晶体基础知识

1．氯化钠晶体

(1)Na＋、Cl－在晶体中按确定的比例和一定的规则排列，使整个离子晶体不显电性且能量最低。离子晶体中无单个分子存在。

(2)离子的配位数为6。

(3)在每个结构单元(晶胞)中，处于不同位置的微粒在该单元中的份额

也有所不同，一般规律是顶点上的微粒属于该单元的份额是1/8；棱上

的微粒在该单元中所占的份额为1/4；面上的微粒在该单元中所占的份

额为1/2；中心位置上的微粒完全属于该单元，即份额为1。

例如：氯离子数：1/8×8＋1/2×6＝4

钠离子数：1/4×12＋1×1＝4

因此，钠离子数与氯离子数之比为1∶1，氯化钠的化学式为NaCl。

2．金刚石晶体

(1)碳原子间通过共价键相结合而形成空间网状结构的原子晶体，

整个晶体中无单个分子。

(2)微观构型：正四面体，每个碳原子与4个碳原子成键，每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是109°28′。

(3)最小的环：六元环。每个C原子参与形成六元环的总数：12个

(4)晶体中C原子个数与C—C键数之比为1∶2。

(5)晶体中C—C键键长很短，键能很大，故金刚石的硬度很大，熔点很高

3.二氧化硅的结构为

①每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，

每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个

数比为1∶2。

②晶体中最小的环为6个碳原子、6个氧原子组成的12元环。

4．干冰晶体

(1)干冰晶体中分子之间通过范德华力相结合，当熔化时，分子内的化学键

并不断裂。

(2)每个二氧化碳分子周围与之相邻且等距的二氧化碳分子数为12。

(3)每个结构单元中含二氧化碳分子数为1/8×8＋1/2×6＝4。

5．石墨晶体

(1)晶体结构：平面层状结构。

(2)最小的环：六元环。

(3)由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环

拥有的碳原子数为6×1/3＝2。

(4)碳碳键数为二个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×1/2＝3。键角为120°。

(5)该晶体介于原子晶体、分子晶体、金属晶体之间，因而具有各种晶体的部分特点。如熔点高，硬度小，能导电。

(3)在NaCl晶体中，每个Na＋周围最近且等距离的Na＋有12个，每个Cl－周围最近且等距离的Cl－也有12个。在CsCl晶体中，每个Cs＋周围最近且等距离的Cs＋有6个，每个Cl－周围最近且等距离的Cl－也有6个。

一干冰和冰的晶体结构

1．干冰晶胞结构如图所示，观察分析其结构模型，回答下列问题：

(1)CO2分子，微粒间的相互作用力是范德华力。

(2)从结构模型可以看出：干冰晶体是一种面心立方结构——每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2

分子有12个。每个晶胞中有4个CO2分子。

2．冰晶体的结构如下图所示。根据冰晶体的结构，回答下列问题：

(1)构成冰晶体的结构微粒是H2O分子，微粒间的相互作用力是范德华力、氢键。

(2)在冰的晶体中，由于水分子之间存在具有方向性的氢键，迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这样的排列使冰晶体中的水分子的空间利用

率不高，留有相当大的空隙。

4物质熔、沸点高低的比较规律

比较判断晶体熔、沸点的高低时，首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的因素。

1．不同类晶体：一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体；金属晶体(除少数外)>分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞、铯、镓等。

2．同种类型晶体：构成晶体质点间的作用力大，则熔、沸点高，反之则低。

(1)离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔、沸点就越高。例如：NaCl>CsCl；MgO>MgCl2。

(2)分子晶体：

①组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，则熔、沸点越高。如I2>Br2>Cl2>F2。

②组成和结构不相似的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高。如CO>N2。

③同分异构体之间一般支链越多，熔、沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。

④若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高。如沸点：HF>HI>HBr>HCl。

(3)原子晶体：一般半径越小，键长越短，键能越大，则熔、沸点越高。例如：金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅。

(4)金属晶体：金属阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则金属键越强，熔、沸点越高。例如：Al>Mg>Na。