高三化学一轮知识点精编 离子晶体、分子晶体和原子晶体学案

第一节 离子晶体、分子晶体和原子晶体

知识归纳

一、晶体的类型与性质

二、常见晶体结构分析

1．氯化钠晶体是简单立方体结构，每个+Na 周围有6个-Cl ，每个-Cl 周围有6个+Na ，晶体中每个

+Na (或-Cl )周围最近的等距离的+Na (或-Cl )共有12个，一个晶胞中有4个-Cl 和4个+Na ,=-+)(/)(Cl n Na n 1∶1

2．氯化铯晶体是立方体结构，每8个+Cs (或-Cl )构成一个正方体，在正方体中心有一个-Cl (或+Cs )，在每个+Cs (或-Cl )周围，最近的等距离的+Cs (或-Cl )有6个。

3．二氧化碳晶体(干冰)是立方体结构，每8个2CO 构成一个正方体，其6个面的中心有一个2CO ，每个2CO 分子与12个2CO 分子紧邻。

4．金刚石晶体是立体空间网状结构，每个C 原子与另4个C 原子以共价键形成正四面体结构，晶体中最小C 环由6个C 原子组成且不在同一平面，在晶体中C 原子数与C--C 键数之比为2:1)2

1

4(=⨯.

5．2SiO 晶体是空间网状结构，每个硅原子与4个氧原子形成4个共价键，每个氧原子与硅原子形成

2个共价键，形成以硅原子为中心的正四面体结构。

学法建议

1．学习本节知识要充分利用模型了解典型晶体的空间结构，纠正平面结构的错觉，培养空间想像能力。空间想像能力较差的学生开始可借助模型分析，慢慢地再放开模型想像。理解晶体结构的共同点，晶体质点(原子、分子、离子)排列有规则，隔一定的距离重复出现，有明显的周期性；要注意与周期律、物质结构知识内容相联系，要善于利用数学工具掌握计数规则，灵活应用分析方法，如何借助已学过的典型晶体结构(如氯化钠晶体等)为模型进行联想、类比和迁移，培养知识的迁移能力和理论联系实际的应用能力。

(1)离子晶体：离子半径越小，离子电荷数越大，离子键越强，晶体熔、沸点就越高，如KF>KCI> KBr ，

MgO O Al >32。

(2)分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高，如

2222I Br Cl F <<<。

注：①分子晶体性质比较时，注意分子间有无氢键存在，有则首先考虑氢键的影响；

②在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如沸点正戊烷>异戊烷>新戊烷；同分异构体 的芳香烃及其衍生物其熔、沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。

2．理解并掌握晶体类型与性质的关系，大致掌握晶体性质的比较思路和方法，例如物质熔沸点的比较。

(1)一般来说，异类晶体：原子晶体>离子晶体>分子晶体(S NaCl SiO >>2)； (2)同类晶体：

原子晶体的决定因素：共价键键能通过原子半径比较键长(C>Si 2O >SiC>Si)。

分子晶体的决定因素：①范氏力结构组成相似时，比较相对分子质量(Ch>CBr 4>CC 4Cl >C 4F )。 ②相对分子质量相同,比较⎩⎨

⎧>>>)

()

(2新戊烷异戊烷正戊烷分子的结构分子的极性N CO

注：分子晶体性质比较时，注意分子间有无氢键存在，有则首先考虑氢键的影响。 离子晶体的决定因素：静电引力的大小比较离子电荷、离子半径(MgO>Mg 2Cl >NaCl>CsCl)。 3．充分利用第一册、第二册书上的表格(同类物质性质比较)，从“是什么、为什么、怎么办”三个层次提高阅读自学、理论联系实际、运用知识解决实际问题的能力。例如第二册P124表5—3“几种烯烃的物理性质”，首先通过表格的数据发现了什么规律?其次思考为什么会有这样的规律?最后判断1—丁烯和2—丁烯的熔、沸点谁的高?结论是怎样分析出来的?这样能力会大有长进。

潜能开发

[例1]氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料，该晶体类型应该是 晶体。试根据物质结构

知识推测氮化碳晶体与金刚石晶体相比较，硬度更大的应该是 晶体，熔点较低的应该是 晶体。

思路分析

根据氮化碳为高硬度材料且都由非金属元素组成，因此该晶体应为原子晶体，又C--C 键键长大于CIN 键键长，故碳氮键的键能大于C--C 键，硬度更大的是氮化碳，熔点低的为金刚石。 [答案]原子 氮化碳 金刚石

[例2]下图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。

(1)在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近的且等距离的钛离子共有 个。

(2)该晶体中，元素氧、钛、钙的个数比是 。 从所给模型图中可看出钙原子位于立方体中心，被该立方体单独占有；钛原子位于立方体顶点，为8个立方体所共有，所以每个

立方体拥有Ti 原子为18

18⨯个；氧原子位于立方体的棱边，为4个立方体所共有，所以每个立方体拥有O 原子为124

1

12⨯=3个。

[答案](1)5 (2) 3：1：l 思维诊断

此题涉及晶体类型与晶体性质的关系，同时还涉及化学键键能与键长及键长与原子半径的关系。判断晶体类型的主要依据是：①看构成晶体的粒子(分子、原子、离子)；②看粒子间的相互作用；③看题干所给信息，如某些典型性质等。只要将这些知识融会贯通，此类问题就迎刃而解了。

思维诊断

解这类题时，首先要仔细阅读题给信息，打破平面思维定势，注意将信息、空间结构、性质联系起来，建立完整的立体形象。常见的解答技巧——点、面、线、心分析法，先仔细观察粒子所处的位置，在立方晶形中粒子数目的计数方法是：

(1)处于顶点的原子或离子同时为8个晶胞共有，每个晶胞占有1／8； (2)处于棱上的原子或离子同时为4个晶胞共有，每个晶胞占有1／4； (3)处于面上的原子或离子同时为2个晶胞共有，每个晶胞占有1／2； (4)处于内部的原子或离子，完全属于该晶胞。

知能达标训练

1．下列晶体中属于原子晶体的是 ( )