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第32讲　晶体类型与晶体性质
[复习目标]　1.了解晶体和非晶体的区别。2.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。3.了解分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体结构与性质的关系。4.了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同。
考点一　晶体与非晶体
1．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
晶体 非晶体
结构特征 原子在三维空间里呈__________排列 原子排列________
性质特征 自范性
熔点
异同表现
(2)得到晶体的途径
①熔融态物质凝固；
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；
③溶质从溶液中析出。
(3)晶体与非晶体的测定方法
测定方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
最可靠方法 对固体进行__________实验
2.等离子体和液晶
概念 主要性能
等离子体 由____、______和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体 具有良好的导电性和流动性
液晶 介于液态和晶态之间的物质状态 既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的导热性、光学性质等
1．在物质的三态相互转化过程中只是分子间距离发生了变化(　　)
2．晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列(　　)
3．晶体的熔点一定比非晶体的熔点高(　　)
4．具有规则几何外形的固体一定是晶体(　　)
5．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块(　　)
1．(2023·常州月考)下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是(　　)
A．液晶中分子的长轴取向一致，表现出类似晶体的各向异性
B．等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成
C．纯物质有固定的熔点，但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化
D．超分子内部的分子间一般通过非共价键或分子间作用力结合成聚集体
2．下列关于晶体和非晶体的说法正确的是(　　)
A．晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质
B．晶体在熔化过程中需要不断地吸热，温度不断地升高
C．普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同
D．晶体和非晶体之间不可以相互转化
3．玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，下列有关玻璃的说法错误的是(　　)
A．玻璃内部微粒排列是无序的
B．玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C．光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶体
D．利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
考点二　常见晶体类型
1．四种常见晶体类型的比较
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
构成微粒 金属阳离子、自由电子
微粒间的相互作用力 ____________(某些含氢键)
硬度 较小 有的很大，有的很小
熔、沸点 较低 有的很高，有的很低 较高
溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 一般不溶于水，少数与水反应 大多易溶于水等极性溶剂
导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电
　　　　　　　　　　　　　　　　
2．常见晶体的结构模型
(1)典型的分子晶体——干冰和冰
①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有____个。
②冰晶体中，每个水分子与相邻的____个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成____ mol氢键。
(2)典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅
①金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较
结构模型 晶胞
金刚石
二氧化硅
②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较
金刚石 a.碳原子采取____杂化，键角为______ b.每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成________结构，向空间伸展形成______________ c.最小碳环由____个碳原子组成，每个碳原子被____个六元环共用 d.金刚石晶胞的每个______和______均有1个C原子，晶胞内部有____个C原子，内部的C在晶胞的体对角线的处，每个金刚石晶胞中含有____个C原子
二氧 化硅 a.Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′ b.每个Si原子与____个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被____个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为____ c.最小环上有____个原子，包括____个O原子和____个Si原子 d.1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为____ e.SiO2晶胞中有____个Si原子位于立方晶胞的顶点，有____个Si原子位于立方晶胞的面心，还有____个Si原子与____个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有____个Si原子和____个O原子
(3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2
①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引____个Cl－，每个Cl－同时吸引____个Na＋，配位数为____。每个晶胞含____个Na＋和____个Cl－。
②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引____个Cs＋，每个Cs＋吸引____个Cl－，配位数为____。
③CaF2型：在晶体中，每个Ca2＋吸引____个F－，每个F－吸引____个Ca2＋，每个晶胞含____个Ca2＋，____个F－。
(4)混合型晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是____________，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是____，C原子采取的杂化方式是____。
3．晶格能
(1)定义
拆开1 mol离子晶体使之形成气态阳离子和气态阴离子时所吸收的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。
(2)意义：晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定，熔、沸点越高。
(3)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
1．分子晶体不导电，溶于水后也都不导电(　　)
2．沸点：HF3．离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电(　　)
4．共价晶体的熔点一定比离子晶体的高(　　)
5．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子(　　)
6．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(　　)
一、常见晶体类型的判断
1．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。
(1)其中只含有离子键的离子晶体是________。
(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________________。
(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是____________。
(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是______________。
(5)其中形成的晶体是分子晶体的是____________________________。
(6)其中含有极性共价键的共价晶体是___________________________________________。
2．下列有关晶体类型的判断正确的是(　　)
A SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃ 共价晶体
B B：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大 金属晶体
C 锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，晶体导电 共价晶体
D FeCl3：熔点282 ℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂 分子晶体
二、常见晶体类型的结构特点
3．金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是(　　)
A．金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子
B．在金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环
C．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2
D．金刚石中碳原子数与C—C键数之比为1∶4，而石墨中碳原子数与C—C键数之比为1∶3
4．碳化硅(SiC)晶体具有多种结构，其中一种晶体的晶胞(如图所示)与金刚石的类似。下列判断正确的是(　　)
A．该晶体属于分子晶体
B．该晶体中存在极性键和非极性键
C．该晶体中Si的化合价为－4
D．该晶体中C的杂化类型为sp3
5．(2023·无锡模拟)有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋
C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
D．该气态团簇分子的分子式为EF
答题规范(4)　晶体熔、沸点高低原因解释
1．不同类型晶体熔、沸点比较
答题模板：×××为×××晶体，而×××为×××晶体。
例1　(1)金刚石的熔点比NaCl高，原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)SiO2的熔点比CO2高，原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
2．同类型晶体熔、沸点比较
(1)分子晶体
答题模板：
①同为分子晶体，×××存在氢键，而×××仅存在较弱的范德华力。
②同为分子晶体，×××的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。
③同为分子晶体，两者的相对分子质量相同(或相近)，×××的极性大，熔、沸点高。
④同为分子晶体，×××形成分子间氢键，而×××形成的则是分子内氢键，分子间氢键会使熔、沸点升高。
例2　(1)NH3的沸点比PH3高，原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)CO2比CS2的熔、沸点低，原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)CO比N2的熔、沸点高，原因是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)共价晶体
答题模板：同为共价晶体，×××晶体的键长短，键能大，熔、沸点高。
例3　Si单质比化合物SiC的熔点低，理由是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)离子晶体
答题模板：
①阴、阳离子电荷数相等，则看阴、阳离子半径：
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xn－(或Nn＋)，故×××晶体晶格能大(或离子键强)，熔、沸点高。
②阴离子(或阳离子)电荷数不相等，阴离子(或阳离子)半径不相同：
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xm－(或Nm＋)，Rn－(或Mn＋)电荷数大于Xm－(或Nm＋)，故×××晶体晶格能大(或离子键强)，熔、沸点高。
例4　(1)ZnO和ZnS的晶体结构相似，熔点较高的是ZnO，理由是______________
________________________________________________________________________。
(2)FeO的熔点小于Fe2O3的熔点，原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
1．FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3，但其熔点只有200 ℃，原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
2．已知：K2O的熔点为770 ℃，Na2O的熔点为1 275 ℃，二者的晶体类型均为____________，K2O的熔点低于Na2O的原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．已知氨(NH3，熔点：－77.8 ℃、沸点：－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点：2 ℃、沸点：113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：__________________________________________
________________________________________________________________________。
4．已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是________(填化学式)，其理由是____________________________。
5．S位于周期表中第________族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是________________________________________________________________________，
H2O比H2Te沸点高的原因是________________________________________________
________________________________________________________________________。
1．(2022·湖北，7)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是(　　)
A．具有自范性
B．与C60互为同素异形体
C．含有sp3杂化的碳原子
D．化学性质与金刚石有差异
2．(2021·天津，2)下列各组物质的晶体类型相同的是(　　)
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl
C．Cu和Ag D．SiC和MgO
3.(2021·辽宁，7)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是(　　)
A．S位于元素周期表p区
B．该物质的化学式为H3S
C．S位于H构成的八面体空隙中
D．该晶体属于分子晶体
4．(2022·山东，5)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al、N—Ga。下列说法错误的是(　　)
A．GaN的熔点高于AlN
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取sp3杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
第32讲　晶体类型与晶体性质
考点一
归纳整合
1．(1)周期性有序　相对无序　有　无　固定　不固定　各向异性　各向同性　(3)X射线衍射
2．电子　阳离子
易错辨析
1．×　2.√　3.×　4.×　5.√
专项突破
1．B　2.C　3.C
考点二
归纳整合
1．分子　原子　阴、阳离子　范德华力　共价键　金属键　离子键　很大　较大　很高
2．(1)①12　②4　2　(2)sp3　109°28′　正四面体　空间网状结构　6　12　顶点　面心　4　8　4　2　1∶2　12　6　6　4NA　8　6　4　16　8　16　(3)①6　6　6　4　4　②8　8　8　③8　4　4　8　(4)分子间作用力　2　sp2
易错辨析
1．×　2.×　3.×　4.×　5.×　6.×
专项突破
1．(1)NaCl、Na2S　(2)NaOH、(NH4)2S　(3)(NH4)2S
(4)Na2S2　(5)H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩
(6)SiO2、SiC
2．D　3.A　4.D
5．D　[氟化钙晶胞中，Ca2＋位于顶点和面心，数目为8×＋6×＝4，故B正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误。]
答题规范(4)
例1　(1)金刚石是共价晶体，而NaCl是离子晶体　(2)SiO2是共价晶体，而CO2是分子晶体
例2　(1)同为分子晶体，NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力　
(2)同为分子晶体，CS2的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高　(3)同为分子晶体，两者相对分子质量相同，CO的极性大，熔、沸点高
例3　晶体硅与SiC均属于共价晶体，晶体硅中的Si—Si键比SiC中Si—C键的键长长，键能低，所以熔点低
例4　(1)ZnO和ZnS同属于离子晶体，O2－半径小于S2－，故ZnO晶格能大(或离子键强)，熔点高　(2)同为离子晶体，Fe2＋半径比Fe3＋大，所带电荷数也小于Fe3＋，FeO的晶格能比Fe2O3小
规范精练
1．离子键　FeF3为离子晶体，FeBr3的化学键以共价键为主，属于分子晶体
2．离子晶体　K＋的半径大于Na＋，K2O的晶格能小于Na2O
3．联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键
4．BN　两种晶体均为共价晶体，N和B原子半径较小，键能较大，熔点较高
5．ⅥA　两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强　两者均为分子晶体，H2O分子间存在氢键
真题演练　明确考向
1．A　2.C　3.D
4．A　[Al和Ga均为第ⅢA族元素，N属于第ⅤA族元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其均为共价晶体。因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al键的键长小于N—Ga键的键长，则N—Al键的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；不同元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4)，C原子无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石结构相似，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，所有原子的配位数也均为4，C、D说法正确。]

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