晶体结构与性质

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1、第3讲 晶体结构与性质基础盘点一、晶体的常识自我诊断1.下列叙述正确的是（ ）A.固态物质一定是晶体B.冰和固体碘晶体中相互作用力相同C.晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列D.凡有规则外形的固体一定是晶体解析 固态物质分为晶体和非晶体，二者的根本区别是晶体有三大特性：有规则的几何外形、有各向异性、有固定的熔点。B中冰中除范德华力外还含有氢键，而碘中只有范德华力。所以，A、B、D都错误，只有C正确。答案 C2.某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如右图所示，晶体中A、B、C的原子个数之比为 ( )A.112B.231C.211D.133C基础回归1.晶体与非晶体晶体非晶体结结构特征结

2、结构微粒 排 列结结构微粒 排 列 性质质 特征自范性熔点异同表现现二者 区别别 方法间间接方法看是否有固定的科学方法对对固体进进行 实验实验周期性有序无序有无固定不固定各向异性各向同性熔点X射线-衍射2.得到晶体的途径(1) 。(2) 。(3) 。3.晶胞(1)概念描述晶体结构的 。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有 。并置：所有晶胞 排列、 相同。熔融态物质凝固气态物质冷却不经液态直接凝固溶质从溶液中析出基本单元任何间隙平行取向方法归纳 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 属于这个晶胞。长方体（正方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算位置计算方法

3、位于顶点同为8个晶胞所共有， 粒子属于该晶胞位于棱上同为4个晶胞所共有, 粒子属于该晶胞位于面上同为2个晶胞所共有， 粒子属于该晶胞位于内部整个粒子都属于该晶胞非长方体（正方体）晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点（1个碳原子）被三个六边形共有，每个六边形占1/3。（1）具有规则几何外形的不一定是晶体；（2）在使用“均摊法”计算晶胞中微粒个数时要注意晶胞的形状，如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共用。误区警示二、四种晶体的比较自我诊断3.下列关于晶体的说法正确的是 ( )A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B.在晶体中只要有

4、阳离子就一定有阴离子C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低解析 在原子晶体中构成晶体的粒子是原子，在离子晶体中构成晶体的粒子是阳离子和阴离子；在分子晶体中构成晶体的粒子是分子，在金属晶体中构成晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，故选项B错误；晶体的熔点一般是原子晶体离子晶体分子晶体，而金属晶体的熔点相差比较大，晶体硅的熔点（1 410)要比金属钨的熔点（3 410）低，而金属汞的熔点（常温下是液体）比蔗糖、白磷（常温下是固态，分子晶体）等低，所以选项B、C、D不正确。答案 A4.有下列八种晶体：A.水晶 B.冰醋酸 C.氧化镁D.白磷 E.晶体氩 F.氯化铵 G

5、.铝 H.金刚石以上晶体中：（1）属于原子晶体的化合物是 ，直接由原子构成的晶体是 ，直接由原子构成的分子晶体是 。（2）由极性分子构成的晶体是 ，含有共价键的离子晶体是 ，属于分子晶体的单质是 。（3）在一定条件下能导电而不发生化学变化的是，受热熔化后化学键不发生变化的是 ，需克服共价键的是 。解析 在题项中属于原子晶体的是：金刚石和水晶（由Si原子和O原子构成）；属于分子晶体的是：冰醋酸、白磷和晶体氩;属于离子晶体的是：MgO（由Mg2+和O2-组成）、NH4Cl（由NH 和Cl-组成）；而Al属于金属晶体，金属的导电是靠自由电子的移动并不发生化学变化，但金属熔化时金属键就被破坏。分子晶体

6、的熔化只需要克服分子间作用力，而原子晶体、离子晶体熔化时分别需要克服共价键、离子键。答案 （1）A AEH E （2）B F DE （3）G BDE AH基础回归类类型比较较 分子晶体原子 晶体金属晶体离子晶体构成 粒子、粒子间间 的相互 作用力硬度较较小很大有的很大， 有的很小较较大分子分子间作用力原子共价键金属键金属阳离子自由电子阴、阳 离子离子键熔、沸点 较较低很高有的很 高，有 的很低较较高溶解性相似相溶难难溶于 任何溶 剂剂常见见溶 剂难剂难 溶大多易溶 于水等极 性溶剂剂导电导电 、 传热传热 性一般不导导 电电，溶于 水后有的 导电导电一般不 具有导导 电电性， 个别为别为 半导

7、导体电电和热热 的良导导体晶体不导导 电电，水溶 液或熔融 态导电态导电物质质 类别类别 及举举 例大多数非金 属单质单质 、气 态氢态氢 化物、 酸、非金属 氧化物 （SiO2除外）、绝绝 大多数有 机物（有 机盐盐除外）部分非金 属单质单质 (如金刚刚 石、硅、 晶体硼), 部分非金 属化合物( 如SiC、 SiO2）金属单质单质与合金 （如Na、 Al、Fe、青铜铜）金属氧化物 （如K2O、 Na2O）、 强碱（如 KOH、 NaOH）、 绝绝大部分 盐盐 (如NaCl)特别提醒 （1）原子晶体的熔点不一定比离子晶体高,如MgO的熔点为2 852,石英的熔点为1 710。（2）金属晶体的

8、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。要点精讲要点一 晶体类型的判断1.依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断离子晶体的粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键；原子晶体的粒子是原子，原子间的作用是共价键；分子晶体的粒子是分子，分子间的作用为分子间作用力，即范德华力；金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用是金属键。2.依据物质的性质分类判断金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如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、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有

9、机盐外）是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质与合金属于金属晶体。3.依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在几百至一千多度。原子晶体的熔点高，常在一千至几千度。分子晶体熔点低，常在几百度以下至很低温度。金属晶体的熔点差别很大。4.依据导电性判断固态不导电、熔融态能导电的一定是离子晶体。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电。金属晶体是电的良导体。5.依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或略硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬

10、度差别大，且具有延展性。熔点/硬度水溶性导电导电 性水溶液与 Ag+反应应A811较较大易溶水溶液或 熔融导电导电白色沉淀B3 500很大不溶不导电导电不反应应C-114.2很小易溶液态态不 导电导电白色沉淀【典例导析1】有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表：(1)晶体的化学式分别为：A 、B 、C 。（2）晶体的类型分别是：A 、B 、C 。（3）晶体中微粒间作用力分别是：A 、B 、C 。解析 A晶体的熔点较高，硬度较大,且熔融状态下能导电，故A应为离子晶体,又因为A与Ag+反应可生成白色沉淀，故A应为NaCl。晶体B熔点

11、很高，硬度很大，应为原子晶体，故B应为金刚石。晶体C的熔点很低，液态不导电，应为分子晶体，故C为HCl。答案 （1）NaCl C HCl（2）离子晶体 原子晶体 分子晶体（3）离子键 共价键 分子间作用力迁移应用1 据报道：用激光可将置于铁室中的石墨靶上的碳原子“炸松”，再用一个射频电火花喷射出氮气，可使碳、氮原子结合成碳氮化合物的薄膜，该碳氮化合物的硬度比金刚石更坚硬，则下列分析正确的是 ( )A.该碳氮化合物呈片层状结构B.该碳氮化合物呈立体网状结构C.该碳氮化合物中CN键长比金刚石的CC键长长D.相邻主族非金属元素形成的化合物的硬度比单质小解析 由题意知，碳氮化合物的硬度比金刚石还大，说

12、明该碳氮化合物为原子晶体，因此是立体网状结构，与金刚石相比，C原子半径大于N原子半径，所以CN键长小于CC键长。故B正确。答案 B迁移应用2 按下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是 ( )A.由分子间作用力结合而成，熔点低B.固体或熔融后易导电，熔点在1 000左右C.由共价键结合成网状结构，熔点高D.固体不导电，但溶于水或熔融后能导电解析 A为分子晶体；B中固体能导电，熔点在1 000左右，不是很高,应为金属晶体；C为原子晶体；D为离子晶体。B要点二 晶体熔、沸点高低的判断1.不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律原子晶体离子晶体分子晶体金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，

13、而汞、镓、铯等沸点很低。2.原子晶体在原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点:金刚石石英碳化硅硅。3.离子晶体一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点: MgOMgCl2NaClCsCl。4.分子晶体（1）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H2OH2TeH2SeH2S。（2）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。（3）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CON2,C

14、H3OHCH3CH3。（4）同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH35.金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaB.C.D.解析 离子化合物的熔点与离子键强弱有关,离子所带电荷数越多，离子半径之和越小,离子键越强，该离子化合物的熔点越高。已知离子半径Na+Mg2+,I-O2-F-,可知NaI中离子键最弱，因MgO中的离子带两个单位电荷，故离子键比NaF中的强。B迁移应用4 下列物质的熔、沸点高低顺序不正确的是 ( )A.F2Mg2+。而S2-比F-和Mg2+多一个电子层，故半径关系为S2-F-Mg2+。（2）N、Cl元素电负性相差不