复习题教学目标

晶体结构与性质

考纲要求：

1．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

2.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。

3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。

4.了解分子晶体结构与性质的关系。

5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

6.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。

7.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

第一课时

晶体

晶体的结构与性质

[知识梳理] 一、晶体

1．晶体与非晶体

结构特征

自范性

性质特征

熔点

异同表现

二者区别方法

间接方法

科学方法

晶体

结构微粒周期性有序排列

有

固定

各向异性

看是否有固定的熔点

对固体进行X-射线衍射实验

非晶体

结构微粒无序排列

无

不固定

各向同性

2.得到晶体的途径

(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

(1)概念：描述晶体结构的基本单元。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置

①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。

②并置：所有晶胞都是平行排列、取向相同。

4．晶格能

(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol1。

－(2)影响因素

①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。

②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。

二、四种晶体类型的比较

类型

比较

构成

粒子

粒子间的相互作用

硬度

分子晶体

原子晶体

金属晶体

金属阳离分子

原子

子、自由电子

范德华力(某些含氢键)

较小

共价键

金属键

有的很大，有的很小

有的很高，有的很低

难溶于常见溶剂

电和热的良导体

离子键

阴、阳离子

离子晶体

很大

较大

熔、沸点

较低

很高

较高

大多易溶于水等极性溶剂

晶体不导电，水溶液或熔融态导电

溶解性

导电、导热性

相似相溶

一般不导电，溶于水后有的能导电

大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非难溶于任何溶剂

一般不具有导电性

部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 金属单质与合金(如金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如物质类别及举例

金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数酸、绝大多数有机物(有机盐除外) Na、Al、Fe、KOH、NaOH)、绝大青铜) 部分盐(如NaCl) 三、晶体熔、沸点的比较

1．不同类型晶体熔、沸点的比较

(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。

(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。

2．同种晶体类型熔、沸点的比较

(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

①一般地说，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：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。

②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

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H2O>H2Te>H2Se>H2S。

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SnH4>GeH4>SiH4>CH4。

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CO>N2、CH3OH>CH3CH3。

④同分异构体支链越多，熔、沸点越低。

如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>

(4)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：Na

[自我检测] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。(

) (2)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。(

) (3)由金属元素和非金属元素形成的晶体一定是离子晶体。(

) (4)晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。(

) (5)在分子晶体中一定有范德华力和化学键。(

) (6)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。(

) (7)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。(

) (8)离子晶体一定都含有金属元素。(

)

2．(教材改编题)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

B．NaBr和O2

D．HCl和KCl 解析：选C。A项，晶体类型不同；B项，化学键和晶体类型均不同；D项，化学键和晶体类型均不同。

3．(1)[2016·高考全国卷Ⅲ，37(5)]GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ

g·cm3，其晶－胞结构如图所示。该晶体的类型为________________，Ga与As以________键键合。

(2)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(4)]CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。

(1)[2016·高考全国卷Ⅲ，37(4)]GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是____________________________________________________________________。

(2)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，结果如下表：

晶体

熔点/℃

硬度

水溶性

导电性

水溶液(或熔

融状态)导电

不导电

液态不导电

水溶液与

Ag反应

白色沉淀

不反应

白色沉淀

＋A B C 801 3 550 －114.2 较大

很大

很小

易溶

不溶

易溶

①晶体的化学式分别为A____________，B______________，

C______________。

②晶体的类型分别为A______________，B______________，C____________。

③晶体中微粒间作用力分别是A________，B__________，C________。

(1)BN、MgBr2、SiCl4的熔点由高到低的顺序为_________________________________ ____________________________。

(2)下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是________。

A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高

B．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点顺序为HF>HI>HBr>HCl C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅

D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低

题组一

晶体类型的判定

1．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是(

) ①SiO2和SO3

②晶体硼和HCl

③CO2和SO2

④晶体硅和金刚石

⑤晶体氖和晶体氮

⑥硫黄和碘

A．①②③

C．③④⑥

B．④⑤⑥

D．①③⑤

解析：选C。本题中属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘；属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石；晶体氖是由稀有气体分子构成的，稀有气体分子内不存在化学键。

2．下表给出几种氯化物的熔点和沸点：

熔点/℃

沸点/℃

NaCl 801 1 413 MgCl2

714 1 412 AlCl3

190 180 SiCl4

－70 57.57 有关表中所列四种氯化物的性质，有以下叙述：①氯化铝在加热时能升华，②四氯化硅在晶态时属于分子晶体，③氯化钠晶体中微粒之间以范德华力结合，④氯化铝晶体是典型的离子晶体。其中与表中数据一致的是(

) A．①②

C．①②④

B．②③

D．②④

题组二

四种晶体类型的性质比较

3．(2018·乌鲁木齐模拟)下面的排序不正确的是(

) A．熔点由高到低：Na>Mg>Al B．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅

C．晶体熔点由低到高：CF4

D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI 4．(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列各种晶体中：①晶体硅，②硝酸钾，③金刚石，④碳化硅，⑤干冰，⑥冰。它们的熔点由高到低的顺序是____________(填序号)。

(2)继C60后，科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象：熔点Si60＞N60＞C60，而破坏分子所需要的能量N60＞C60＞Si60，其原因是______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。