电作 用 共用电子对(电子云重叠) 对两原子核产生的电性作 用 金属阳离子和自由电子之间 的静电作用 形成 条件 活泼金属
2、和活泼非 金属化合时形成离 子键 非金属元素形成单质或化合 物时形成共价键 能形成自由电子 键的强 弱判断 离子电荷数越大， 离子半径越小，键 能越大 原子半径越小，共用电子对 数越多，键能越大 金属阳离子半径越小，离 子所带电荷数越多，金属 键越强 影响 性质 离子化合物的熔沸 点、硬度等 分子的稳定性，原子晶体的 熔沸点、硬度等 金属单质的熔沸点等 存在 (举例) 离子化合物，如 NaCl 非金属单质，如H2；共价化 合物，如HCl；离子化合物， 如NaOH 金属单质，如Na 【典例1】 对于A族元素，下列叙述中不正确的是( ) A.SiO2和CO2中，Si和O、C和O之间都是共价键 B.
3、C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8 C.CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应 D.该族元素的主要化合价是4价和2价 解析 C的原子序数为6，最外层电子数是4，次外层电子数为2，所以 B不正确； CO2和SiO2都是共价化合物、酸性氧化物，因此A、C正确； 第A族元素的主要化合价为4价和2价，D正确。 B 2.化学键与物质类别的关系 (1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如金刚石、 晶体硅、氮气等。 (2)只含极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的化合物，如 HCl、NH3等。 (3)既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C
4、2H2、C2H6等。 (4)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。如MgO、NaCl中只含 有离子键，NaOH、Na2O2、NH4Cl中既含有离子键，又含有共价键。 (5)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。 (6)构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，在这些原子 的分子中不存在化学键。 (7)非金属元素的原子之间也可以形成离子键，如NH4Cl等。 (8)金属键只存在于金属单质或合金中。 3.离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系 化学键的种类实例 非金属单 质 无化学键稀有气体分子(单原子分子)He、Ne 非极性共价键O=O、ClCl、HH(均为非极性分子) 共价化合
5、 物 只有共价键 极性分子： 非极性分子： O=C=O 特例：AlCl3 离子化合物 只有离子键 离子键、极性共价键 【典例2】 下列叙述正确的是( ) A.两种非金属原子间不可能形成离子键 B.非金属原子间不可能形成离子化合物 C.离子化合物中不可能有共价键 D.共价化合物中可能有离子键 解析 两种非金属原子间不能得失电子，不能形成离子键，A对； 当非金属原子组成原子团时，可以形成离子化合物，如NH4Cl，B错； 离子化合物中可以有共价键，如：NaOH中的OH键，C错； 有离子键就是离子化合物，D错。 A 二 晶体类型与结构、性质的关系 晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔点、沸点、硬度
6、、导电性 、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微 粒间作用力决定的，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。 1.四类晶体的结构和性质比较 类型 比较 离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体 构成晶体 的粒子 阴、阳离子原子分子 金属阳离子、自 由电子 粒子间 的作用力 离子 键(强) 共价键 分子间 作用力 粒子间的 静电作用 物 质 的 性 质 熔、 沸点 较高很高低 一般较高， 少部分低 硬度硬而脆大小 一般较大， 少部分小 导电性 不良(熔融或水溶液 能导电) 绝缘体(半导体)不良晶体、熔融均导电 传热性不良不良不良良 延展性不良不良不良良 物质 的性质 溶解性
7、易溶于极性溶剂， 难溶于有机溶剂 不溶于任何溶剂 “相似 相溶” 难溶(Na等与 水反应) 典型实例NaCl、KBr 单质： 金刚石 化合物： SiO2 单质：O2 化合物： 干冰 Na、Mg 【典例3】 下列叙述正确的是( ) A.分子晶体中的每个分子内一定含有共价键 B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键 C.离子晶体中可能含有共价键 D.金属晶体的熔点和沸点都很高 解析 稀有气体为单原子分子，晶体中分子内无共价键，A不正确； SiO2晶体为原子晶体，硅原子与氧原子间为极性键，B不正确； Na2O2、铵盐等离子晶体中含有共价键，C正确； 不同金属晶体、金属键强弱不同，其熔、沸点差别很
8、大，D不正确。 C 当离子晶体中存在多核(阳或阴)离子时，离子内的原子间一定是 以共价键结合的。若离子晶体只是由单核离子形成的，则只含有 离子键。 理解感悟 2.晶体类型与化学键的关系 (1)离子晶体与化学键的关系 离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键。注意，可以再细化：离 子晶体中一定含有离子键，可能含有极性共价键、非极性共价键、配位键 。 含有离子键的化合物一定是离子化合物。 离子晶体一定是由阴、阳离子构成的，但晶体中可以含有分子。如，结 晶水合物。 离子晶体中一定含有阳离子，但含有阳离子的晶体不一定是离子晶体。 非金属元素也可以形成离子化合物。如NH4Cl、NH4NO3等都是离子化合
9、 物。 (2)分子晶体与化学键(力)的关系 分子晶体中一定含有分子间作用力。 稀有气体形成的晶体是分子晶体，而稀有气体是单原子分子，其晶体 中只含有分子间作用力。 除稀有气体外的其他分子晶体均含有分子间作用力和分子内共价键。 分子晶体中的分子间作用力决定物质的物理性质(如熔沸点、硬度、 溶解性等)，而共价键决定分子的化学性质。 (3)原子晶体与化学键的关系 原子晶体中一定有共价键，且只有共价键，无分子间作用力。 原子晶体一定是由原子构成的，可以是同种元素的原子，也可以是不 同种元素的原子。 共价化合物形成的晶体可能是原子晶体，也可能是分子晶体。 含有共价键的化合物不一定是共价化合物。 原子晶体
10、可以由极性键构成，也可以由非极性键构成。 (4)金属晶体与化学键的关系 金属晶体中一定有金属键，但有时也有不同程度的其他键。如，合金 中可含有共价键。 金属键不一定就比分子间作用力强。如，汞常温下为液态，就说明汞 中的金属键很弱。 具有金属光泽且能导电的单质不一定就是金属，如石墨能导电，有金 属光泽，却属于非金属。 【典例4】 已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均 以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法正确的是( ) A.C3N4晶体是分子晶体 B.C3N4晶体中CN键的键长比金刚石中CC键的键长要长 C.C3N4晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子
11、D.C3N4晶体中微粒间通过离子键结合 解析 由题给信息“具有比金刚石更大的硬度”，说明C3N4晶体是原子 晶体，且晶体中CN键比金刚石中CC键键长要短，即键更强；由“原 子间均以单键结合”可得每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3 个C原子。 C 三 四种重要晶体的结构特点 1.氯化钠晶体 (1)Na、Cl在晶体中按确定的比例和一定的规则排列， 使整个离子晶体不显电性且能量最低。离子晶体中无单 个分子存在。 (2)离子的配位数为6。 (3)在每个结构单元(晶胞)中，处于不同位置的微粒在该单元中的份额也有 所不同，一般规律是顶点上的微粒属于该单元的份额是1/8；棱上的微粒 在该单元中所占
12、的份额为1/4；面上的微粒在该单元中所占的份额为1/2； 中心位置上的微粒完全属于该单元，即份额为1。 例如：氯离子数：1/881/264 钠离子数：1/41214 因此，钠离子数与氯离子数之比为11，氯化钠的化学式为NaCl。 2.金刚石晶体 (1)碳原子间通过共价键相结合而形成空间网状结 构的原子晶体，整个晶体中无单个分子。 (2)微观构型：正四面体，每个碳原子与4个碳原子 成键，每个碳原子上的任意两个CC键的夹角都 是10928。 (3)最小的环：六元环。 (4)每个C原子参与形成六元环的总数：12个。 3.干冰晶体 (1)干冰晶体中分子之间通过范德华力相结合，当熔化 时，分子内的化学键
13、并不断裂。 (2)每个二氧化碳分子周围与之相邻且等距的二氧化碳 分子数为12。 (3)每个结构单元中含二氧化碳分子数为1/881/26 4。 4.石墨晶体 (1)晶体结构：平面层状结构。 (2)最小的环：六元环。 (3)由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数 为6(1/3)2。 (4)碳碳键数为二个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为 6(1/2)3。键角为120。 (5)该晶体介于原子晶体、分子晶体、金属晶体之间，因而具有各种晶 体的部分特点。如熔点高，硬度小，能导电。 【典例5】 判断下列晶体类型： (1)SiI4：熔点120.5 ，沸点271.5 ，易水解。属
14、。 (2)硼：熔点2 300 ，沸点2 500 ，硬度大。属 。 (3)AlCl3：熔点190 ，沸点180 ，易升华。属 。 (4)苛性钾：熔点300 ，沸点1 320 ，溶于水能导电，晶体不导电。属 。 解析 一般来说三种晶体的熔点由高到低的顺序为原子晶体离子晶 体分子晶体，再根据其导电性来判断是哪种晶体。 答案 (1)分子晶体 (2)原子晶体 (3)分子晶体 (4)离子晶体 【典例6】 X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素 ，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界最硬的原子晶体。下列 叙述错误的是( ) A.WX4是沼气的主要成分 B.固态X2Y是分子晶体 C.ZW是
15、原子晶体 D.ZY2的水溶液俗称“水玻璃” 解析 由题给条件可知：X为H元素，Y为O元素，Z为Si元素，W为C 元素。则WX4为CH4； X2Y为H2O，其晶体类型为分子晶体； ZW为SiC，属原子晶体； ZY2为SiO2，SiO2难溶于水，也不能与水反应，Na2SiO3溶液俗称“水 玻璃”。 答案 D 四 物质熔、沸点高低的比较规律 比较判断晶体熔、沸点的高低时，首先分析物质所属的晶体类型，其 次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的因素。 1.不同类晶体：一般情况下，原子晶体离子晶体分子晶体；金属晶 体(除少数外)分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等 ，有的则很低，如汞、铯、镓等。
16、2.同种类型晶体：构成晶体质点间的作用力大，则熔、沸点高，反之 则低。 (1)离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔、沸点 就越高。例如：NaClCsCl；MgOMgCl2。 (2)分子晶体： 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，则熔、沸点越高。如I2Br2Cl2F2。 组成和结构不相似的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高。如 CON2。 同分异构体之间一般支链越多，熔、沸点越低。如沸点：正戊烷异 戊烷新戊烷。 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，故熔 、沸点较高。如沸点：HFHIHBrHCl。 (3)原子晶体：一般半径越小，键长越短，键能越大，则熔
