1、1 知识网络宏观掌控1.晶体的基本常识有固定的熔点1/81/21/42分子晶体低小4123原子晶体原子晶体结构特点：形成晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键性质特点：熔、沸点 ，硬度 金刚石和二氧化硅晶胞的结构金刚石：碳原子采用 杂化，每个碳原子与周围的 个碳原子形成正四面体结构二氧化硅：每个硅与周围的 个氧原子形成正四面体结构高大sp3444金属晶体金属键68125离子晶体离子键较高612862 专题突破纵引横连 专题一四种晶体类型的结构、性质对比14 种晶体类型的结构性质比较：2.晶体类型的判断方法：(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断：离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间
2、的作用是离子键；原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键；分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力；金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。(2)依据物质的分类判断：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。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断：
3、离子晶体的熔点较高，常在数百至 1 000余度。原子晶体熔点高，常在 1 000 度至几千度。分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度。金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。(4)依据导电性判断：离子晶体水溶液及熔化时能导电。原子晶体一般为非导体，分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。金属晶体是电的良导体。典例精析例 12015临沂高二检测下列有关晶体的说法中一定正确的是()原子晶体中只存在非极性共价键稀有气体形成的晶体属于原子晶体干冰晶体升华时，分子内共价键会发生断裂金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物分
4、子晶体的堆积均为分子密堆积离子晶体和金属晶体中均存在阳离子，但金属晶体中却不存在离子键金属晶体和离子晶体都能导电依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体A B只有 C D解析：本题同时考查四种晶体的性质，对于SiO2 晶体中有极性键，对于只能形成分子晶体，对于干冰升华破坏范德华力，而不破坏共价键，对于AlCl3 是共价化合物，对于冰不是分子密堆积，对于说法正确，对于离子晶体不导电，对于划分晶体类型的依据，微粒间作用力和微粒类型，而不是堆积方式。答案：B例 22015绥化高二检测X 是核外电子数最少的元素，Y 是地壳中含量最丰富的元素，Z 在地壳中的含量仅次于 Y
5、，W 可以形成自然界中最硬的原子晶体。下列叙述错误的是()AWX4 是沼气的主要成分B固态 X2Y 是分子晶体CZW 是原子晶体DZY2 的水溶液俗称“水玻璃”解析：核外电子数最少的元素为氢元素，地壳中含量最丰富的元素为氧元素，其次为硅元素，可以形成自然界中最硬的原子晶体(金刚石)的元素为碳。CH4 是沼气的主要成分，H2O 为分子晶体，SiC 为原子晶体，所以 A、B、C 正确，由于 SiO2 不溶于水，Na2SiO3 的水溶液俗称“水玻璃”，所以 D 项是错误的。答案：D跟踪练习 1 2015银川高二检测下列晶体分类中正确的一组是()解析：从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力来判断晶体的类
6、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，H2SO4 是分子晶体。Ar 以范德华力相互结合为分子晶体，石墨是混合晶体，水晶(SiO2)与金刚石是典型的原子晶体。硫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。答案：C跟踪练习 2 2015海南高二检测下列关于晶体的说法正确的组合是()CaTiO3 的晶体结构模型分子晶体中都存在共价键 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S 晶体的熔点依次降低 离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键 CaTiO3 晶
7、体中(晶胞结构如右上图所示)每个 Ti4和 12 个 O2相紧邻 SiO2 晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 氯化钠熔化时离子键被破坏A B C D解析：稀有气体的晶体内不含化学键；金属晶体中含金属阳离子和自由电子，无阴离子；离子晶体内可能有共价；SiO2 晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合；分子稳定性由共价键的键能决定，与分子间作用力无关。答案：D点拨：在判断晶体的结构和性质时要注意特例(如不含化学键的晶体、含有阳离子而不含有阴离子的晶体、熔点特别高或特别低的晶体等)。专题二晶体熔沸点高低的比较规律专题归纳1不同类型晶体的熔、沸点高低的一
8、般规律。原子晶体离子晶体金属晶体分子晶体。值得注意的是：分子晶体的熔、沸点不一定比金属晶体低，如 S 常温为固态，Hg 却为液态；金属晶体的熔、沸点不一定比原子晶体低，如钨的熔点比硅高。离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，例如：MgO 熔点(2 800)高于 SiO2熔点(1 600)。特别提醒：可以根据常温下物质的状态来比较其熔沸点：固体液体气体。2同种类型晶体，晶体内粒子间的作用力越大，熔、沸点越高。(1)原子晶体：原子晶体熔化时克服共价键，共价键键长越小、键能越大则共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。如熔点：金刚石金刚砂(SiC)晶体硅晶体锗。(2)离子晶体：离子晶体熔化时克服离子键，阴、阳
9、离子电荷数越高、离子半径越小，晶格能越大，晶体的熔、沸点越高。如熔点：MgONaCl，KFKClKBrKI。(3)金属晶体：金属晶体熔化时克服金属键，金属原子的价电子数越多，离子半径越小，金属键越强，晶体的熔、沸点越高。如熔点：LiNaK(同主族)，NaMgAl(同周期)。合金的熔、沸点一般来说比它各成分纯金属的熔、沸点低(硬度和强度比成分金属大)。如：铝硅合金的熔点比纯硅或纯铝的熔点都低。(4)分子晶体：分子晶体熔化时只克服分子间作用力(不破坏化学键)，分子间作用力越大，晶体的熔、沸点越高。组成和结构相似(且不含有氢键)的分子晶体，相对分子质量越大，分 子 间 作 用 力 越 强，物 质 的
10、 熔、沸 点 越 高。例 如：CH4SiH4GeH4SnH4，F2Cl2Br2N2，COC2H4。形成分子间氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高，且氢键的键能 越 大，熔、沸 点 越 高。例 如：H2OH2TeH2SeH2S，C2H5OHCH3OCH3。同分异构体中，形成分子内氢键的有机物的沸点低于形成分子间氢键的有机物。如特别提醒：离子晶体比晶格能大小看离子电荷和离子半径；原子晶体比共价键强弱看键能和键长大小；分子晶体比分子间作用力大小看相对分子质量大小和是否存在氢键；金属晶体比金属键强弱看阳离子半径和价电子数多少。典例精析例 32015哈尔滨高二检测下列各物质中，按熔沸点由低到高排列正确的是_
11、。AKCl、NaCl、MgCl2、MgOB金刚石、SiC、SiO2、硅CH2O、H2S、H2Se、H2TeDNa、K、Rb、AlECO2、Na、KCl、SiO2FO2、I2、Hg、MgCl2G钠、钾、钠钾合金HCH4、H2O、HF、NH3ICH4、C2H6、C4H10、C3H8JCH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4。AE解析：A 中离子半径：KNa，ClO2，离子电荷 KNaMg2，离 子 半 径 越 大，熔 沸 点 越 低，正 确；B中 键 长：CCSiOCSiSiSi，半径之和越大，熔沸点越低，错误；C中相对分子质量逐渐升高，沸点应该逐渐升高，但水分
12、子间会形成氢键，导致其熔沸点升高，错误；D 中半径：A1NaKKClRbClMgO 晶体为离子晶体，离子所带电荷越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高解析：(1)A 组由非金属元素组成，熔点最高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大。(2)B 组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用“电子气理论”解释相关物理性质。(3)C 组卤化氢晶体属于分子晶体，HF 熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D 组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关，电荷越多，半径越小，晶格能越大，晶
13、体熔点越高。跟踪练习 3 2015试题调研下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是()ACH4SiH4GeH4SnH4BKClNaClMgCl2MgOCRbKNaLiD石墨金刚石SiO2解析：A 项，相对分子质量越大，熔点越高，B 项晶格能大者，熔点高，C 项，金属键强者，熔点高。据此判断 A、B、C 错。D 项中，石墨 CC 的键长比金刚石 CC 键长短，键能大，所以石墨的熔点比金刚石高。答案：D跟踪练习 4 2015兰州高二检测(1)下表列有几种物质的熔点：物质AlF3AlCl3AlBr3Al2O3MgCl2MgO熔点/1 260181(升华)2632 0457072 852下列各组
14、物质中，熔化时所克服的粒子间作用力类型分别与氟化铝和溴化铝相同的是_。ANaCl 和 CCl4 BNa2O 和 SiO2C金刚石和金属铝 D碘和干冰工业上制备金属镁，应采用电解熔融的_。AMgCl2 BMgO工业上制备金属铝，是采用电解熔融 Al2O3(加冰晶石)，而不是电解熔融AlCl3，原因是_。AAAlCl3 是分子晶体(或 AlCl3 是共价化合物且易升华)，熔融状态不能电离(2)过 渡 元 素 钴(27Co)的 原 子 核 外 电 子 排 布 式 为_。钴有两种化学式均为 Co(NH3)5BrSO4的配合物，且配位数均为 6，它们分别溶解于水时电离出的阳离子的化学式可能为_和_。鉴别
15、两者的实验方法是分别取样并滴加_(填化学式)溶液。1s22s22p63s23p63d74s2 或Ar3d74s2Co(NH3)5Br2Co(NH3)5SO4BaCl2或 Ba(NO3)2或 AgNO3解析：(1)由表中数据可知 AlF3 是离子化合物，熔化时需克服离子键，而 AlBr3 是分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，故选 A。工业制金属镁应采用电解熔融的 MgCl2，MgO 的熔点太高不能采用。工业制金属铝不能电解熔融的 AlCl3，因为 AlCl3 是分子晶体，熔融状态不电离。(2)Co是27号 元 素，其 原 子 核 外 电 子 排 布 式 为1s22s22p63s23p63d74
16、s2 或Ar3d74s2。由配合物配位数均为 6 可知溶于水电离出的阳离子可能是Co(NH3)5Br2和Co(NH3)5SO4。专题三晶体(晶胞)结构分析及相关计算专题归纳1对典型的离子晶体如 NaCl、CsCl、CaF2、ZnS 的结构，既要熟悉其晶胞的整体结构，也要熟知其局部结构和延伸结构。以 NaCl(如右图)为例，要了解以下结构规律：(1)1 个 Na周围的 6 个 Cl或 1 个 Cl周围的 6 个 Na构成正八面体。(2)若 1 个 Na与 1 个 Cl的最近距离为 a，则次近距离为 3a(一个小立方体的体对角线)，再远一些的距离为 5a(边长为 a、2a 的长方形的对角线)；另外
17、，Na与 Na的最近距离为 2a，次近距离为 2a，再远一些的距离为 6a。(3)在每个 Na周围最近且等距离(必为 2a)的 Na有 12 个(同层 4个，上层 4 个，下层 4 个)，在每个 Cl周围最近且等距离的 Cl也有12 个。2在较复杂的晶胞中，同一元素的原子或离子的位置不同，则可能为不同数目的晶胞所共用，即对晶胞的贡献是不同的，则应具体分析，根据均摊法“分别打折”来确定化学式，而不能是一种原(离)子就乘以一个相同的1n。3明确典型物质晶胞堆积模型，利用均摊法计算晶胞中各元素原子个数，进而推断物质的化学式，根据晶胞的质量与体积关系计算晶胞的密度。(1)计算晶胞中粒子数目的方法均摊法
18、以长方体(正方体)晶胞为例确定晶胞中的粒子数(2)计算晶体的密度首先要利用均摊法计算出一个晶胞中含有的原子数，再结合摩尔质量、密度公式及有关几何知识进行计算。该部分计算是学习的难点，解题时应认真理解题意，灵活运用所学知识。例 5 2015经典习题选萃下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是 NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨某一种结构中的某一部分。(1)其中代表金刚石的是_(填编号字母，下同)，其中每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等。(2)其中代表石墨的是_，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为_个。(3)其中表示 NaCl 的是_，每个 Na周围与它最接近且距离相等的 Na有_个。(
19、4)代表 CsCl 的是_，它属于_晶体，每个 Cs与_个 Cl紧邻。(5)代表干冰的是_，它属于_晶体，每个 CO2 分子与_个 CO2 分子紧邻。D4E2A12C离子8B分子12解析：NaCl 晶体是简单立方单元，每个 Na与 6 个 Cl紧邻，每个 Cl又与 6 个 Na紧邻，但观察与 Na最近且等距离的 Na数时要抛开 Cl，从空间结构上看是 12 个 Na，即 x、y、z 轴面上各有 4 个 Na。CsCl 晶体由 Cs、Cl分别构成立方结构，但 Cs组成的立方体的中心有 1 个 Cl，Cl组成的立方体中心又镶入 1 个 Cs，可称为“体心立方”结构，Cl紧邻 8 个 Cs，Cs紧邻
20、 8 个 Cl。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有另一个 CO2 分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心，每个 CO2 分子在三维空间里，x、y、z 3 个面紧邻 4 个 CO2 分子，共 12 个 CO2 分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻 4 个其他碳原子，石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外 3 个碳原子，每个碳原子为 3 个六边形共用，即每个六边形占有 1 个碳原子的 1/3，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是 61/32(个)。跟踪练习 5 有下列离子晶体空间结构示意图：A B C D(1)以 M 代表阳离子，以 N 代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：A_，B_，C_，D_。(2)已知 FeS2 晶体(黄铁矿的主要成分)具有 A 的空间结构。FeS2 晶体中存在的化学键类型是_。若晶体结构 A 中的相邻的阴、阳离子的距离为 a cm，且用 NAmol1 表示阿伏加德罗常数，则 FeS2 晶体的密度是_gcm3。MNMN4MN2MN离子键、共价键60a3NA解析：(1)A 中阳离子 M 的个数为 41812，阴离子 N的个数为 41812；B 中阴离子 N 个数为 41224，阳离子 M 个数为 81812；C 中 M 有 41812个，N 有 1 个；D 中 M 为 8181 个，N 有 1 个。