1、四种晶体的结构和性质四种晶体的结构和性质1四种晶体类型的比较类型项目离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成晶体的微粒阴、阳离子原子分子金属阳离子和“自由电子”微粒间的作用离子键共价键分子间作用力(范德华力或氢键)金属键作用力强弱(一般地)较强很强弱一般较强,有的较弱确定作用力强弱的一般判断方法离子电荷、半径键长(原子半径)组成结构相似时比较相对分子质量离子半径、价电子数熔、沸点较高高低差别较大(汞常温下为液态,钨熔点为3 410 )硬度略硬而脆大较小差别较大导热和导电性不良导体(熔化后或溶于水导电)不良导体不良导体(部分溶于水发生电离后导电)良导体溶解性(水)多数易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水
2、,少数与水反应组成微粒堆积方式非等径圆球紧密堆积不服从紧密堆积原理紧密堆积(与分子形状有关且分子间不存在氢键)等径圆球紧密堆积(A1、A2、A3)2.晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同晶体类型的熔、沸点高低规律一般为:原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高(如钨),有的很低(如汞)。(2)同种晶体类型的熔、沸点高低规律原子晶体原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。例如:金刚石石英晶体硅。离子晶体离子所带电荷越多,离子半径越小,则晶格能越大,熔、沸点越高。例如:MgONaClCsCl。金属晶体金属原子的价电子数越多,半径越小,金属键越强,熔、沸点越高。例如:A
3、lMgNa。分子晶体分子间作用力越强,熔、沸点越高。3判断晶体类型的常用方法(1)根据晶体的概念判断(依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断)由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体;由分子通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体;由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体;由金属阳离子和“自由电子”通过金属键形成的晶体属于金属晶体。(2)根据物质的类别判断按照物质所属的类别也可进行判断。一般来说,金属氧化物(Na2O、MgO、Na2O2等)、强碱和绝大多数盐类属于离子晶体;大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2等外)、酸和大多数有机物(除有
4、机盐外)属于分子晶体;金属单质属于金属晶体;常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硼等,常见的原子晶体化合物有SiC、SiO2等。(3)根据晶体的特征性质判断根据不同晶体的特征性质(如熔点、沸点、溶解性、导电性、硬度和机械性能等)的不同和相应规律来判断。如熔、沸点较低且不导电的单质和化合物一般形成分子晶体;熔、沸点较高且在水溶液中或熔融状态下导电的化合物一般为离子晶体;熔、沸点很高,硬度很大,不导电,不溶于一般溶剂的物质一般为原子晶体;金属单质(在熔融状态和固态时均能导电)形成金属晶体。【突破训练】1下列各物质的晶体中,晶体类型相同的是()AO2和SiO2BNaI和I2CCO2和H2O DCCl4和
5、NaCl解析:选C。A项,O2属于分子晶体,SiO2属于原子晶体;B项,NaI属于离子晶体,I2属于分子晶体;C项,CO2和H2O均属于分子晶体;D项,CCl4属于分子晶体,NaCl属于离子晶体。2下列晶体分类中正确的一组是()选项离子晶体原子晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金刚石玻璃解析:选C。从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力去判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体,纯H2SO4中无H,是分子晶体。Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体,石墨是混合键型晶体,水晶(Si
6、O2)与金刚石是典型的原子晶体。硫的化学式用S表示,实际上是S8,气体时为S2,是以范德华力结合成的分子晶体。玻璃没有固定的熔点,加热时逐渐软化,为非晶体。3下列有关晶体的叙述错误的是()A离子晶体中,一定存在离子键B原子晶体中,只存在共价键C金属晶体的熔、沸点均很高D稀有气体元素的原子能形成分子晶体解析:选C。离子晶体中一定有离子键,可能有共价键,A项正确;原子晶体中只存在共价键,一定没有离子键,B项正确;常见晶体类型中,金属晶体的熔、沸点相差较大,有的熔、沸点很高,如钨,有的较低,如汞,C项错误;稀有气体为单原子分子,以分子间作用力结合形成分子晶体,D项正确。4下列物质的性质变化规律与化学
7、键的强弱无关的是()A钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高,硬度逐渐增大B金刚石的硬度大于晶体硅的硬度,其熔点也高于晶体硅的熔点CKF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低DCF4、SiF4、GeF4的熔点和沸点逐渐升高解析:选D。A项,钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高,硬度逐渐增大,这是因为它们所含的金属键逐渐增强,与化学键的强弱有关;B项,金刚石的硬度大于晶体硅的硬度,其熔点也高于晶体硅的熔点,这是因为CC键的键长比SiSi键的键长短,CC键的键能比SiSi键的键能大,与化学键的强弱有关;C项,KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低,这是因为它们所含的离子键的强度逐渐减弱,与化学键的强弱有关;D项
8、,CF4、SiF4、GeF4的熔点和沸点逐渐升高,这是因为分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,与化学键的强弱无关。5某单质形成的晶体一定不是()A离子晶体 B分子晶体C原子晶体 D金属晶体解析:选A。由单质形成的晶体可以是分子晶体,如卤素单质、硫、稀有气体等;也可以是原子晶体,如金刚石、晶体硅等;还可以是金属晶体,如钠、铜等。肯定不会是离子晶体。6氮化硼是一种新合成的结构材料,它是超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用相同的是()AC60和金刚石 B晶体硅和水晶C冰和铜 D碘和金刚砂解析:选B。据题给信息可知,氮化硼属于原子晶体,熔
9、化时克服共价键。A项,C60为分子晶体,熔化时克服范德华力;C项,冰为分子晶体,熔化时克服氢键,铜为金属晶体,熔化时克服金属键;D项,碘为分子晶体,熔化时克服分子间作用力。7通常情况下,氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示:下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是()A同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构B氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构,它们具有相似的物理性质C二氧化碳晶体是分子晶体,其中不仅存在分子间作用力,而且也存在共价键D二氧化硅晶体不是密堆积结构解析:选B。SiO2和CO2的化学式相似,但其晶体结构不同,
10、A项正确;二氧化碳为分子晶体,因此分子间存在分子间作用力,而分子内部碳原子和氧原子间形成共价键,氯化钠和氯化铯为离子晶体,所以三者物理性质不同,B项不正确,C项正确;由于共价键具有方向性和饱和性,由此形成的晶体不是密堆积结构,D项正确。8现有几种物质的熔点数据如下表所示:A组B组C组金刚石:3 550 Li:181 HF:83 晶体硅:1 410 Na:98 HCl:85 晶体硼:2 573 K:64 HBr:89 二氧化硅:1 723 Rb:39 HI:51 (1)A组属于_晶体,其熔化时克服的微粒间作用力是_。(2)B组物质的共同物理性质是_(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性(3)C
11、组中HF熔点反常是由于_。答案:(1)原子共价键(2)(3)HF分子间存在氢键,其熔化时需要消耗的能量更多9(1)下列三种晶体的状态变化,克服的微粒间的作用力分别是氯化钾熔化:_;二氧化硅熔化:_;碘的升华:_;三种晶体的熔点由高到低的顺序是_。(2)A、B、C、D为四种晶体,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 试判断它们的晶体类型:A_;B._;C._;D._。解析:晶体熔化时破坏的是微粒间的作用力,而微粒间作用力的强弱顺序一般为原子晶体离子晶体分子晶体,金属晶体的差别很大。答案:(1)离子键共价键分子间作用力二氧化硅氯化钾碘(2)金属晶体分子晶体离子晶体原子晶体