应用课
第三章 晶体结构与性质
第8课时 四类典型晶体的比较
【学习目标】
掌握四中典型晶体的组成结构特点及差异。
【学习活动】
学习任务
目标：掌握四中典型晶体的组成结构特点及差异。 任务： 1．四类典型晶体的比较 类型 项目 离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子和自由电子粒子间的作用离子键共价键分子间作用力(范德华力或氢键)金属键确定作用力强弱的一般判断方法离子电荷数、半径键长(原 子半径)组成结构相似时，比较相对分子质量离子半径、价电子数熔、沸点较高很高较低差别较大(汞常温下为液态，钨熔点为3 410 ℃)硬度略硬而脆很大较小差别较大导电性不良导体(熔化后或溶于水导电)不良导体(个别为半导体)不良导体(部分溶于水发生电离后导电)良导体溶解性多数易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水，少数与水反应机械加工性不良不良不良优良延展性差差差优良
1离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，一定不存在分子间作用力。 2只有分子晶体中存在单个分子。 3某些离子晶体的熔点高于某些共价晶体的熔点。如MgO2 852 ℃＞SiO21 710 ℃。 4某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点。如碱金属熔点较低。 5个别金属的熔点高于某些共价晶体的熔点。如钨3 410 ℃＞SiO21 710 ℃。 6合金的熔点一般低于成分金属的熔点。 2．晶体熔、沸点高低的比较方法 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较： ①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。 ②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 (2)同种类型晶体熔、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＞硅晶体。 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，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：MgO＞NaCl＞CsCl。 ③分子晶体 a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 b．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。 c．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，CH3OH＞CH3CH3。 ④金属晶体 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：Na＜Mg＜Al。 针对训练1.下列各组物质中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是( ) A．CaCl2和NaOH B．碘、氖 C．CO2和H2O D．CCl4和KCl 答案：C 解析：A项都是离子晶体，CaCl2只有离子键，NaOH既有离子键又有共价键；B项都是分子晶体，碘分子中有共价键，氖分子中无化学键；C项都是分子晶体，只有极性共价键；D项CCl4是分子晶体，含有共价键，KCl是离子晶体，含有离子键。 2．下列说法中正确的是( ) A．固态时能导电的物质一定是金属晶体 B．熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体 C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体 D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体 答案：D 解析：四种晶体在不同状态下的导电性区别如下： 分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体固态不导电不导电(晶体硅导电)导电不导电熔融状态不导电不导电导电可导电水溶液有的可导电－－可导电
4．下表给出几种化合物的熔点和沸点： 物质NaClMgCl2AlCl3CCl4熔点/℃801714190－22.9沸点/℃1 4651 41217876.8
关于表中4种化合物有下列说法，其中正确的是( ) ①AlCl3在加热时可升华 ②CCl4属于分子晶体 ③1 500 ℃时NaCl可形成气体分子 ④AlCl3是典型的离子晶体 A．①②④ B．③④ C．①②③ D．①②③④ 答案：C 解析：根据各物质的熔、沸点判断，AlCl3和CCl4为分子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以可升华；NaCl为离子晶体，但1 500 ℃高于其沸点，故1 500 ℃时以分子形式存在。 5．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是( ) A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅 B. C．MgO＞H2O＞O2＞Br2 D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠 答案：B 解析：A项，同属于共价晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅＜碳化硅＜二氧化硅，错误；B项，形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质的熔、沸点，正确；C选项，对于不同类型的晶体，其熔、沸点高低一般为共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，MgO＞H2O＞Br2＞O2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。 6．下面有关晶体的叙述中，不正确的是( ) A．金刚石为立体网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个 C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－ D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 答案：B 解析：金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子；NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻6个Cl－，每个Na＋周围紧邻12个Na＋；氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－，每个Cs＋周围紧邻6个Cs＋；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子。 7．KO2的晶体结构与NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用O代替，则下列对于KO2晶体结构的描述正确的是( ) A．与K＋距离相等且最近的O2－共有8个 B．与K＋距离相等且最近的O2－构成的多面体是正八面体 C．与K＋距离相等且最近的K＋有8个 D．一个KO2晶胞中的K＋和O粒子数均为8 答案：B 解析：K＋位于晶胞棱心，与K＋距离相等且最近的O2－位于顶点和面心，共有6个，故A错误；与K＋距离相等且最近的O2－共有6个，构成正八面体，K＋位于正八面体中心，故B正确；K＋位于晶胞棱心，则被横平面、竖平面和正平面共有，且每一个平面有4个K＋距离最近，共4×3＝12个，故C错误；K＋位于晶胞棱心和体心，数目为12×1/4＋1＝4，O2－位于顶点和面心，数目为8×1/8＋6×1/2＝4，即一个KO2晶胞中摊得的K＋和O2－粒子数均为4个，故D错误。 8．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型： (1)碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融状态下不导电________。 (2)溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融状态下不导电________。 (3)五氟化钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等________。 (4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中能导电________。 答案：(1)共价晶体 (2)分子晶体 (3)分子晶体 (4)离子晶体 解析：晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合，是判断晶体类型的重要依据。共价晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。一般共价晶体熔融态不导电，离子晶体熔融时或水溶液都能导电。共价晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般共价晶体和分子晶体熔融状态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂往往也是分子晶体的特征之一。
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第三章 晶体结构与性质
第8课时 四类典型晶体的比较
【学习目标】
掌握四中典型晶体的组成结构特点及差异。
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目标：掌握四中典型晶体的组成结构特点及差异。 任务： 1．四类典型晶体的比较 类型 项目 离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子和自由电子粒子间的作用离子键共价键分子间作用力(范德华力或氢键)金属键确定作用力强弱的一般判断方法离子电荷数、半径键长(原 子半径)组成结构相似时，比较相对分子质量离子半径、价电子数熔、沸点较高很高较低差别较大(汞常温下为液态，钨熔点为3 410 ℃)硬度略硬而脆很大较小差别较大导电性不良导体(熔化后或溶于水导电)不良导体(个别为半导体)不良导体(部分溶于水发生电离后导电)良导体溶解性多数易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水，少数与水反应机械加工性不良不良不良优良延展性差差差优良
1离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键，一定不存在分子间作用力。 2只有分子晶体中存在单个分子。 3某些离子晶体的熔点高于某些共价晶体的熔点。如MgO2 852 ℃＞SiO21 710 ℃。 4某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点。如碱金属熔点较低。 5个别金属的熔点高于某些共价晶体的熔点。如钨3 410 ℃＞SiO21 710 ℃。 6合金的熔点一般低于成分金属的熔点。 2．晶体熔、沸点高低的比较方法 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较： ①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。 ②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 (2)同种类型晶体熔、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＞硅晶体。 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，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：MgO＞NaCl＞CsCl。 ③分子晶体 a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 b．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。 c．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，CH3OH＞CH3CH3。 ④金属晶体 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：Na＜Mg＜Al。 针对训练1.下列各组物质中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是( ) A．CaCl2和NaOH B．碘、氖 C．CO2和H2O D．CCl4和KCl 2．下列说法中正确的是( ) A．固态时能导电的物质一定是金属晶体 B．熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体 C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体 D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体 4．下表给出几种化合物的熔点和沸点： 物质NaClMgCl2AlCl3CCl4熔点/℃801714190－22.9沸点/℃1 4651 41217876.8
关于表中4种化合物有下列说法，其中正确的是( ) ①AlCl3在加热时可升华 ②CCl4属于分子晶体 ③1 500 ℃时NaCl可形成气体分子 ④AlCl3是典型的离子晶体 A．①②④ B．③④ C．①②③ D．①②③④ 5．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是( ) A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅 B. C．MgO＞H2O＞O2＞Br2 D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠 6．下面有关晶体的叙述中，不正确的是( ) A．金刚石为立体网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个 C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－ D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 7．KO2的晶体结构与NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用O代替，则下列对于KO2晶体结构的描述正确的是( ) A．与K＋距离相等且最近的O2－共有8个 B．与K＋距离相等且最近的O2－构成的多面体是正八面体 C．与K＋距离相等且最近的K＋有8个 D．一个KO2晶胞中的K＋和O粒子数均为8 8．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型： (1)碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融状态下不导电________。 (2)溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融状态下不导电________。 (3)五氟化钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等________。 (4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中能导电________。
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