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专题三　物质结构与性质
晶体类型与微粒间作用力原因解释题
1.不同晶体的特点比较
晶体类型 离子晶体 金属晶体 分子晶体 共价晶体
概念 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 分子间以分子间作用力相结合的晶体　 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体
晶体类型 离子晶体 金属晶体 分子晶体 共价晶体
晶体微粒 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子 分子 原子
微粒之间 作用力 离子键 金属键 分子间作用力 共价键
物 理 性 质 熔、 沸点 较高 有的高(如铁)、有的低(如汞) 低 很高
硬度 硬而脆 有的大、有的小 小 很大
晶体类型 离子晶体 金属晶体 分子晶体 共价晶体
物 理 性 质 溶解 性 一般情况下,易溶于极性溶剂(如水),难溶于有机溶剂　 钠等可与水、醇类、酸类反应 极性分子易溶于极性溶剂;非极性分子易溶于非极性溶剂 不溶于任何溶剂　
2.晶体类别的判断方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断
由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体;由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体;由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体;由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)、绝大多数的盐是离子晶体。
②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。
③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类共价晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、GaAs等。
④金属单质、合金是金属晶体。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)、绝大多数的盐是离子晶体。
②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。
③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类共价晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、GaAs等。
④金属单质、合金是金属晶体。
(5)依据硬度和机械性能判断
一般情况下,硬度:共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体多数硬度大,但也有较小的,且具有较好的延展性。
3.晶体熔、沸点的比较
(1)共价晶体
原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高
如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅。
(2)离子晶体
一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子间的作用力就越强,离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>NaCl>CsCl。
(3)分子晶体
①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体
熔、沸点反常的高,如沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S。
②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如熔、沸点:SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如熔、沸点:CO>N2。
④在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,如熔、沸点:正戊烷>异戊烷。
(4)金属晶体
金属离子半径越小,所带电荷数越多,其金属键越强,熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na1.K和Cr位于同一周期,且核外最外层电子数相同,但金属K的熔、沸点比金属Cr的低,原因是　 。
2.FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃),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　 。
K的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱
离子键
FeF3为离子晶体,
FeBr3为分子晶体
3.已知Ba、Mo的氯化物沸点信息如表所示。二者沸点差异的原因是　
　 。
氯化物 沸点
BaCl2 1 560 ℃
MoCl5 268 ℃
BaCl2属于离子晶体,MoCl5属于分子晶体,离子晶体的沸点主要取决于离子键,分子晶体的沸点主要取决于分子间作用力,离子键通常强于分子间作用力(合理即可)
4.一些氧化物的熔点见下表:
解释表中氧化物之间熔点差异的原因:________________________________　
　 。
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 -75.5
Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体;离子键:MgO>Li2O;分子间作用力(相对分子质量):P4O6>SO2
1.(2024·海南卷节选)锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一,Li-bfsi(阴离子bfsi-结构见下图A)深受关注。
回答问题:
(1)Li-bfsi的制备前体Li-bfsi(B),可由C的氟化反应得到,C中第三周期元素有
　　　　(填元素符号)。
(2)C分子中,两个H-N-S键角均为117°,S-N-S键角为126°,N的原子轨道杂化类型为　　　　。
(3)B溶于某溶剂发生自耦电离(2B A+F),阳离子F的结构式为
　　　 　。
(4)B和D水溶液均呈酸性,相同温度下,Ka值大小关系:B　　D(填“>”或“<”);沸点大小关系:B(170℃)>E(60.8℃),其原因是　　　　 。

Cl、S
sp2
或
>　
B分子间存在氢键
【解析】(1)由图可知,C中第三周期元素为氯元素和硫元素,故答案为:Cl、S;
(2)由键角可知,C中氮原子的价层电子对数为3,原子的杂化方式为sp2杂化,故答案为:sp2;
(3)由原子个数和电荷总数守恒可知,阳离子F的结构式可能为 或 ,故答案为: 或 。
(4)氟原子是吸电子基,会使氮氢键的极性增强,电离出氢离子的能力增大,乙基是供电子基,会使氮氢键的极性减弱,电离出氢离子的能力减弱,则b的酸性强于D;由图可知,B分子能形成分子间氢键,E分子不能形成分子间氢键,所以B的分子间作用力强于E,沸点强于E,故答案为:B分子间存在氢键。
2.(2024·全国甲卷)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据见下表,结合变化规律说明原因:____________________________________　
　 。
物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 442 -34 29 143
SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高
【解析】根据表中数据可知,SnF4的熔点远高于其他三种物质,故SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强,熔点依次升高。
3.(2023·全国乙卷)已知一些物质的熔点数据见下表:
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是　
　 。
物质 熔点/℃
NaCl 800.7
SiCl4 -68.8
GeCl4 -51.5
SnCl4 -34.1
NaCl是离子晶体,SiCl4是分子晶体,NaCl中离子键强度远大于SiCl4的分子间作用力　
分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因:　
　 。
SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高,因为三者均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增强
【解析】NaCl是离子晶体(熔化时离子键被破坏),SiCl4是分子晶体(熔化时分子间作用力被破坏),离子键强度远大于分子间作用力,故NaCl熔点明显高于SiCl4。对于结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高。
4.(2023·浙江1月选考)硅材料在生活中占有重要地位。
请回答:
Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为　　　 　,分子中氮原子的杂化轨道类型是　　　　。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3,其受热不稳定的原因是　 。
四面体
sp3
Si周围的NH2基团体积较大,受热时斥力较强[Si(NH2)4中Si—N键能相对较小];产物中气态分子数显著增多(熵增)

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