选修三+第三节+晶体结构与性质(共52张PPT)

3．[双选题]下列物质的熔沸点高低顺序中，正确的是( ) A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅 B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4 C．MgO＞H2O＞O2＞N2 D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
解析：A选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共价键的 强弱，显然对键能而言，晶体硅＜碳化硅，错误；B选项，同 为组成、结构相似的分子晶体，熔沸点高低要看相对分子质量 大小，正确；C选项，对于不同晶体类型熔沸点高低一般为： 原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，MgO＞(H2O、O2、N2)， H2O＞O2＞N2，正确；D选项，生铁为铁合金，熔点要低于纯 铁，错误。 答案：BC
(3)依据晶体的熔点判断： ①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。 ②原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。 ③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
(4)依据导电性判断： ①离子晶体水溶液及熔化时能导电。 ②原子晶体一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主 要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内 的化学键断裂形成自由离子也能导电。 ④金属晶体是电的良导体。
金属氧化物 (如K2O、 Na2O)、强 碱(如KOH、 NaOH)、绝 大部分盐 (如NaCl)
3．晶体中粒子数目的计算方法
1．晶体类型的判断 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断：
①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离 子键。 ②原子晶体的构成粒子是原子，粒子间的作用是共价键。 ③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的作用力为分子间 作用力。 ④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间 的作用是金属键。
(3)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 子键就越强，晶格能也就越大。其离子晶体的熔、沸点 就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。
(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、沸点反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞ H2S。
金属阳离子 和自由电子 以金属键结 合而形成的
晶体
阳离子和 阴离子通 过离子键 结合而形 成的晶体
类型
原子
分子晶体
比较
晶体
金属晶体 离子晶体
构成
金属阳离子、 阴、阳离
分子 原子
粒子
自由电子
子
结
粒子间
构
分子间的
的相互
共价键 金属键
离子键
作用力
作用力
类型 比较
性 硬度 质 熔、
沸点
分子晶体 较小 较低
晶体
离 子 NaCl 晶 (型) 体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Na＋(Cl－)周 围等距且紧邻的Cl －(Na＋)有6个。每 个Na＋周围等距且 紧邻的Na＋有12个 (2)每个晶胞中含4
个Na＋和4个Cl－
晶体
离 子 CsCl 晶 (型) 体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Cs＋周围等距且 紧邻的Cl－有8个，每个 Cs＋(Cl－)周围等距且紧 邻的Cs＋(Cl－)有6个 (2)如图为8个晶胞，每 个晶胞中含1个Cs＋、1 个Cl－
原子晶体 很大 很高
金属晶体
有的很大， 有的很小 有的很高， 有的很低
离子晶体 较大 较高
类型 比较
溶解
分子晶体 原子晶体 相似 难溶于任
金属晶体 难溶于常
离子晶体 大多易溶于水
性
相溶
一般不导
导电、
性
电，溶于
传热
质
水后有的
性
导电
延展 无
性
何溶剂 见溶剂
一般不具 电和热的 有导电性 良导体
无
良好
等极性溶剂 晶体不导电， 水溶液或熔融 态导电
D．金刚石>Si>钠
[解析] 晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作 用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取 决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体， 相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔 点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体 熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径 越小，电荷越多，离子键的键能就越强，故B项各物质熔点 也应为升高顺序；
晶体
离 子 CaF2 晶型 体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Ca2＋周围等距 且紧邻的F－有8个 (2)每个F－周围等距且 紧邻的Ca2＋有4个 (3)每个晶胞中含4个 Ca2＋和8个F－
晶体
金属 晶体
体心 立方 堆积
金属 晶体
六方 最密 堆积
晶体结构
晶体详解 典型代表Na、K、 Fe，空间利用率 68%，配位数为8 典型代表Mg、Zn、 Ti，空间利用率74%， 配位数为12
解析：属于原子晶体的化合物是：碳化硅和水晶；属于分子晶 体的有：氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(极性键构成 的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成 的极性分子)；属于离子晶体的有：CaO(离子键)、NaOH(既存 在离子键又存在极性共价键)、Na2O2和CaC2(既存在离子键又 存在非极性共价键)。 金属导电过程不发生化学变化，晶体熔化时，分子晶体只需克 服分子间作用力，不破坏化学键，而原子晶体、离子晶体、金 属晶体熔化需破坏化学键。
答案：(1)①⑪ (2)①⑤⑧⑪ (3)⑤ (4)②⑬ ⑨⑩ ④⑤ (5)⑦ ②④⑤⑫⑬ ①⑧⑪
下列变化需克服相同类型作用力的 是
A. 碘和干冰的升华 B. 硅和C60的熔化 C. 氯化氢和氯化钠的溶解 D. 溴和汞的气化
C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的 强弱，而金属键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比， 碱金属原子半径依Li～Cs的顺序增大，价电子数相同，故熔点 应是Li最高，Cs最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的 键能，后者则与键长成反比，金刚石C—C键的键长更短些， 所以金刚石的熔点比硅高。原子晶体的熔点一般比金属晶体的 熔点高。 [答案] D
(2)依据物质的分类判断： ①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等) 和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)，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。 ④金属单质是金属晶体。
(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。
2．晶体熔、沸点高低的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：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、铂等熔、沸点很高， 汞、铯等熔、沸点很低。 (2)原子晶体： 由共价键形成的原子晶体中，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＞碳化硅＞硅。
晶体
原 子 晶 SiO2 体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Si与4个O以共价键 结合，形成正四面体结构 (2)每个正四面体占有1个 Si,4个“12O”， n(Si)∶n(O)＝1∶2 (3)最小环上有12个原子，即 6个O,6个Si
晶体
分 子干 晶冰 体
晶体结构
晶体详解 (1)8个CO2分子构 成立方体且在6个 面心又各占据1个 CO2分子 (2)每个CO2分子周 围等距紧邻的CO2 分子有12个
无
类型 比较
分子晶体
金属
原子晶体
离子晶体
晶体
一部分非 金属
大多数非金属单质
金属单质 单质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物质类 别
及举例
(氢H化绝C如H2化物大SP4O，4(物多、如4)有、数、CS机Ol酸有非2)2盐、、机(金如除气C物属HO外态(氧C如2)l)、、(硅硼分化S如iC、)非合金，、晶金物刚一S体属(i石部如O2、) 与金NAF青eal、合 (铜、、如)
(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________，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____________。
[特别提醒] 上述总结的都是一般规律，具体比较时要具体问题具体
分析，如MgO为离子晶体，其熔点(2 852℃)高于原子晶体 SiO2(1 710℃)，分子晶体碘比金属晶体汞的熔点要高。
[例2] 下列各物质中，按熔点由高到底的顺序排列正确
的是
()
A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4 B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO C．Rb>K>Na>Li
晶体 面心
金属 立方 晶体 最密
堆积
晶体结构
晶体详解 典型代表Cu、 Ag、Au，空间 利用率74%，配 位数为12
2．晶体的基本类型和性质比较
类型 比较
概念
分子晶 原子晶体
体
金属晶体 离子晶体
分子间 靠分子 间作用 力结合 而形成 的晶体
原子之间以 共价键结合 而形成的具 有空间网状 结构的晶体
4．下列物质：①水晶 ②冰醋酸 ③氧化钙 ④白磷 ⑤晶 体氩 ⑥氢氧化钠 ⑦铝 ⑧金刚石 ⑨过氧化钠 ⑩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__________________________。