1、第五单元单元整合离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体结构组成晶体微粒阴、阳离子分子原子金属阳离子和自由电子微粒间作用力离子键范德华力或氢键共价键金属键物理性质熔、沸点较高低很高有高有低硬度硬而脆小大有大有小溶解性易溶于极性分子的溶剂，难溶于非极性溶剂极性分子易溶于极性分子的溶剂中，非极性分子易溶于非极性分子的溶剂中不溶于任何溶剂导电性不良(熔融可导电)不良不良(半导体Si例外)良导体典型实例NaCl、NaOH、Na2O、CaCO3干冰、白磷、冰、硫黄金刚石、SiO2、晶体硅、SiCNa、Mg、Al、Fe、Cu、Zn1晶体的基本类型与性质2.几种重要的晶体物质晶型重复单位微粒数氯化钠(NaCl)离子
2、立方体每个Na周围与它最接近的等距离Na有12个氯化铯(CsCl)离子立方体每个Cs(或Cl)的等距离Cs(或Cl)有6个金刚石(C)原子正四面体最小环上6个碳原子石墨(C)混合正六边形每个六边形占有2个碳原子石英(SiO2)原子硅氧四面体 最小环有12个原子干冰(CO2)分子面心立方与一个CO2分子等距离相邻最近的有12个CO2分子(1)依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格质点是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的晶格质点是分子，质点间的作用为分子间作用力，即范德华力；金属晶体的晶格质点是金属离子和自由电子，质点间的作
3、用是金属键。3.判断晶体类型的方法(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)与合金属于金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余摄氏度。原子晶体的熔点高，常在1 000至几千摄氏度。分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度，金属晶体多数熔点
4、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融态能导电。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(主要是酸和活泼非金属氢化物)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。(5)依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或略硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。(1)不同类型晶体的熔、沸点高低规律：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、铂等；有的则很低，如汞、镓、铯等。(2)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。如：金刚石石英碳
5、化硅硅。(3)离子晶体间比较离子键的强弱。一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。4物质熔、沸点高低比较规律(4)分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如：熔、沸点：O2N2，HIHBrHCl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CON2。在同分异构体中，一般地说，支链数越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷。(5)金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：NaMgAl。5各类晶体中
6、所含的化学键原子晶体极性键如二氧化硅非极性键如金刚石、硅分子晶体无化学键如稀有气体共价键如离子晶体离子键（只含）如NaCl离子键、极性键如离子键、非极性键如离子键、非极性键、极性键如离子键、极性键、配位键如零排放、太阳能、绿色光源等高科技点亮2010上海世博。(1)世博园区外围设置生态化停车场，有害尾气被纳米光触媒涂料分解为无毒物质，汽车尾气中的下列物质属于由极性键形成的非极性分子的是_。aCO bNO cNO2 dCO2(2)“一轴四馆”中安装了高亮度节能的陶瓷金卤灯，金卤灯中填充物通常包含Na、81Tl、49In、Sc、I等元素的单质或化合物。有关说法正确的是_。a第A族元素铊和铟，第一电
7、离能Tl小于Inb元素Sc位于周期表s区c钠的熔点低，是因为金属键较弱d碘的电负性大于氯【典例1】(3)世博锗广泛采用了冰蓄冷空调。冰蓄冷空调采用液态化合物乙二醇(HOCH2CH2OH)介质，乙二醇沸点高，是由于_。(4)上海城区大规模集中使用“21世纪绿色光源”LED半导体照明，LED晶片采用砷化镓(GaAs)等材料组成。其中Ga原子在基态时，其价电子轨道表示式为：_。GaAs的晶胞结构如右图(As位于顶点和面心)，晶胞中与As原子等距离且最近的Ga原子有_个。解析(1)由极性键形成的非极性分子须具有对称的空间构型，CO2为直线形分子，结构对称，符合要求。(2)同一主族自上而下随着原子半径的
8、增大，第一电离能逐渐减小，所以a正确；元素Sc位于周期表的d区；c正确；碘的电负性小于氯。(3)乙二醇沸点高是因为乙二醇分子间存在氢键。(4)Ga原子的价电子排布式为4s24p1，则其价电子轨道表示式为；Ga原子与相连的顶点及面心上的As原子距离最近，则以面心上的As原子为研究对象、晶胞内与之最近的Ga原子有两个，而一个面为两个晶胞所共有，所以晶胞中与As原子等距离且最近的Ga原子有4个。答案（1）d（2）ac（3）乙二醇分子间存在氢键1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如足球状的多面体（如右图）该结构的建立基于以下理论：（1）C60分子中每个碳原子只跟
9、相邻的3个碳原子形成化学键；【典例2】（2）C60分子只含有五边形和六边形；（3）多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：据上所述，可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题：（1）固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是_，理由是_。（2）试估计C60跟F2在一定条件下，能否发生反应生成C60F60（填“可能”或“不可能”），并简述其理由：_。（3）通过计算，确定C60分子所含单键数为。（4）C70分子也已制得，它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。C70分子中所含五边形数为，六边形
10、数为。解析（1）金刚石是原子晶体，晶体中结构微粒之间的作用力是强烈的共价键，而C60是分子晶体，晶体中结构微粒间的作用力是微弱的范德华力，故金刚石的熔点高。（2）可能；因为C60分子中含有30个双键，极活泼的F2与C60发生加成反应即得C60F60。（3）60个；由欧拉定理得键数（棱边数）60（1220）290，因为90个键中包含了30个双键，所以C60分子中的单键数为903060。（4）设C70分子中五边形数为x，六边形数为y，由于结构中每一条边为两个面共用，分摊到每一个面内只占。每一条边即一个键，是由两个碳原子共同形成的，每个碳原子只占这个键的，结合欧拉定理可得方程组：解得：x12，y25
11、。答案（1）金刚石 金刚石是原子晶体而C60是分子晶体（2）可能 含有30个双键，易与活泼的F2发生加成反应（3）60（4）1225通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（H），化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。【典例3】化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol460360436431176347请回答下列问题：（1）比较下列两组物质的熔点高低（填“”或“”）：SiCSi；SiCl4SiO2。（2）右图中立方体中心的“”表示硅晶体中的一个原子，
12、请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的硅原子。（3）工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4（g）2H2（g）Si（s）4HCl（g）；该反应的反应热HkJmol1。解析 本题主要考查键能的大小与物质性质及反应热之间的关系。（1）SiC与Si皆为原子晶体，由于SiC键能大于SiSi键能，故SiC的熔点比Si高；SiCl4为分子晶体，SiO2为原子晶体，前者的熔点低于后者。（2）根据硅原子与硅原子可形成四个相等的硅硅键可知，除立方体中心的硅原子外，与它相邻的硅原子应处于可形成正四面体的四个顶点上。（3）根据题意，所给反应的旧化学键键能之和为：4360 kJmol12436 kJmol12 312 kJmol1，新化学键键能之和为：4431 kJmol12176 kJmol1（每摩硅原子相当于形成2 mol SiSi）2 076 kJmol1，所以反应热为：2 312 kJmol12 076 kJmol1236 kJmol1。答案（1）（2）如下图（3）236
