离子晶体、分子晶体和原子晶体
什么叫原子晶体
①石墨为什么很软？
石墨为层状结构，各层之间是范德 华力结合，容易滑动，所以石墨很 软。
②石墨的熔沸点为什么很高？
石墨各层均为平面网状结构，碳原 子之间存在很强的共价键，故熔沸 点很高。
小结：
1、离子晶体、分子晶体、原子晶体比较
离子晶体
组成微粒 阴、阳离子 离子键
分子晶体
分 子
原子晶体
原 子
微粒间作用力
熔沸点 硬度 导电性
分子间作用力 共价键
较高
较大
低
小
高
大 一般为 非导体
水溶液、 非导体，水 熔融态导电 溶液可能导电
2、晶体的熔沸点的比较 （1）不同类型晶体
原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
（2）相同类型晶体 由晶体内微粒间作用力大小来确定
①离子晶体 组成相似的离子晶体，看离子键的强度。 ②分子晶体
复习巩固
1、离子晶体、分子晶体的构成粒子 及 粒子间作用各是什么? 2、影响离子晶体、分子晶体熔沸点、
硬度大小的因素各是什么？
阅读思考:
1、什么叫原子晶体？ 2、原子晶体的特点？
3、哪些物质属于原子晶体？
一、原子晶体
1、定义：原子间通过共价键结合 而成的晶体叫原子晶体。 ① 构成粒子：原子
② 粒子间作用：共价键
金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。
石墨 —混合型晶体
石墨晶体由碳原子构成，是层状结构，层内每 个碳原子与周围三个碳原子以共价键结合，形 成以正六边形排列成平面网状结构，层与层之 间以范德华力相结合，且有自由移动的电子。 构成微粒：原子； 微粒间作用力：共价键和分子间作用力； 石墨晶体具有原子晶体结构特点,又有分子晶 体结构特点,所以属混合晶体过渡型晶体。
离子晶体、分子晶体、原子晶体
2、物理特性：
(1)较低的熔点和沸点，易升华； (2)较小的硬度； (3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。
原因：分子间作用力较弱
3、典型的分子晶体：
–非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX –酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 –部分非金属单质:X2，O2，H2， S8，P4， C60 –部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 –大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖
思考1 原子晶体的化学式是否可以代表其分子式？
不能。因为原子晶体是一个三维的网状结构，无 小分子存在。
思考2 以金刚石为例，说明原子晶体的微观结构与分 子晶体有哪些不同？ （1）组成微粒不同，原子晶体中只存在原子，没有
分子。 （2）相互作用不同，原子晶体中存在的是共价键。
4、原子晶体熔、沸点比较规律
①二氧化硅中Si原子均以sp3杂化，分别 与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子 成键； ②晶体中的最小环为十二元环，其中有6 个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键； 每个Si原子被12个十二元环共有，每个O原 子被6个十二元环共有，每个Si-O键被6个 十二元环共有；每个十二元环所拥有的Si 原子数为6×1/12=1/2，拥有的O原子数为 6×1/6=1，拥有的Si-O键数为12×1/6=2， 则Si原子数与O原子数之比为1：2。
Na+
(1)NaCl的晶体结构
立方结构（基本结构单元是立方体）
晶胞:
讨论：
晶体中最小的重复单元
6 1、每个Na 离子周围有____个Cl－离子，每 个Cl－ 离子周围有____个Na+ 离子。 6
+
2、每个Na+离子周围与Na+最近且等距离的 Na+有____个，每个Cl－ 离子周围与Cl－最近且 12 12 等距离的Cl－有____个。
原子晶体分子晶体和离子晶体的判断
原子晶体分子晶体和离子晶体的判断原子晶体分子晶体和离子晶体
原子晶体是由原子组成的晶体。
它由沿有序排列且彼此间有固定距离的原子或分子组成，其中可以包括气体，液体或固体的微粒。
由于原子的吸引力，它们形成了一个非常稳定的晶格，具有独特的结构特征。
原子晶体常常表现为固体，例如石墨、金刚石和金红石，都是一种原子晶体。
分子晶体是由更大的分子组成的晶体。
它们由具有高度有序并彼此间有固定距离的原子或分子组成，是一种有形态的物质。
与原子晶体不同，它们以不同形体组合而成，例如，聚苯乙烯就是一种很常见的分子晶体，是由苯乙烯分子以奇数多功能组成而构成的晶体体系。
离子晶体是由带有负号或正号电荷的离子组成的晶体。
它在电场下会受到强烈的离子互斥力的作用，形成一定的有规律的晶体结构，结构较易被打乱，比较容易改变，在物理和化学上常有很大的许多区别。
例如，KCl、NaCl等常见的盐类离子晶体，以及数种酸类复合物的离子晶体。
总而言之，原子晶体由单个原子组成，分子晶体由更大的分子组成，离子晶体由带有负号或正号电荷的离子组成，但均具有有序的晶体结构，是一种稳定、有形态的物质。
高三化学复习题：离子晶体、分子晶体和原子晶体
课题：离子晶体、分子晶体和原子晶体（17）【目标要求】1．掌握相邻原子间通过共价键结合而成空间网状结构的晶体属于原子晶体。
2．以金刚石为例，了解原子晶体的物理性质（熔、沸点，导电性和溶解性）》》学习过程《〈三、原子晶体（学生自学完成）1.原子晶体：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。
2.构成粒子：______________；粒子间的作用______________。
3.原子晶体的物理性质(1)熔、沸点__________，硬度___________(2) ______________一般的溶剂。
(3)______________导电。
※：原子晶体具备以上物理性质的原因____________________________※：原子晶体的化学式是否可以代表其分子式________，原因___________________。
4.原子晶体中原子的个数与共价键数间的比例关系：※：常见的原子晶体有____________________________等，他们的原子个数与共价键的关系分别为：___________________________________________________________________ ________________________________________________________________。
5.判断晶体类型的依据(1)看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。
对分子晶体,构成晶体的微粒是______________，微粒间的相互作用是___________；对于离子晶体，构成晶体的是微粒是______________，微粒间的相互作__________键。
对于原子晶体，构成晶体的微粒是_______，微粒间的相互作用是___________键。
(2)看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度)。
一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是 ________晶体>_______晶体>_______晶体。
高中化学常见晶体
高中化学常见晶体篇一：高中化学----总结：四大晶体总结：四大晶体晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体概念离子间离子键原子间共价键分子间分子力金属离子和e金属键晶体质点阴、阳离子原子分子金属离子原子和e作用力离子键共价键分子间力金属键物理性质熔沸点较高很高很低一般高少数低硬度较硬很硬硬度小多数硬少数软溶解性易溶于水难溶任何溶剂相似相溶难溶导电性溶、熔可硅、石墨可部分水溶液可固、熔可实例盐MOH MO C Si SiO2 SiC HX XOn HXOn 金属或合金1.各种晶体中的化学键⑴离子晶体: 一定有离子键,可能有共价键（极性键、非极性键、配位键）⑵分子晶体:一定没有离子键,可能有极性键、非极性键、配位键; 也可能根本没有化学键。
⑶原子晶体:一定没有离子键,可能有极性键、非极性键.⑷金属晶体: 只有金属键2、物质熔沸点高低比较规律（1）晶体内微粒间作用力越大，熔沸点越高，只有分子晶体熔化时不破坏化学键。
（2）不同晶体（一般情况下）:原子晶体＞离子晶体＞分子晶体熔点：上千度~几千度近千度~几百度多数零下最多几百度（3）相同条件下一般地说熔沸点:固态＞液态＞气态2、物质熔沸点高低比较规律（4）同种晶体离子晶体：比较离子键强弱，离子半径越小，电荷越多，熔沸点越高MgOMgCl2NaClKClKBr原子晶体：比较共价键强弱（看键能和键长）金刚石(C) 水晶(SiO2) SiC Si分子晶体：比较分子间力（和分子内的共价键的强弱无关）1）组成和结构相似时，分子量越大熔沸点越高F2<Cl2<Br2<I2; HCl< HBr <HI; CF4< CCl4 < CBr4 < CI4;N2<O2 ; 同系物熔沸点的比较2）同分异构体：支链越多熔沸点越低正戊烷异戊烷新戊烷金属晶体：比较金属键，金属原子半径越小，价电子数越多，熔沸点越高。
金属晶体分子晶体原子晶体离子晶体
金属晶体、分子晶体、原子晶体和离子晶体金属晶体：由金属键形成的单质晶体。
金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、铝、铁和铜等。
金属晶体中存在金属离子(或金属原子)和自由电子，金属离子(或金属原子)总是紧密地堆积在一起，金属离子和自由电子之间存在较强烈的金属键，自由电子在整个晶体中自由运动，金属具有共同的特性，如金属有光泽、不透明，是热和电的良导体，有良好的延展性和机械强度。
大多数金属具有较高的熔点和硬度，金属晶体中，金属离子排列越紧密，金属离子的半径越小、离子电荷越高，金属键越强，金属的熔、沸点越高。
例如周期系IA族金属由上而下，随着金属离子半径的增大，熔、沸点递减。
第三周期金属按Na、Mg、Al顺序，熔沸点递增。
根据中学阶段所学的知识。
金属晶体都是金属单质，构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子（也就是金属的价电子）。
分子晶体：分子间以范德华力相互结合形成的晶体。
大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO2)、I2、大多数有机物，其固态均为分子晶体。
分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非极性分子。
分子间的作用力很弱，分子晶体具有较低的熔、沸点，硬度小、易挥发，许多物质在常温下呈气态或液态，例如O2、CO2是气体，乙醇、冰醋酸是液体。
同类型分子的晶体，其熔、沸点随分子量的增加而升高，例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增；非金属元素的氢化物，按周期系同主族由上而下熔沸点升高；有机物的同系物随碳原子数的增加，熔沸点升高。
但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间，除存在范德华力外，还有氢键的作用力，它们的熔沸点较高。
分子组成的物质，其溶解性遵守“相似相溶[1]”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性的有机溶剂，例如NH3、HCl极易溶于水，难溶于CCl4和苯；而Br2、I2难溶于水，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。
根据此性质，可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。
怎样区分原子 分子 离子的物质构成类型
怎样区分物质是由离子，原子还是分子构成的？
金属和非金属组成的物质一般是由离子构成的；金属单质是由原子构成的；由不同种非金属构成的物质中，酸是由分子构成的，还有一部分由原子构成的。
离子晶体，如金属和非金属或其他原子团、铵盐一般是离子构成的，大部分盐都是
原子晶体，如二氧化硅、氮化硅、金刚石、碳化硅、硅等由原子构成
分子晶体，如氯化铝（特殊）、非金属组成的（铵盐除外）大多数都是分子晶体
熔融状态下可导电的——由离子组成
水溶液状态下可导电，熔融状态下不导电的——由分子组成都不导电的——由原子组成
离子构成的（也叫离子化合物）有：NaCI、K2CO3、NaOH、NH4CI等，一般是含有金属阳离子（或NH4+）的化合物。
AICI3除外。
它们固体时都叫离子晶体。
分子构成的有：H2O、NH3〃H2O、CH4、CO2、HCI等，一般是除了离子化合物以外的化合物。
和H2、O2、He等大多数非金属单质。
它们固体时都叫分子晶体。
原子构成的有：SiO2、金刚石、SiC、AIN、Si3N4、BN等少数几个物质。
它们固体时都叫原子晶体。
离子晶体、分子晶体、原子晶体
ClNa+
二、分子晶体
分子间作用力和氢键：(氢键的形成过程）
分子间作用力和氢键对一些物质的熔、沸点的关系
分子晶体：
分子间通过分子间作用力相 结合的晶体，叫做分子晶体。 实例：如干冰 定义：
分子晶体的物理性质：
熔、沸点低，硬度小，在水 形成分子晶体的物质：
中的溶解度存在很大的差异。 H2、Cl2、He 、HCl 、H2O、CO2等
原子晶体的物理性质：
熔沸点很高，硬度很大，难溶于水，一般不导电。
常见的原子晶体：
金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）
Si
o
180º
109º 28´
共价键
109º 28´
共价键
小结
1、离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较： 晶体类型 结 构成晶体粒子 构 性
熔、沸点 导电性 粒子间的相互 作用力
离子晶体
分子晶体
原子晶体
硬 度
质
溶解性
2、化学键和分子间作用力的比较：
化学键 概念 能量 性质影响 分子间作用力
3、影响晶体物理性质的因素：
影
离子晶体 分子晶体 原子晶体
响
因 素
共价键
氢键
氢键的形成过程
返回
温度/℃ H2O 温度/100 ℃ 沸点/℃ 250 75 沸点 250 熔点 CBr 200 沸点 4 × × 50 200 150 I2 CI4 150 25 HF 100 CCl 熔点 × 100 4 × CBr4 I 0 H2Te 50 2 100 150Br 50 SbH3 2 -25 0 2Se 200 300 400 H 500 × NH3 100 H S HI 0 Br 2 2 200 -50 50 250 -50 CCl4 -50 × AsH Cl 3 相对分子质量 SnH4 2 -100 HCl 相对分子质量 -100 -75 HBr CF × Cl 4 2 -150 × PH3 GeH4 -150 × -100 -200 F2 CF 4 SiH 4× -200 -125 F2 -250 -250
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离子晶体、分子晶体和原子晶体
[学法指导]
在学习中要加强对化学键中的非极性键、极性键、离子键、晶体类型及结构的认识与理解；在掌握微粒半径递变规律的基础上，分析离子晶体、原子晶体、分子晶体的熔点、沸点等物理性质的变化规律；并在认识晶体的空间结构的过程中，培养空间想象能力及思维的严密性和抽象性。
同时，关于晶体空间结构的问题，很容易与数学等学科知识结合起来，在综合题的命题方法具有广阔的空间，因此，一定要把握基础、领会实质，建立同类题的解题策略和相应的思维模式。
[要点分析]
一、晶体
固体可以分为两种存在形式：晶体和非晶体。
晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。
气体、液体和非晶体在一定条件下也可转变为晶体。
晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。
晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列，从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的，而且具有固定的熔点和规则的几何外形。
NaCl晶体结构
食盐晶体金刚石晶体金刚石晶体模型钻石
C60分子
二、晶体结构
1．几种晶体的结构、性质比较
2．几种典型的晶体结构：
（1）NaCl晶体（如图1）：每个Na+周围有6个Cl-，每个Cl-周围有6个Na+，离子个数比为1：1。
（2）CsCl晶体（如图2）：每个Cl-周围有8个Cs+，每个Cs+周围有8个Cl-；距离Cs+最近的且距离相等的Cs+有6个，距离每个Cl-最近的且距离相等的Cl-也有6个，Cs+和Cl-的离子个数比为1：1。
（3）金刚石（如图3）：每个碳原子都被相邻的四个碳原子包围，以共价键结合成为正四面体结构并向空间发展，键角都是109º28'，最小的碳环上有六个碳原子。
（4）石墨（如图4、5）：层状结构，每一层内，碳原子以正六边形排列成平面的网状结构，每个正六边形平均拥有两个碳原子。
片层间存在范德华力，是混合型晶体。
熔点比金刚石高。
（5）干冰（如图6）：分子晶体，每个CO2分子周围紧邻其他12个CO2分子。
（6）SiO2：原子晶体，空间网状结构，Si原子构成正四面体，O原子位于Si－Si键中间。
（SiO2晶体中不存在SiO2分子，只是由于Si原子和O原子个数比为1∶2，才得出二氧化硅的化学式为SiO2）
紫水晶大水晶二氧化晶体模型
3．离子晶体化学式的确定
确定离子晶体的化学式实际上是确定晶体中粒子个数比。
其方法如下：
（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞。
（2）处于棱上的粒子同时为4个晶胞共有，每个粒子有1/4属于该晶胞。
（3）处于面心上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子有1/2属于该晶胞。
（4）处于晶胞体心的粒子，则完全属于该晶胞。
4．根据物质的物理性质判断晶体的类型
（1）在常温下呈气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体（Hg除外），如H2O、H2等。
对于稀有气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作单原子分子，因为微粒间的相互作用力是范德华力，而非共价键。
（2）在熔融状态下能导电的晶体（化合物）是离子晶体。
如：NaCl熔融后电离出Na＋和
Cl－，能自由移动，所以能导电。
（3）有较高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为原子晶体，如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。
（4）易升华的物质大多为分子晶体。
三、分子间作用力和氢键
1．分子间作用力
分子间作用力又叫范德华力，是分子与分子之间微弱的相互作用，它不属于化学键范畴。
分子间作用力广泛存在于分子与分子之间，由于相互作用很弱，因此只有分子与分子充分接近时，分子间才有作用力。
2．氢键
氢键是在分子间形成的，该分子中必须含有氢原子，且另一种原子吸引电子的能力很强（具体有F、O、N三种元素），只有这样才能形成氢键。
常见的能形成氢键的分子主要有HF、H2O、NH3等。
氢键的实质也是静电作用，氢键的强度比分子间作用力稍强，但比化学键弱的多，它仍不属于化学键范畴。
氢键对物质熔、沸点的影响结果是使物质的熔点和沸点均升高。
例如H2O和H2S的组成与结构相似，相对分子质量H2S>H2O，若仅以分子间作用力论，H2S的熔、沸点应大于H2O，可实际上H2O在常温状态下是液态，而H2S在通常状态下是气态，说明H2O的熔、沸点比H2S高，原因就是H2O分子中存在H…O键。
四、物质的熔沸点比较及规律
（1）不同类型的晶体，一般来讲，熔沸点按原子晶体>离子晶体>分子晶体。
（2）由共价键形成的原子晶体中，原子半径越小的，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。
如熔点：金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。
（3）离子晶体比较离子键的强弱。
一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
（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Cl2<Br2<I2。
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：CO>N2。
[例题分析]
例1．下面的叙述正确的是
A、离子化合物中可能含有共价键
B、分子晶体中不会有离子键
C、分子晶体中的分子内一定有共价键
D、原子晶体中一定有非极性共价键
[分析与解答]
若离子化合物中某种离子由两种或两种以上元素组成。
如NH4+、OH-、SO42-等。
则其离子内部有共价键。
分子晶体的构成微粒是分子，分子间只有分子间作用力，分子内除稀有气体外，都只有共价键，故（A）、（B）正确。
（C）未提到稀有气体分子是单原子分子，无任何化学键。
由两种原子形成的原子晶体SiO2等，其原子间以极性键结合，无非极性键。
故正确答案为（A）、（B）。
例2．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是
A、SO2和SiO2
B、CO2和H2O
C、NaCl和HCl
D、CCl4和KCl
[分析与解答]
A、SO2和SiO2的化学键相同，都是极性共价键，但晶体类型不同，SO2是分子晶体，SiO2是原子晶体；
B、CO2和H2O的化学键都是共价键，且都属于分子晶体；
C中的NaCl和HCl化学键类型不同，NaCl为离子键，HCl为极性共价键，且晶体类型也不同，NaCl为离子晶体，HCl为分子晶体；
D中CCl4和KCl的化学键不同，CCl4是极性共价键，KCl中是离子键且晶体类型也不同，CCl4为分子晶体，KCl为离子晶体。
故正确答案为选项B。
例3．
（1）中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。
NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a×10-8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7g·mol-1）。
（2）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷。
例如在某种NiO晶体中就存在如图7所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。
其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。
某氧化镍品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。
[分析与解答]
（1）
根据NaCl晶体结构，隔离出一个小立体（如图8），小立方体的每个顶点离子为8个小立
方本共用，因此小立方体含O2-：4×=，含Ni2+：4×=，即每个小立方体含有个（Ni2+-O2-）离子对。
则若含有1mol NiO，需2N A个小立方体，
所以密度r=
（2）
设1mol Ni0.97O中含Ni3+ xmol，Ni2+ (0.97-x)mol
根据晶体呈电中性3x mol +2(0.97-x)mol=2×1mol
解之x=0.06，Ni2+为(0.97-x)mol=0.91mol
离子数之比Ni3+：Ni2+=0.06：0.91=6：91
另解：
也可由题设的演变过程，用数学方法处理。
设1mol晶体中存在xmol缺陷，同时有2xmol Ni3+，取代了2x mol Ni2+，所以Ni3+的个数2x与Ni2+的个数(1-x-2x)之和为0.97，即：2x+(1-x-2x)=0.97，x=0.03。
∴Ni3+：Ni2+个数比=2x：(1-3x)=2×0.03：(1-3×0.03)=6：91。