高中化学【晶体结构与性质】

3．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．在 NaCl 晶体(图甲)中，距 Na＋最近的 Cl－形成正四面体 B．该气态团簇分子(图乙)的分子式为 EF 或 FE C．在 CO2 晶体(图丙)中，一个 CO2 分子周围有 12 个 CO2 分
子紧邻 D．在碘晶体(图丁)中，存在非极性共价键和范德华力
(如 NaCl)
[名师点拨] ①共价晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不 含共价键。 ②含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不 一定含阴离子，如金属晶体。
3．典型晶体模型 (1)共价晶体(金刚石和二氧化硅)
①金刚石晶体中，每个 C 与另外_4__个 C 形成共价键，C—C 键之间的夹角是 109°28′，最小的环是_六__元环。含有 1 mol C 的金刚石中，形成的共价键有__2__ mol。 ②SiO2 晶体中，每个硅原子与__4_个 O 成键，每个氧原子与_2__ 个硅原子成键，最小的环是__十__二__元环，在“硅氧”四面气体 中，处于中心的是__硅__原子，1 mol SiO2 中含有__4__mol Si—O 键。
2．晶胞 (1)概念：晶胞是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__平__行__排列、_取__向___相同。
[名师点拨] ①具有规则几何外形的固体不一定是晶体， 如玻璃。 ②晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。 ③晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面 体”，但不一定是最小的“平行六面体”。
d．同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
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，金属晶 体的熔、沸点越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。
[名师点拨] ①共价晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英 的熔点为 1 710 ℃，MgO 的熔点为 2 852 ℃。 ②金属晶体的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 ℃。
(2)分子晶体 ①干冰晶体中，每个 CO2 分子周围等距且紧邻的 CO2 分子 有_1_2_个。
②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的_4_个水分子以氢 键相连接，含 1 mol H2O 的冰中，最多可形成_2__mol 氢键。
(3)离子晶体
①NaCl 型：在晶体中，每个 Na＋同时吸引_6_个 Cl－，每个 Cl－同时吸引 6 个 Na＋，配位数为 6。每个晶胞含_4__个 Na＋ 和_4__个 Cl－。 ②CsCl 型：在晶体中，每个 Cl－吸引__8_个 Cs＋，每个 Cs＋ 吸引_8__个 Cl－，配位数为__8_。
很大
有的很大， 有的很小
较大
熔、沸点 较低
很高
有的很高， 有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于任何 难溶于常见
溶剂
溶剂
大多易溶于 水等极性溶
剂
分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
导电、 导热性
一般不导电， 溶于水后有
的导电
一般不具有导 电性
晶体不导 电和热的 电，水溶液
良导体 或熔融态 导电
大多数非金
12 个
(√ )
(6)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低
(× )
(7)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
(√ )
(8)碳有三种同素异形体：金刚石、石墨和 C60，其熔点由高
到低的顺序为 C60>金刚石>石墨
( ×)
2．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
属单质、气态 部分非金属单
物质类 别及举
例
氢化物、酸、 质(如金刚石、 非金属氧化 硅、晶体硼)、 物(SiO2 除 部分非金属化 外)、绝大多 合物(如 SiC、
数有机物(有 机盐除外)
SiO2)
金属单质 与合金(如 Na、Al、 Fe、青铜)
金属氧化
物(如 K2O、 Na2O)、 强碱(如 KOBiblioteka Baidu、 NaOH)、绝 大部分盐
构成 微粒
__分__子__
__原__子__
粒子间 _范__德__华__力___
的相互 (某些含氢 __共__价__键__
作用力
键)
金属晶体 离子晶体 金属阳离 子、自由 __阴__、__阳__离__子__
电子
__金__属__键__ _离__子__键___
分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
硬度
较小
解析：A 项，晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压 强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越大越好，错误；B 项， 晶体有固定的熔、沸点，错误；C 项，X­射线衍射实验能够测 出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶 体与非晶体，正确；D 项，晶体的形成与晶体的自范性和各向 异性都有密切关系，正确。 答案：CD
C．晶体熔点由低到高：CO<KCl<SiO2
D．离子键键能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
解析： A 项，金属离子的电荷越多、半径越小，金属晶体的 熔点越高，则熔点由高到低为 Al＞Mg＞Na，错误；B 项，键 长越短，键能越大，硬度越大，键长 C—C＜C—Si＜Si—Si， 则硬度由大到小为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，正确；C 项，一 般情况下，分子晶体的熔点低于离子晶体的熔点，离子晶体的 熔点低于共价晶体的熔点，晶体熔点由低到高为 CO(分子晶体) ＜KCl(离子晶体)＜SiO2(共价晶体)，正确；D 项，电荷相同的 离子，离子半径越小，离子键键能越大，F－、Cl－、Br－、I－半 径由小到大，则离子键键能由大到小为 NaF＞NaCl＞NaBr＞ NaI，正确。 答案：A
4．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。 我国现已能够研制出直径为 300 毫米的大直径硅单晶，晶体 硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是 () A．形成晶体硅的速率越大越好 B．晶体硅没有固定的熔、沸点 C．可用 X-射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D．晶体硅的形成与晶体的自范性和各向异性有关
夯基础•小题
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体
(× )
(2)晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
(× )
(3)由原子形成的晶体一定是共价晶体
(× )
(4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其距离最近的
原子有 6 个
(× )
(5)在 NaCl 晶体中，每个 Na＋周围与其距离最近的 Na＋有
夯基础•小题
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)晶体有自范性但排列无序
(× )
(2)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
(× )
(3)固体 SiO2 一定是晶体
(× )
(4)冰和固体碘晶体中相互作用力相同
(×)
(5)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列
(√ )
(6)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行 X-射线衍
解析： A 项，图甲中，在 NaCl 晶体中，距 Cl－最近的 Na＋有 6 个，同理距 Na＋最近的 Cl－也有 6 个，这 6 个离子构成一个 正八面体，错误；B 项，图乙中，气态团簇分子中含有 4 个 E 原子，4 个 F 原子，则分子式为 E4F4 或 F4E4，错误；C 项，图 丙中，二氧化碳分子位于顶点和面心，且顶点和面心的距离最 近，一个 CO2 分子周围有 12 个 CO2 分子紧邻，正确；D 项， 图丁中，在碘晶体中碘分子之间存在范德华力，碘分子内两个 碘原子间存在非极性共价键，正确。 答案：AB
①共价晶体 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 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子 键越强，晶体的熔、沸点越高，如熔点：MgO＞MgCl2，NaCl ＞CsCl。 ③分子晶体 a．分子间范德华力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的 分子晶体熔、沸点反常高。如 H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 b．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。 c．组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，其分子 的极性越大，熔、沸点越高，如 CH3Cl＞CH3CH3。
(4)混合晶体(石墨晶体)
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是__分__子__间__作__用__力__，平 均每个正六边形拥有的碳原子个数是__2_，碳原子采取的杂 化方式是_s_p_2。
4．晶体熔、沸点高低的比较 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较
①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体＞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)同种类型晶体熔、沸点的比较
知识点二 晶体的类型、 结构与性质
考必备•清单
1．金属键、金属晶体 (1)金属键：金属阳离子与自由电子之间的作用。 (2)本质——电子气理论
该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体 的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维 系在一起。
(3)金属晶体的物理性质及解释
2．四种晶体类型的比较 分子晶体 共价晶体
答案：(1)共价晶体 (2)分子晶体 (3)离子晶体 (4)共价晶体 (5)分子晶体 (6)金属晶体
[方法技巧] 判断晶体类型的方法 (1)主要是根据各类晶体的特征性质判断 如低熔、沸点的化合物形成分子晶体；熔、沸点较高，且 在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物形成离子晶体；熔、 沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质形成共价晶体；晶 体能导电、传热、具有延展性的为金属晶体。 (2)根据物质的类别判断 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(除有机盐外)是分子晶体。常见 的共价晶体中单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的共价 晶体中化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(注：汞在常温 为液体)与合金是金属晶体。
4．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。 (1)碳化铝，黄色晶体，熔点 2 200 ℃，熔融态不导电： ________。 (2)五氟化矾，无色晶体，熔点 19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、 丙酮等：________。 (3) 溴 化 钾 ， 无 色 晶 体 ， 熔 融 时 或 溶 于 水 中 都 能 导 电 ： ________。 (4)硼，熔点 2 300 ℃，沸点 2 550 ℃，硬度大：________。 (5)硒，熔点 217 ℃，沸点 685 ℃，溶于氯仿：________。 (6)锑，熔点 630.74 ℃，沸点 1 750 ℃，导电：________。
射实验
(√)
2．下列物质中前者为晶体，后者为非晶体的是
()
A．白磷、蓝矾
B．陶瓷、塑料
C．碘、橡胶
D．食盐、蔗糖
解析：A 中白磷和蓝矾都是晶体；B 中二者均为非晶体；
C 中碘为晶体，橡胶为非晶体；D 中二者均为晶体。 答案：C
3．如图是 a、b 两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的
是
()
①a 是晶体 ②a 是非晶体 ③b 是晶体 ④b 是非晶体 A．②④ B．②③ C．①④ D．①③ 解析：a 在熔化过程中有一段时间温度不再上升，有固定的 熔点，a 是晶体；b 在熔化过程中温度一直在上升，没有固 定的熔点，b 是非晶体；正确的是①④。 答案：C
课时4
晶体结构与性质
01 晶体和晶胞 02 晶体的类型、结构与性质
晶体结构的分析与计算
04
课时跟踪检测
知识点一 晶体和晶胞
考必备•清单
1．晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的区别
比较
晶体
非晶体
结构特征
结构粒子__周__期__性__有__序__ 结构粒子
排列
_无__序 ___排列
自范性
有
无
性质特征 熔点
固定
不固定
异同表现
__各__向__异__性__
_各__向__同 ___性__
二者区别 间接方法
测定其是否有固定的_熔___点__
方法 科学方法 对固体进行___X_-_射__线__衍__射___实验
(2)获得晶体的三条途径 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