16晶体的类型和性质

第一单元 晶体的类型与性质

1．化学键：相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用.化学键包括离子键和共价键等。

(1).离子键 概念：阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键 特点：阴阳离子间的相互作用;形成条件：活泼金属与活泼非金属通过得失电子形成离子键 存在：离子化合物中

(2).共价键 概念：原子通过共用电子对而形成的化学键 类型 ：极性共价键和非极性共价键

1）极性共价键 特点：共用电子对发生偏移 形成条件：不同非金属元素原子的电子对成键 存在：共价化合物及其某些离子化合物中

2）非极性共价键 特点:共用电子对不发生偏移形成条件：相同非金属元素原子的电子配对成键 存在：非金属元素的单质及某些化合物中

2．氢键、分子间作用力

(2) 化学键用实线表示,用“···”表示氢键，以示区别。如HF 分子：

H ··

氢键

F H ···F

（1） 强弱顺序：化学键>>氢键>分子间作用力（注意：氢键不属于化学键）

注意：某些分子晶体反常的熔沸点（如HF 、H 2O 、NH 3等）、缔合分子的形成[如（H 2O ）n 、（HF ）n 等]、密度的反常变化（如冰的密度比水小）等都能用氢键解释。

（1）根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别判断：

（2）根据晶体的特征性质判断：

4．物质熔沸点高低比较

（1）不同晶体类型的物质：一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体。

（2）同种晶体类型的物质：晶体内粒子间作用力越大，熔沸点越高。

A．原子晶体

比较共价键的强弱（看键长和键能），一般原子半径越小，键能越大，键长越短，共价键越牢固，晶体的熔沸点越高。如熔点：金刚石(C)>水晶（SiO2）>SiC>晶体硅（Si）。

B．离子晶体

比较离子键的强弱，一般阴阳离子电荷数越多，离子半径越小，则离子间作用力越大，离子键越强，熔沸点越高。如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。

C．分子晶体：

1）组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高。

2）组成和结构不相似的物质，极性大则熔沸点高（如CO>N2）。

3）有些还与分子的形状有关。如有机同分异构体中，一般线性分子的熔沸点比带支链的高，如正戊烷>异戊烷>新戊烷。

4）有些与其分子中含有的碳碳双键的多少有关。组成结构相近的有机物，一般含碳碳双键多的熔沸点低，如油酸甘油酯（油）的熔点比硬脂酸甘油酯（脂肪）低。

D．金属晶体

比较金属阳离子与自由电子之间作用力的大小，一般金属的原子半径越小，金属阳离子所带的电荷越多，其作用力越大，金属晶体的熔沸点越高，如：Li>Na>K>Rb>Cs；Al>Mg>Na 。5.金属通性导电性、导热性、延展性

例析1．下列叙述正确的是（）A．离子化合物中可能含有共价键 B．分子晶体中不存在离子键 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

例2．下列物质按熔点从高到低顺序排列的是（）

A．CH4、H2O、H2S、Na、NaCl B．CH4、Na、H2S、H2O、NaCl

C．NaCl 、Na、H2O、H2S、CH4 D．CH4、H2S、H2O、Na、NaCl

4

C．MCl3加热能升华D．NaCl的键强度比MgCl2小

例4．HgCl2的稀溶液可用做外科手术刀的消毒剂，已知HgCl2的熔点是277℃，熔融状态的HgCl2不能导电,HgCl2的稀溶液有弱的导电能力,则下列关于HgCl2的叙述中正确的是（）A．HgCl2属于共价化合物B．HgCl2属于离子化合物C．HgCl2属于非电解质D．HgCl2属于弱电解质

例5．最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子（分子结构为正方体），顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心是碳原子，则它的化学式是（）A．TiC B．Ti6C7C) ．Ti14C13D．Ti13C14

例6．下列关于晶体的说法正确的是（）A．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高

D．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低

例7．下列各组物质发生状态变化所克服的微粒间的相互作用属于同种类型的是（）A．食盐和蔗糖熔化 B．钠和硫熔化 C．碘和干冰升华 D．二氧化硅和氧化钠熔化

例8．金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的（）

A．易导电B．易传热C．有延展性D．易锈蚀

（1）工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产镁，用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物方法生产铝，为什么不用电解MgO生产镁，也不用电解AlCl3生产铝？

（2）设计可靠的实验，证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型。

答案与解析：

1. 解析若离子化合物中的某种离子由两种或两种以上元素组成，如：NH4+、SO42-、OH-等，则其内部有共价键，A正确。构成分子晶体的粒子为分子，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，而稀有气体是单原子分子，分子中不存在化学键，故B正确，C不正确。而D仅指单质的原子晶体，化合物的原子晶体中，存在极性共价键，如SiO2晶体，故D错误。答案为A、B。

[评注]：稀有气体有许多特例：由稀有气体构成的分子是单原子分子，其晶体内不存在化学键，稀有气体原子既难失去电子，又难得到电子等。

2. 解析本题中，五种物质中，NaCl是离子晶体，熔沸点较高，常温下为固体；Na在碱金属一章中已学过钠与水反应时放出的热量使之熔成小球，可见钠是熔点不高的固体；甲烷、水、硫化氢都是分子晶体，其中水较特殊，因形成氢键使其熔沸点较其它两种为高。又由于水常温下为液体，可知水的熔点比钠低，；甲烷、硫化氢这两种分子晶体中分子间靠分子间作用力结合，而分子间作用力比离子键、共价键弱得多，其熔沸点低，且分子间作用力一般是随相对分子质量增大而增大，即熔点硫化氢高于甲烷。故答案为D。

3. 解析熔沸点高的晶体可能属于原子晶体；熔沸点较高的可能是离子晶体；熔沸点较低的可能是分子晶体。所以单质B可能是原子晶体；NaCl 、MgCl2可能是离子晶体；MCl3、SiCl4可能是分子晶体。原子晶体中，共价键键能大的，熔沸点高；分子晶体中，范德瓦耳斯力大的，熔沸点高；离子晶体中，熔沸点决定于键的强度，离子键强度大的，熔沸点高。由该题表中数据可以看出，NaCl的熔沸点均比MgCl2的熔沸点高，可见NaCl的键强度比MgCl2大。若晶体的沸点比熔点低，加热时可不必经熔融而气化，此即升华现象。故答案为D。

4. 解析离子化合物在熔融状态和水溶液中均能导电，而共价化合物熔融状态下不能导电，只有水溶液中才能导电。HgCl2在熔融状态下不能导电，说明不是离子化合物；而水溶液有弱的导电能力，说明属于弱电解质。故答案为A、D。

5.. 解析本题给出的是分子簇结构而非晶胞结构，故只需数出Ti和C的数目，即知其化学式为Ti14C13，故答案为C。评注解题时易思维定势，机械类比，把气态团簇分子当成离子晶体晶胞处理，得出Ti有（8x1/8+6x1/2）=4个；C有(1+12x1/4)=4个，错答成A。

6. 解析在离子晶体中构成晶体的粒子是阴阳离子；在原子晶体中构成晶体的粒子是原子；在分子晶体中构成晶体的粒子是分子；在金属晶体中构成晶体的粒子是金属阳离子和自由