1、第2课时不同类型的晶体一、晶体1.3液晶的结构与性质特点液晶是一种介于晶体状态和液态之间的中间态物质，它兼有液体和晶体的某些特点，表现出一些独特的性质，通常只有那些分子较大，分子形状呈长形或蝶形的物质，才易形成液晶态。二、几种晶体类型1离子晶体(1)含义：离子化合物中的阴、阳离子按一定的方式有规则地排列形成的晶体。构成微粒：阴、阳离子；微粒间作用力：离子键。(2)实例NaCl的晶体结构：2分子晶体(1)含义：由分子构成的物质所形成的晶体。构成微粒：分子；微粒间作用力：分子间作用力。(2)实例干冰晶体的结构：3原子晶体(1)含义：原子间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体。构成微粒：原子；微粒
2、间作用力：共价键。(2)实例石英晶体结构4金属晶体(1)含义：由金属单质或合金形成的晶体是金属晶体。(2)构成微粒：金属阳离子和自由电子。(3)微粒间作用力：金属键。三、常见晶体的比较探究点一四种常见的晶体类型 注意：在原子晶体、离子晶体、金属晶体中不存在单个的分子，因此无分子式，只有化学式。如“NaCl”表示组成晶体中Na、Cl的最简整数比，不是分子式。特别提醒：(1)熔融状态下能导电的化合物不可能是分子晶体，因为分子晶体在熔融状态下也不能电离出自由移动的离子，分子晶体一般只能在水溶液中电离，而离子晶体在水溶液或熔融状态下都能电离出自由移动的离子。(2)分子间作用力只对由分子构成的物质的物理
3、性质如熔、沸点，挥发性等有影响，与化学性质无关。特别与稳定性无关，分子的稳定性由分子内部化学键的强弱决定。(3)从物质分类的角度归纳常见的分子晶体时要注意：分类的依据不同，类别也不同。可以说是“大多数有机物”“大多数共价化合物”等都是分子晶体；还可以说“所有的酸、某些弱碱、非金属的氢化物、很多非金属氧化物、很多非金属单质、稀有气体”等都是分子晶体。(4)原子晶体必须是“空间网状”结构，仅平面网状结构的不是原子晶体，如石墨晶体不是原子晶体。原子晶体的化学式不是分子式，如同离子晶体，其化学式只是该物质组成的原子个数最简整数比。1溶于水能导电的晶体一定是离子晶体吗？提示：不一定。离子晶体溶于水能导电
4、，但溶于水能导电的晶体却不一定是离子晶体，如HCl气体溶于水形成盐酸能导电，但HCl形成的是分子晶体。因此判断一种化合物是否为离子晶体，应看其在熔融状态是否导电，在熔融状态下能导电的为离子晶体。2物质状态发生变化时，化学键一定发生变化吗？提示：不一定。离子晶体、原子晶体状态发生变化时分别破坏了离子键和共价键，但分子晶体状态发生变化时破坏的是分子间作用力，化学键不发生变化。【例1】自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体物质，属于典型的离子晶体，下列一定能说明CaF2是离子晶体的是()ACaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱BCaF2的熔沸点较高，硬度较大CCaF2固体不导电，但在熔融状
5、态下可以导电DCaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小【思路分析】晶体的类型由构成晶体的微粒决定。不同的晶体因为结构、存在的作用力不完全相同，性质上表现出了较大的差异性。在对晶体的类型及性质进行判断分析时，一般通过物质的类别判断出物质所属晶体类型，根据晶体类型判断具体物质的性质；也可通过不同类型的晶体具有的特征性质去判断晶体类型，从而进一步判断出晶体的其他性质。【解析】离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下能够被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电。这是判断某晶体是否为离子晶体的实验依据。【答案】C美国Lawrece Liermore国家实验室(LINL)成功地
6、在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2的原子晶体说法正确的是(D)ACO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体B在一定条件下，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体是物理变化CCO2的原子晶体和CO2分子晶体具有相同的物理性质和化学性质D在CO2的原子晶体中，每一个C原子周围结合4个O原子，每一个O原子跟两个C原子相结合解析：同分异构体是针对分子而言，而CO2原子晶体中不存在分子，故A错误；CO2的原子晶体转化为CO2的分子晶体，发生了旧化学键的断裂和新化学键的生成，因此是化学变化，B错误；CO2的原子晶体和分子晶体的物理性质相差很大，C错误；CO2原子晶体的结构和Si
7、O2原子晶体结构是相似的，因而D是正确的。探究点二物质熔、沸点高低的判断方法 1不同类型晶体熔、沸点高低的一般规律为：原子晶体离子晶体分子晶体。如熔点或沸点：金刚石氯化钠干冰。2同种晶体类型的物质：晶体内微粒间的作用力越大，熔、沸点越高。(1)原子晶体：比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，物质的熔、沸点越高。如熔点：金刚石(C)金刚砂(SiC)晶体硅(Si)。(2)离子晶体：比较离子键的强弱，一般来说，阴、阳离子带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力越大，离子键越强，物质的熔、沸点越高。如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。(3)分子晶体：组成
8、和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高(具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高)。如熔点：I2Br2Cl2F2。(4)金属晶体：金属单质晶体内，金属阳离子半径越小，价电子越多，则金属阳离子与自由电子之间的作用力越强，即金属键越强，物质的熔、沸点越高。如熔点：LiNaKRbCs。合金的熔点比它各成分单独存在时的熔点都低。如熔点：硅铝硅铝合金。3有时可借助于常识或记忆有关数据来比较某些物质熔、沸点的高低。如熔点：NaH2OCH4，即熔点：固体液体气体。4有机物同分异构体之间，分子主链越长，其沸点越高，但熔点并不如此。如沸点：正丁烷(0.5 )异丁烷(11.7 )。熔沸
9、点很高的一定是原子晶体吗？提示：不一定，有可能是混合型晶体石墨，也有可能是金属晶体(如钨的熔点为3 410 )。【例2】碳化硅(又名金刚砂)具有类似于金刚石的结构，其中碳原子与硅原子是交替排列的。现有3种晶体：硝酸钾碳化硅干冰，熔点由高到低的顺序是()A BC D【思路分析】不同类型晶体的组成微粒间相互作用的强弱是熔点不同的原因。【解析】硝酸钾属于离子晶体，碳化硅属于原子晶体，干冰属于分子晶体，一般来说，熔点：原子晶体离子晶体分子晶体，故它们的熔点由高到低的顺序是碳化硅硝酸钾干冰。【答案】C下列物质性质的变化规律与化学键强弱无关的是(A)AF2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高BHF、
10、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅DNaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低解析：F2、Cl2、Br2、I2形成的晶体为分子晶体，熔化时仅破坏分子间作用力，与化学键无关，A对；热稳定性是指物质受热分解的难易程度，而HX分解时要破坏HX键，从HF到HI其键能依次减小，故其稳定性依次减弱，B错；由于金刚石中碳碳键的键能大于晶体硅中硅硅键的键能，因此金刚石的硬度、熔点、沸点较晶体硅高，C错；NaX为离子晶体，熔化时破坏离子键，D错。1共价键、离子键、金属键、分子间作用力都是微粒间的作用力，含有以上中的两种作用力的晶体是(B)ASiO2BCCl4CNa
11、Cl D金刚石解析：A、D项都是原子晶体，仅含共价键；C项NaCl中仅含离子键；B项CCl4是分子晶体，含分子间作用力和共价键。2下列关于晶体的说法，正确的是(A)A在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D分子晶体的熔点一定比金属晶体的低解析：运用分子晶体、原子晶体、金属晶体的差异进行分析。在原子晶体中构成晶体的微粒是原子；在离子晶体中构成晶体的微粒是阳离子和阴离子；在分子晶体中构成晶体的微粒是分子(或单原子分子)；在金属晶体中构成晶体的微粒是金属阳离子和自由电子，故选项B错误。晶体的熔点一般是原子晶体离子晶体分子晶体，而金属晶
12、体的熔点相差比较大，晶体硅的熔点(1 410 )要比金属钨的熔点(3 140 )低，而金属汞的熔点(常温下是液体)比蔗糖、白磷(常温下是固态，分子晶体)等低。所以选项B、C、D不正确。3处于固体状态的下列物质，其晶体类型正确的一组是(C)序号离子晶体分子晶体原子晶体AKOHSO3ArBH2SO4硫黄石墨CCH3COONH4H2O水晶DBa(OH)2玻璃金刚石解析：A项Ar为分子晶体；B项H2SO4为分子晶体，石墨为混合型晶体；D项玻璃为混合物，不属于晶体。4下列说法不正确的是(D)A有些物质不含化学键，存在分子间作用力B石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体，加热熔化时需破坏共价键C氢氧化钠在熔
13、融状态下离子键被破坏，形成自由移动的离子，具有导电性D任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子解析：稀有气体不含化学键，存在分子间作用力，故A正确；二氧化硅是原子晶体，原子晶体加热熔化时需破坏共价键，故B正确；氢氧化钠加热熔融破坏离子键，形成自由移动的钠离子和氢氧根离子，具有导电性，故C正确；金属晶体中含有金属阳离子，没有阴离子，故D错误。5在常温常压下呈气态的化合物，降温使其固化得到的晶体属于(A)A分子晶体B原子晶体C离子晶体 D何种晶体无法判断解析：常温常压下呈气态的化合物一定是共价化合物，因此固化得到的晶体是分子晶体。6下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是(A)A干
14、冰和碘分别变为气体B干冰和氯化铵分别受热变为气体C二氧化硅和铁分别受热熔化D食盐和葡萄糖分别溶解在水中解析：A中干冰和碘都为分子晶体，受热变为气体时都克服分子间作用力；B中干冰属于分子晶体，受热变为气体时克服分子间作用力，而氯化铵为离子晶体，受热变为气体时发生分解反应，克服(破坏)化学键；C中二氧化硅为原子晶体，受热熔化时克服共价键，而铁属于金属晶体，受热熔化时克服金属键；D中食盐为离子晶体，溶解时克服离子键，而葡萄糖为分子晶体，溶解时克服分子间作用力。7已知下表中几种物质的熔沸点：NaClKBrAlCl3单质XSiCl4熔点/8017301902 30070沸点/1 4131 3801802
15、 50053据此判断，下列说法错误的是(D)AAlCl3晶体加热易升华 BSiCl4是分子晶体C单质X可能是原子晶体 DAlCl3是原子晶体解析：AlCl3的沸点比熔点低，所以加热能升华；SiCl4的熔、沸点比较低，一定是分子晶体；单质X的熔、沸点很高，有可能是原子晶体；AlCl3是共价化合物，且其熔、沸点较低，所以不是原子晶体。8(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了离子键的作用；二氧化硅熔化，粒子间克服了共价键的作用；碘的升华，粒子间克服了分子间作用力。三种晶体熔点由高到低的顺序是二氧化硅氯酸钾碘。(2)下列六种晶体：CO2，NaCl，Si，CS2，金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为(填序号)。(
16、3)A、B、C、D四种晶体的性质如下：A固态时能导电，能溶于盐酸B能溶于 CS2，不溶于水C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水D固态、液态时均不导电，熔点为3 500 试推断它们的晶体类型。A：金属晶体；B：分子晶体；C：离子晶体；D：原子晶体。解析：(1)氯酸钾是离子晶体，离子晶体熔化时需要克服离子键；二氧化硅是原子晶体，原子晶体熔化时需克服共价键；碘为分子晶体，熔化时需克服分子间作用力。原子晶体熔点最高，其次是离子晶体，由于分子间作用力与化学键相比较要小得多，所以碘的熔点最低。(2)先把五种晶体分类。原子晶体：；离子晶体：；分子晶体：。由于C的原子半径小于硅的原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅的熔点。CO2和CS2同属分子晶体。而CS2是液态，CO2是气态，CS2的熔点高于CO2的熔点。
