(共48张PPT)
第三章
晶体结构与性质
第二节 分子晶体与原子晶体
激趣入题·情境呈现
你已经知道，冰容易融化，干冰容易气化，碘晶体容易升华。那么，你知道这些晶体为什么具有上述的特殊性质吗？它们的结构是怎样的呢？
科学研究揭示，30亿年前，在地壳下200
km左右的地幔中处在高温、高压岩浆中的碳元素，逐渐形成了具有正四面体结构的金刚石。火山爆发时，金刚石夹在岩浆中上升到接近地表时冷却，形成含有少量金刚石的原生矿床。金刚石具有诸多不同凡响的优良性质：熔点高(3
350
℃)，不导电，硬度极高。这些性质显然是由金刚石的结构决定的。那么，金刚石具有怎样的结构呢？
新知预习·自主探究
一、分子晶体
1．特点：
(1)构成微粒及微粒间的作用力。
(2)微粒堆积方式。
①若分子间作用力只有____________，则分子晶体有______________特征，即每个分子周围有______个紧邻的分子。
②分子间还含有其他作用力，如________，则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。如冰中每个水分子周围只有_____个紧邻的水分子。
范德华力
分子密堆积
12
氢键
4
2．分子晶体与物质的类别：
物质种类
实例
所有非金属__________
H2O、NH3、CH4等
部分______________
卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等
部分________________
CO2、P4O10、SO2、SO3等
几乎所有的______
HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
绝大多数__________
苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
氢化物
非金属单质
非金属氧化物
酸
有机物
3.两种典型的分子晶体的组成和结构：
(1)干冰。
①每个晶胞中有_____个CO2分子，______个原子。
②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为______个。
(2)冰。
①水分子之间的作用力有____________，但主要是________。
②由于________的方向性，使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的_____个相邻的水分子相互吸引。
4
12
12
范德华力
氢键
氢键
4
二、原子晶体
1．结构特点：
(1)构成微粒及作用力。
(2)空间构型：整块晶体是一个三维的共价键________结构，不存在________的小分子，是一个“巨分子”，又称________晶体。
(3)常见的原子晶体：
①常见的非金属单质，如金刚石(C)，硼(B)、__________(Si)等；
②某些非金属化合物，如__________(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。
网状
单个
共价
晶体硅
碳化硅
2．典型原子晶体的结构：
(1)金刚石晶体的结构特点：
①在晶体中每个碳原子以4个____________对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成____________结构。
共价单键
正四面体
②晶体中碳碳键之间的夹角为_____________，碳原子采取了_______杂化。
③最小环上有_____个碳原子。
(2)SiO2的结构特点：把金刚石晶体中的______原子换为______原子，每两个硅原子之间增加一个______原子，即形成SiO2的晶体结构。
109°28′
sp3
6
碳
硅
氧
预习自测·初试牛刀
1．思考辨析：
(1)分子晶体中一定存在共价键。( )
(2)干冰升华的过程中破坏了共价键。( )
(3)二氧化硅和干冰虽然是同一主族的氧化物，但属于不同的晶体类型。( )
(4)分子晶体的熔、沸点比较低，原子晶体的熔、沸点比较高。( )
(5)含有共价键的晶体都是原子晶体。( )
(6)SiO2是二氧化硅的分子式。( )
×
×
√
√
×
×
2．下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( )
A．二氧化硅
B．固态氖
C．白磷
D．三氧化硫
解析：二氧化硅是由硅、氧原子构成的原子晶体，A错；固态氖由原子构成的分子晶体，B正确；白磷是由P4分子构成的分子晶体，C错；三氧化硫是由SO3分子构成的分子晶体，D错。
B
3．当SO3晶体熔化时，下列各项中发生变化的是( )
A．化学键
B．硫与氧的原子个数之比
C．分子构型
D．分子间作用力
解析：当SO3晶体熔化时，分子间作用力被破坏，故选D项。
D
4．分子晶体具有某些特征的本质原因是( )
A．组成晶体的基本微粒是分子
B．熔融时不导电
C．基本构成微粒间以分子间作用力相结合
D．熔点一般比较低
解析：分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。
C
5．氮化铝(AlN)是一种熔点很高、硬度大、不导电、难溶于水和其他溶剂的晶体，将下列各组物质加热熔化或气化，所克服微粒间作用力与AlN相同的是( )
A．水晶、金刚石
B．食盐、硫酸钾
C．碘、硫
D．硅、干冰
解析：根据AlN熔点高、硬度大、不导电、难溶于水和其他溶剂可知AlN晶体是原子晶体，熔化时共价键被破坏，A、B、C、D四个选项中属于原子晶体的有水晶(SiO2)、金刚石、晶体硅，故A项正确。
A
6．金刚石和金刚砂(SiC)具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以单键相结合。试回答下列问题。
(1)金刚砂属于________晶体。金刚砂熔点比金刚石熔点______。
(2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合_____个碳原子，键角是_____________。
(3)金刚砂的结构中含有由共价键形成的原子环，其中最小的环上有_____个硅原子。
原子
低
4
109°28′
3
解析：根据题意可知金刚砂属于原子晶体，由于Si—C键的键长大于C—C键的键长，故Si—C键的键能小，金刚砂的熔点比金刚石的熔点低。硅原子与碳原子交替以共价单键相结合，且Si、C原子都形成四个单键，故一个碳原子周围结合4个硅原子，同时一个硅原子周围结合4个碳原子。由于硅原子周围的四个碳原子在空间呈正四面体形排列，故键角为109°28′。类比金刚石中最小的原子环中有6个碳，则在金刚砂中，最小的环上应有3个硅原子和3个碳原子。
课堂探究·疑难解惑
1．分子晶体的构成粒子是什么？该粒子间的作用力是什么？各分子内的各原子间(稀有气体除外)的作用力是什么？
2．分子晶体有哪些物理性质？
3．原子晶体的构成微粒是什么？粒子间的作用力是什么？其堆积方式是什么结构？又被称作什么？
4．常见的原子晶体有哪些？
5．金刚石最小环上有几个碳原子？SiO2的最小环是由几个硅原子和几个氧原子构成的十二元环？
知识点一 原子晶体与分子晶体比较与判断
1．提示 分子晶体的构成粒子是分子，相邻分子间存在分子间作用力；分子内的各原子间以共价键结合。
2．提示 一般熔点较低，硬度较小。
3．提示 原子晶体的构成微粒是原子，所有原子都以共价键相互结合，其堆积方式是三维的共价键网状结构，又称共价晶体。
4．提示 (1)某些单质，如硼、硅等；(2)某些非金属化合物，如SiC、BN等。
5．提示 金刚石最小环上有6个碳原子，SiO2的最小环是由6个硅原子和6个氧原子构成的十二元环。
1．原子晶体和分子晶体的比较
晶体类型
原子晶体
分子晶体
概念
相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体
分子间以分子间作用力相结合的晶体
组成粒子
原子
分子
粒子间作用力
共价键
分子间作用力
晶体类型
原子晶体
分子晶体
熔、沸点
很高
较低
硬度
很大
较小
溶解性
不溶于任何溶剂
部分溶于水
导电性
不导电，个别为半导体
不导电，部分溶于水导电
熔化时破坏的作用力
共价键
分子间作用力
实例
金刚石
干冰
2.判断分子晶体和原子晶体的方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。
构成原子晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。
(2)依据晶体的熔点判断。
原子晶体的熔点高，常在1
000
℃以上，而分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至温度更低。
(3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断。原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。
(4)依据导电性判断。分子晶体为非导体，但部分溶于水后能导电；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、锗是半导体。
(5)记忆常见的、典型的原子晶体。
常见的原子晶体有：①单质：金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体锗等；②化合物：SiO2、SiC、BN、AlN、Si3N4等。除原子晶体外的绝大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)都属于分子晶体。
硅是一种重要的非金属单质，硅及其化合物的用途非常广泛。根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题。
(1)基态硅原子的核外电子排布式为___________________。
(2)晶体硅的微观结构与金刚石相似，晶体硅中Si—Si键之间的夹角大小约为_____________。
1s22s22p63s23p2
典例
1
109°28′
(3)请在框图中补充完成SiO2晶体的结构示意图(部分原子已画出)，并进行必要的标注。
___________________________
(4)下表列有三种物质(晶体)的熔点：
简要解释熔点产生差异的原因：
①SiO2和SiCl4：___________________________________________________
_____________________________________________________。
②SiCl4和SiF4：__________________________________________________
__________________________________________________________________。
物质
SiO2
SiCl4
SiF4
熔点/℃
1
710
－70.4
－90.2
SiO2是原子晶体，微粒间作用力为共价键；SiCl4是分子
晶体，微粒间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于SiCl4的
SiCl4和SiF4均为分子晶体，微粒间作用力为范德华力，
结构相似时相对分子质量越大，范德华力越大，故SiCl4熔点高于SiF4的
解析：(2)晶体硅以一个硅原子为中心，与另外4个硅原子形成正四面体结构，所以Si—Si键之间的夹角大小约为109°28′。(3)图中给出的是硅晶体的结构，SiO2晶体相当于在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，所以只要在上述每两个硅原子之间“画”一个半径比硅原子小的原子，再用实线连起来即可。(4)晶体类型不同，其熔点具有很大的差别，一般原子晶体的熔点高，而分子晶体的熔点低。
规律方法指导：原子晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”；原子晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比；由原子构成的晶体不一定是原子晶体，如由稀有气体组成的晶体属于分子晶体；原子晶体中不存在范德华力。
1．有下列几种晶体：A．水晶；B．冰醋酸；C．白磷；D．金刚石；E.晶体氩；F.干冰。
(1)属于分子晶体的是______________，直接由原子构成的分子晶体是_____。
(2)属于原子晶体的化合物是_____。
(3)直接由原子构成的晶体是___________。
(4)受热熔化时，需克服共价键的是________。
B、C、E、F
E
A
A、D、E
A、D
解析：根据构成晶体的微粒不同，分子晶体仅由分子构成，原子晶体中无分子。分子晶体有B、C、E、F，注意晶体氩是单原子分子晶体；原子晶体和单原子分子晶体都是由原子直接构成的，原子晶体有A、D，但属于化合物的只有A；分子晶体熔化时，一般不破坏化学键；原子晶体熔化时，破坏共价键。
1．观察下列结构，回答下列问题。
知识点二 分子晶体和原子晶体熔沸点高低的比较
(1)CO2晶体与SiO2晶体的构成微粒是什么？熔融SiO2晶体需破坏的作用力是什么？
(2)CO2晶体中有哪些作用力？干冰升华时破坏的是什么作用力？
2．从金刚石、晶体硅性质数据表分析原子晶体熔点、硬度与什么有关？
金刚石、晶体硅性质数据表
熔点/℃
硬度
金刚石
>3
550
10
晶体硅
1
410
6.5
1．(1)提示 CO2晶体是由CO2分子构成的，SiO2晶体是由Si原子与O原子构成的；熔融SiO2晶体需破坏共价键。
(2)提示 CO2晶体中有共价键和范德华力。干冰升华时破坏范德华力。
2．提示 在原子晶体里，所有原子都以共价键相结合。金刚石中C—C键键长比晶体硅中Si—Si键键长短，C—C键键能大，故金刚石熔点比晶体硅的高，硬度比晶体硅的大。
1．对于不同类型的晶体来说，熔沸点的高低顺序为原子晶体>分子晶体。
2．对于同属于分子晶体的不同晶体：
(1)分子间作用力越大，物质的熔沸点越高；非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体，熔沸点比同族元素的氢化物反常得高。如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CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
3．对于同属于原子晶体的不同晶体：
(1)晶体的熔沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高。
(2)若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。原子半径越小，则化学键的键长越短，化学键就越强，键就越牢固，破坏化学键需要的能量就越大，故晶体的熔点就越高。如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低。原子半径：CC—Si>Si—Si，熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似于金刚石的结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体：①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是( )
A．①③②
B．②③①
C．③①②
D．②①③
A
典例
2
解析：C与Si同为第ⅣA族元素，它们的相似性表现在金刚石是原子晶体，晶体硅、碳化硅也是原子晶体。从碳到硅原子半径逐渐增大，形成共价键的键能逐渐减弱。可推断碳化硅的熔点应在Si与C之间。三种原子晶体空间结构相似，熔点取决于它们的键长与键能，故熔点从高到低分别是金刚石、碳化硅、晶体硅，故正确答案为A。
规律方法指导：比较晶体的熔点高低，首先弄清晶体属于哪种类型，然后根据不同晶体的规律进行判断。分子晶体的熔点由分子间作用力决定，同时注意含氢键物质的反常；原子晶体则比较共价键的强弱。
2．下列说法中，正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
解析：冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，故A项错误；原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，故B项正确；分子晶体熔点的高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，所以C项和D项错误。
B
核心素养·专家博客
混合键型晶体——石墨
实验测定，石墨的熔点高达3
850
℃，高于金刚石的熔点，这说明石墨晶体具有原子晶体的特点；但是，石墨很软并且能导电，它是非常好的润滑剂，这又不同于原子晶体。那么，石墨究竟属于哪种类型的晶体呢？
研究发现，石墨的晶体具有层状结构，每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键相结合，形成无限的六边形平面网状结构；共价键的键长为0.142
nm，键角为120°。每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有一个未成对电子，因此能够形成遍及整个平面的大π键。正是由于电子可以在整个六边形网状平面上运动，因此石墨的大π键具有金属键的性质，这就是石墨沿层的平行方向导电性强的原因。这些网络状的平面结构再以范德华力结合形成层状结构，层与层之间的距离为0.335
nm。这样，石墨晶体中既有共价键，又有范德华力，同时还有金属键的特性。我们将这种晶体称为混合键型晶体。这种特殊的结构决定了石墨具有某些独特的性质，并用于制造电极、润滑剂、铅笔芯、原子反应堆中的中子减速剂等。
石墨晶体为层状结构，每一层均为碳原子与周围其他3个碳原子相结合而成的平面片层，同层相邻碳原子间距为142
pm、相邻片层间距为335
pm。如图是其晶体结构片层俯视图。下列说法不正确的是( )
A．碳原子采用sp2杂化
B．每个碳原子形成3个σ键
C．碳原子数与σ键键数之比为2∶3
D．片层之间的碳形成共价键
D第2节
分子晶体与原子晶体
1．AB型的化学式形成的晶体结构情况多种多样。下列图示的几种结构中最有可能是分子晶体的是( B )
A．①③
B．②⑤
C．⑤⑥
D．③④⑤⑥
解析：分子晶体中不存在共用，从各图中可以看出②⑤不存在共用现象，所以最有可能是分子晶体。
2．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是( B )
A．NH3、HD、C8H10
B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SO3、C60
D．CCl4、Na2S、H2O2
解析：A项，HD是单质，不是化合物；C项，C60是单质，不是化合物；D项，Na2S是盐，无分子存在，不是分子晶体。
3．在x
mol石英晶体中，含有Si—O键数是( D )
A．x
mol
B．2x
mol
C．3x
mol
D．4x
mol
解析：由石英的晶体结构可以看出一个硅原子周围有四个氧原子，即一个硅原子形成4个Si—O键，所以在x
mol石英晶体中含有Si—O键数是4x
mol。
4．中学教材上介绍的干冰晶体的晶胞是一种面心立方结构，如图所示，即每8个CO2构成立方体，且在6个面的中心又各占据1个CO2分子，在每个CO2周围距离a(其中a为立方体棱长)的CO2有( C )
A．4个
B．8个
C．12个
D．6个
解析：题图中在每个CO2周围距离a的CO2即为每个面心上的CO2分子，共有8×(3×)＝12个。
5．C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为__B__；
A．同分异构体
B．同素异形体
C．同系物
D．同位素
(2)固态时，C60属于__分子__(填“离子”“原子”或“分子”)晶体；
(3)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是__2__。
解析：C60、金刚石和石墨均是由碳原子形成的单质，三者互为同素异形体；C60有固定的分子组成，属于分子晶体；在石墨层状结构中最小的正六边形里，每一个碳原子都被周围相同的3个正六边形共用，一个正六边形只占有每个碳原子的，所以每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为2。
6．现有两组物质的熔点数据如下表所示：
A组
熔点/℃
B组
熔点/℃
金刚石
>3
550
HF
－83
晶体硅
1
410
HCl
－115
晶体硼
2
300
HBr
－89
二氧化硅
1
710
HI
－51
根据表中数据回答下列问题：
(1)A组物质属于__原子__晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是__共价键__。
(2)B组物质中HF熔点反常是由于__HF分子间能形成氢键，熔化时需要消耗的能量更多__。
(3)B组晶体不可能具有的性质是__③④__(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④液体状态能导电
解析：A组物质熔点很高，应是原子晶体，原子晶体熔化时破坏的是共价键；B组物质是分子晶体，且结构相似，一般是相对分子质量越大，熔点越高，HF的相对分子质量最小但熔点比HCl高，出现反常的原因是HF分子间存在氢键，HF熔化时除了破坏分子间作用力外，还要破坏氢键，所需能量更高，因而熔点更高；分子晶体在固态时和熔化状态时都不导电。
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-第二节 分子晶体与原子晶体
激趣入题·情境呈现
你已经知道，冰容易融化，干冰容易气化，碘晶体容易升华。那么，你知道这些晶体为什么具有上述的特殊性质吗？它们的结构是怎样的呢？
科学研究揭示，30亿年前，在地壳下200
km左右的地幔中处在高温、高压岩浆中的碳元素，逐渐形成了具有正四面体结构的金刚石。火山爆发时，金刚石夹在岩浆中上升到接近地表时冷却，形成含有少量金刚石的原生矿床。金刚石具有诸多不同凡响的优良性质：熔点高(3
350
℃)，不导电，硬度极高。这些性质显然是由金刚石的结构决定的。那么，金刚石具有怎样的结构呢？
水晶是一种古老的宝石，晶体完好时呈六棱柱钻头形。在水晶中，原子是怎样排列的呢？
新知预习·自主探究
一、分子晶体
1．特点：
(1)构成微粒及微粒间的作用力。
(2)微粒堆积方式。
①若分子间作用力只有__范德华力__，则分子晶体有__分子密堆积__特征，即每个分子周围有__12__个紧邻的分子。
②分子间还含有其他作用力，如__氢键__，则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。如冰中每个水分子周围只有__4__个紧邻的水分子。
2．分子晶体与物质的类别：
物质种类
实例
所有非金属__氢化物__
H2O、NH3、CH4等
部分__非金属单质__
卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等
部分__非金属氧化物__
CO2、P4O10、SO2、SO3等
几乎所有的__酸__
HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
绝大多数__有机物__
苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
3.两种典型的分子晶体的组成和结构：
(1)干冰。
①每个晶胞中有__4__个CO2分子，__12__个原子。
②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为__12__个。
(2)冰。
①水分子之间的作用力有__范德华力__，但主要是__氢键__。
②由于__氢键__的方向性，使四面体中心的每个水分子与四面体顶点的__4__个相邻的水分子相互吸引。
二、原子晶体
1．结构特点：
(1)构成微粒及作用力。
(2)空间构型：整块晶体是一个三维的共价键__网状__结构，不存在__单个__的小分子，是一个“巨分子”，又称__共价__晶体。
(3)常见的原子晶体：
①常见的非金属单质，如金刚石(C)，硼(B)、__晶体硅__(Si)等；
②某些非金属化合物，如__碳化硅__(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。
2．典型原子晶体的结构：
(1)金刚石晶体的结构特点：
①在晶体中每个碳原子以4个__共价单键__对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成__正四面体__结构。
②晶体中碳碳键之间的夹角为__109°28′__，碳原子采取了__sp3__杂化。
③最小环上有__6__个碳原子。
(2)SiO2的结构特点：把金刚石晶体中的__碳__原子换为__硅__原子，每两个硅原子之间增加一个__氧__原子，即形成SiO2的晶体结构。
预习自测·初试牛刀
1．思考辨析：
(1)分子晶体中一定存在共价键。(×)
(2)干冰升华的过程中破坏了共价键。(×)
(3)二氧化硅和干冰虽然是同一主族的氧化物，但属于不同的晶体类型。(√)
(4)分子晶体的熔、沸点比较低，原子晶体的熔、沸点比较高。(√)
(5)含有共价键的晶体都是原子晶体。(×)
(6)SiO2是二氧化硅的分子式。(×)
2．下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( B )
A．二氧化硅
B．固态氖
C．白磷
D．三氧化硫
解析：二氧化硅是由硅、氧原子构成的原子晶体，A错；固态氖由原子构成的分子晶体，B正确；白磷是由P4分子构成的分子晶体，C错；三氧化硫是由SO3分子构成的分子晶体，D错。
3．当SO3晶体熔化时，下列各项中发生变化的是( D )
A．化学键
B．硫与氧的原子个数之比
C．分子构型
D．分子间作用力
解析：当SO3晶体熔化时，分子间作用力被破坏，故选D项。
4．分子晶体具有某些特征的本质原因是( C )
A．组成晶体的基本微粒是分子
B．熔融时不导电
C．基本构成微粒间以分子间作用力相结合
D．熔点一般比较低
解析：分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。
5．氮化铝(AlN)是一种熔点很高、硬度大、不导电、难溶于水和其他溶剂的晶体，将下列各组物质加热熔化或气化，所克服微粒间作用力与AlN相同的是( A )
A．水晶、金刚石
B．食盐、硫酸钾
C．碘、硫
D．硅、干冰
解析：根据AlN熔点高、硬度大、不导电、难溶于水和其他溶剂可知AlN晶体是原子晶体，熔化时共价键被破坏，A、B、C、D四个选项中属于原子晶体的有水晶(SiO2)、金刚石、晶体硅，故A项正确。
6．金刚石和金刚砂(SiC)具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以单键相结合。试回答下列问题。
(1)金刚砂属于__原子__晶体。金刚砂熔点比金刚石熔点__低__。
(2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合__4__个碳原子，键角是__109°28′__。
(3)金刚砂的结构中含有由共价键形成的原子环，其中最小的环上有__3__个硅原子。
解析：根据题意可知金刚砂属于原子晶体，由于Si—C键的键长大于C—C键的键长，故Si—C键的键能小，金刚砂的熔点比金刚石的熔点低。硅原子与碳原子交替以共价单键相结合，且Si、C原子都形成四个单键，故一个碳原子周围结合4个硅原子，同时一个硅原子周围结合4个碳原子。由于硅原子周围的四个碳原子在空间呈正四面体形排列，故键角为109°28′。类比金刚石中最小的原子环中有6个碳，则在金刚砂中，最小的环上应有3个硅原子和3个碳原子。
课堂探究·疑难解惑
知识点一 原子晶体与分子晶体比较与判断
┃┃问题探究__■
1．分子晶体的构成粒子是什么？该粒子间的作用力是什么？各分子内的各原子间(稀有气体除外)的作用力是什么？
2．分子晶体有哪些物理性质？
3．原子晶体的构成微粒是什么？粒子间的作用力是什么？其堆积方式是什么结构？又被称作什么？
4．常见的原子晶体有哪些？
5．金刚石最小环上有几个碳原子？SiO2的最小环是由几个硅原子和几个氧原子构成的十二元环？
┃┃探究提示__■
1．提示 分子晶体的构成粒子是分子，相邻分子间存在分子间作用力；分子内的各原子间以共价键结合。
2．提示 一般熔点较低，硬度较小。
3．提示 原子晶体的构成微粒是原子，所有原子都以共价键相互结合，其堆积方式是三维的共价键网状结构，又称共价晶体。
4．提示 (1)某些单质，如硼、硅等；(2)某些非金属化合物，如SiC、BN等。
5．提示 金刚石最小环上有6个碳原子，SiO2的最小环是由6个硅原子和6个氧原子构成的十二元环。
┃┃知识总结__■
1．原子晶体和分子晶体的比较
晶体类型
原子晶体
分子晶体
概念
相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体
分子间以分子间作用力相结合的晶体
组成粒子
原子
分子
粒子间作用力
共价键
分子间作用力
熔、沸点
很高
较低
硬度
很大
较小
溶解性
不溶于任何溶剂
部分溶于水
导电性
不导电，个别为半导体
不导电，部分溶于水导电
熔化时破坏的作用力
共价键
分子间作用力
实例
金刚石
干冰
2.判断分子晶体和原子晶体的方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。
构成原子晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。
(2)依据晶体的熔点判断。
原子晶体的熔点高，常在1
000
℃以上，而分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至温度更低。
(3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断。原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。
(4)依据导电性判断。分子晶体为非导体，但部分溶于水后能导电；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、锗是半导体。
(5)记忆常见的、典型的原子晶体。
常见的原子晶体有：①单质：金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体锗等；②化合物：SiO2、SiC、BN、AlN、Si3N4等。除原子晶体外的绝大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)都属于分子晶体。
┃┃典例剖析__■
典例1
硅是一种重要的非金属单质，硅及其化合物的用途非常广泛。根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题。
(1)基态硅原子的核外电子排布式为__1s22s22p63s23p2__。
(2)晶体硅的微观结构与金刚石相似，晶体硅中Si—Si键之间的夹角大小约为__109°28′__。
(3)请在框图中补充完成SiO2晶体的结构示意图(部分原子已画出)，并进行必要的标注。
____
(4)下表列有三种物质(晶体)的熔点：
物质
SiO2
SiCl4
SiF4
熔点/℃
1
710
－70.4
－90.2
简要解释熔点产生差异的原因：
①SiO2和SiCl4：__SiO2是原子晶体，微粒间作用力为共价键；SiCl4是分子晶体，微粒间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于SiCl4的__。
②SiCl4和SiF4：__SiCl4和SiF4均为分子晶体，微粒间作用力为范德华力，结构相似时相对分子质量越大，范德华力越大，故SiCl4熔点高于SiF4的__。
解析：(2)晶体硅以一个硅原子为中心，与另外4个硅原子形成正四面体结构，所以Si—Si键之间的夹角大小约为109°28′。(3)图中给出的是硅晶体的结构，SiO2晶体相当于在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，所以只要在上述每两个硅原子之间“画”一个半径比硅原子小的原子，再用实线连起来即可。(4)晶体类型不同，其熔点具有很大的差别，一般原子晶体的熔点高，而分子晶体的熔点低。
规律方法指导：原子晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”；原子晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比；由原子构成的晶体不一定是原子晶体，如由稀有气体组成的晶体属于分子晶体；原子晶体中不存在范德华力。
┃┃变式训练__■
1．有下列几种晶体：A．水晶；B．冰醋酸；C．白磷；D．金刚石；E.晶体氩；F.干冰。
(1)属于分子晶体的是__B、C、E、F__，直接由原子构成的分子晶体是__E__。
(2)属于原子晶体的化合物是__A__。
(3)直接由原子构成的晶体是__A、D、E__。
(4)受热熔化时，需克服共价键的是__A、D__。
解析：根据构成晶体的微粒不同，分子晶体仅由分子构成，原子晶体中无分子。分子晶体有B、C、E、F，注意晶体氩是单原子分子晶体；原子晶体和单原子分子晶体都是由原子直接构成的，原子晶体有A、D，但属于化合物的只有A；分子晶体熔化时，一般不破坏化学键；原子晶体熔化时，破坏共价键。
知识点二 分子晶体和原子晶体熔沸点高低的比较
┃┃问题探究__■
1．观察下列结构，回答下列问题。
(1)CO2晶体与SiO2晶体的构成微粒是什么？熔融SiO2晶体需破坏的作用力是什么？
(2)CO2晶体中有哪些作用力？干冰升华时破坏的是什么作用力？
2．从金刚石、晶体硅性质数据表分析原子晶体熔点、硬度与什么有关？
金刚石、晶体硅性质数据表
熔点/℃
硬度
金刚石
>3
550
10
晶体硅
1
410
6.5
┃┃探究提示__■
1．(1)提示 CO2晶体是由CO2分子构成的，SiO2晶体是由Si原子与O原子构成的；熔融SiO2晶体需破坏共价键。
(2)提示 CO2晶体中有共价键和范德华力。干冰升华时破坏范德华力。
2．提示 在原子晶体里，所有原子都以共价键相结合。金刚石中C—C键键长比晶体硅中Si—Si键键长短，C—C键键能大，故金刚石熔点比晶体硅的高，硬度比晶体硅的大。
┃┃知识总结__■
1．对于不同类型的晶体来说，熔沸点的高低顺序为原子晶体>分子晶体。
2．对于同属于分子晶体的不同晶体：
(1)分子间作用力越大，物质的熔沸点越高；非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体，熔沸点比同族元素的氢化物反常得高。如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CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
(4)同分异构体的支链越多，熔沸点越低。如
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
(5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增加，熔沸点升高。如C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。
3．对于同属于原子晶体的不同晶体：
(1)晶体的熔沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高。
(2)若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。原子半径越小，则化学键的键长越短，化学键就越强，键就越牢固，破坏化学键需要的能量就越大，故晶体的熔点就越高。如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低。原子半径：CC—Si>Si—Si，熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
┃┃典例剖析__■
典例2
碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似于金刚石的结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体：①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是( A )
A．①③②
B．②③①
C．③①②
D．②①③
解析：C与Si同为第ⅣA族元素，它们的相似性表现在金刚石是原子晶体，晶体硅、碳化硅也是原子晶体。从碳到硅原子半径逐渐增大，形成共价键的键能逐渐减弱。可推断碳化硅的熔点应在Si与C之间。三种原子晶体空间结构相似，熔点取决于它们的键长与键能，故熔点从高到低分别是金刚石、碳化硅、晶体硅，故正确答案为A。
规律方法指导：比较晶体的熔点高低，首先弄清晶体属于哪种类型，然后根据不同晶体的规律进行判断。分子晶体的熔点由分子间作用力决定，同时注意含氢键物质的反常；原子晶体则比较共价键的强弱。
┃┃变式训练__■
2．下列说法中，正确的是( B )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
解析：冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，故A项错误；原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，故B项正确；分子晶体熔点的高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，所以C项和D项错误。
核心素养·专家博客
混合键型晶体——石墨
实验测定，石墨的熔点高达3
850
℃，高于金刚石的熔点，这说明石墨晶体具有原子晶体的特点；但是，石墨很软并且能导电，它是非常好的润滑剂，这又不同于原子晶体。那么，石墨究竟属于哪种类型的晶体呢？
研究发现，石墨的晶体具有层状结构，每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键相结合，形成无限的六边形平面网状结构；共价键的键长为0.142
nm，键角为120°。每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有一个未成对电子，因此能够形成遍及整个平面的大π键。正是由于电子可以在整个六边形网状平面上运动，因此石墨的大π键具有金属键的性质，这就是石墨沿层的平行方向导电性强的原因。这些网络状的平面结构再以范德华力结合形成层状结构，层与层之间的距离为
0．335
nm。这样，石墨晶体中既有共价键，又有范德华力，同时还有金属键的特性。我们将这种晶体称为混合键型晶体。这种特殊的结构决定了石墨具有某些独特的性质，并用于制造电极、润滑剂、铅笔芯、原子反应堆中的中子减速剂等。
┃┃即时训练__■
石墨晶体为层状结构，每一层均为碳原子与周围其他3个碳原子相结合而成的平面片层，同层相邻碳原子间距为142
pm、相邻片层间距为335
pm。如图是其晶体结构片层俯视图。下列说法不正确的是( D )
A．碳原子采用sp2杂化
B．每个碳原子形成3个σ键
C．碳原子数与σ键键数之比为2∶3
D．片层之间的碳形成共价键
解析：每个碳原子形成3个σ键，采取sp2杂化，故A、B正确；每个碳原子平均含有×3＝个σ键，所以碳原子数与σ键键数之比为2∶3，故C正确；石墨片层之间的碳以范德华力结合而不是共价键，故D错误。
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-第2节
分子晶体与原子晶体
A 级·基础巩固练
一、选择题
1．下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是( D )
A．原子晶体硬度通常比分子晶体大
B．原子晶体的熔点较高
C．分子晶体中有的水溶液能导电
D．金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体
解析：由于原子晶体中粒子间以共价键结合，而分子晶体中分子间以分子间作用力结合，故原子晶体比分子晶体的熔点高，硬度大；有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子而导电，如H2SO4、HCl；D选项中的干冰(固态CO2)是分子晶体，D错误。
2．下列有关物质结构和性质的叙述正确的是( D )
A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键
B．水蒸气、水、冰中都含氢键
C．分子晶体中，共价键键能越大，其熔、沸点越高
D．分子晶体中一定存在分子间作用力，可能有共价键
解析：本题考查的是分子间作用力与氢键的存在。水是一种稳定的化合物，因为水分子内O—H共价键牢固；水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在，不存在氢键；分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关；分子晶体中也有无共价键的，如稀有气体的晶体。故正确答案为D。
3．我们可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体
硅的Si—Si键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图，下列说法不正确的是( D )
A．石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用
B．每个O原子通过Si—O极性键与2个Si原子作用
C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”来表示石英的组成
D．在晶体中存在石英分子，故能叫分子式
解析：晶体硅的结构是五个硅原子形成正四面体结构，其中有一个位于正四面体的中心，另外四个位于四面体的顶点；SiO2的结构为每个硅原子周围有四个氧原子，而每个氧原子周围有两个硅原子，在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，“SiO2”仅表示石英的组成，没有单个的SiO2分子。
4．如图是冰的晶胞示意图，冰以此为单位向空间延伸，则冰中的每个水分子含有氢键( A )
A．2个
B．4个
C．8个
D．12个
解析：每个水分子含有两对孤电子对，可以分别与另外两个水分子形成2个氢键；每个水分子含有两个氢原子，也可以分别与另外两个水分子形成2个氢键；不过每个氢键都为两个水分子所共有，因而每个水分子含有氢键为4×＝2个。
5．根据下列性质判断，属于原子晶体的物质是( B )
A．熔点为2
700
℃，导电性好，延展性强
B．无色晶体，熔点为3
550
℃，不导电，质硬，难溶于水和无机溶剂
C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800
℃，熔化时能导电
D．熔点为－56.6
℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
解析：因为原子晶体中原子与原子之间以共价键结合，使原子晶体硬度大，熔点高；B项符合原子晶体的特征。
6．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的原子晶体。下列叙述错误的是( D )
A．WX4是沼气的主要成分
B．固态X2Y是分子晶体
C．ZW是原子晶体
D．ZY2的水溶液俗称“水玻璃”
解析：氢原子的核外只有一个电子，X为氢元素；地壳中含量前两位的元素是氧、硅，故Y和Z分别是氧和硅；金刚石是自然界中硬度最大的物质，W元素是碳元素。CH4是沼气的主要成分，A项正确；H2O形成的晶体为分子晶体，B项正确；SiC结构与金刚石相似，属于原子晶体，C项正确；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，D项错误。
7．我国的激光技术在世界上处于领先地位，据报道，有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。其原因可能是( B )
A．碳、氮原子构成平面结构的晶体
B．碳氮键比金刚石中的碳碳键更短
C．氮原子电子数比碳原子电子数多
D．碳、氮的单质的化学性质均不活泼
解析：由“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可知该晶体应该是一种原子晶体，原子晶体是一种空间网状结构而不是平面结构，所以A选项是错误的。由于氮原子的半径比碳原子的半径要小，所以二者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短，所以该晶体的熔、沸点和硬度应该比金刚石更高，因此B选项是正确的。而原子的电子数和单质的活泼性一般不会影响到所形成的晶体的硬度等，所以C、D选项也是错误的。
二、非选择题
8．在40
GPa高压下，用激光器加热到1
800
K时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与SiO2原子晶体相似，下列说法正确的是__④⑥⑧⑨__。
①CO2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体
②在一定条件下，CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化
③CO2的原子晶体和CO2的分子晶体具有相同的物理性质
④在CO2的原子晶体中，每个C原子周围结合4个O原子，每个O原子与两个C原子相结合
⑤原子晶体干冰易升华，可用作制冷剂
⑥原子晶体干冰有很高的熔点
⑦原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材料
⑧原子晶体干冰在一定条件下可与氢氧化钠反应
⑨每摩尔原子晶体干冰中含有4
mol
C—O键
解析：该题应从SiO2的结构和性质来判断。同素异形体的研究对象是单质，①错；CO2晶体类型的转变有旧键断裂和新键的形成，故为化学变化，②错；CO2的不同晶体具有不同的物理性质，CO2原子晶体类似于SiO2晶体，每个C原子结合4个O原子、每个O原子结合2个C原子，③错、④对；原子晶体难升华，⑤错；原子晶体具有很高的熔点、硬度大，⑥对、⑦错；CO2的原子晶体和CO2的分子晶体具有相同的化学性质，⑧对；CO2原子晶体类似于SiO2晶体，每个C原子结合4个O原子，每摩尔原子晶体干冰中含有4
mol
C—O键，⑨对。
9．(1)如图为干冰的晶胞结构，观察图形，确定在干冰中每个CO2分子周围有__12__个与之紧邻且等距离的CO2分子。
在干冰中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块干冰，出现的现象为__镁粉在干冰中继续燃烧，发出耀眼的白光，并有黑色物质生成__，反应的化学方程式是__2Mg＋CO22MgO＋C__。
(2)下列三种晶体①CO2，②CS2，③SiO2的熔点由高到低的顺序是__③__>__②__>__①__(用序号填空)，其原因是__SiO2是原子晶体，CO2、CS2是分子晶体，所以SiO2熔点最高；CO2和CS2组成和结构相似，且CS2的相对分子质量大于CO2的相对分子质量，所以CS2的熔点高于CO2__。
解析：(1)以晶胞中的任意一个顶点为坐标原点，以通过该顶点的三条棱边为坐标轴建立起一个三维直角坐标系，在坐标原点的周围可以无隙并置8个晶胞，与坐标原点上的CO2分子最近的CO2分子是每一个晶胞的面心上的，其距离是晶胞棱长的，每个CO2分子周围共有12个这样的CO2分子。
(2)一般来说，原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点，因为原子晶体熔化时要破坏共价键，而分子晶体熔化时只是克服分子间作用力，分子间作用力比共价键弱得多。如果同为分子晶体，当分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。
B 级·能力提升练
一、选择题
1．目前，科学界拟合成一种“二重构造”的球形分子，即把“足球形”的C60熔进“足球形”的Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合。下列关于这种分子的说法中不正确的是( C )
A．是一种新型化合物
B．晶体属于分子晶体
C．是两种单质组成的混合物
D．相对分子质量为2
400
解析：根据题意可知硅原子与碳原子之间形成了Si—C键，因此形成的是一种新的化合物而不是混合物，故A正确，C错误；因为题意中明确提到“二重构造”的球形分子，说明所形成的为分子晶体，且分子式为Si60C60，所以相对分子质量为2
400。故B、D皆正确。
2.现代无机化学对硫－氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其中如图是已经合成的最著名的硫－氮化合物的分子结构。下列说法正确的是( B )
A．该物质的分子式为SN
B．该物质的分子中既有极性键又有非极性键
C．该物质具有很高的熔、沸点
D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体
解析：题中图示表示是一种分子(不是晶胞)，故该化合物为分子晶体，分子式为S4N4。从分子结构图上可知，分子中存在N—S极性键和S—S非极性键。
3．目前，世界上已合成了几百种有机超导体，TCNQ就是其中之一。TCNQ的分子结构如下图所示。下列关于TCNQ的说法中错误的是( B )
A．分子中所有的氮原子在同一平面内
B．属于原子晶体
C．化学式为C12H4N4
D．该物质难溶于水
解析：在C===C键中，C原子的杂化轨道为sp2杂化轨道，在C≡N键中C原子的杂化轨道为sp杂化轨道，sp2杂化轨道为平面三角形，sp杂化轨道为直线形，故TCNQ分子中所有的原子都在同一平面内，当然分子中所有的氮原子都在同一平面内，A正确；题干中讲TCNQ是分子，所以它所形成的晶体为分子晶体，B不正确；由分子结构知其化学式为C12H4N4，C正确；TCNQ分子的对称性很好，是非极性分子，难溶于极性溶剂水中，D正确。
4．下列物质的熔点均按从高到低的次序排列，其中是由于键能由大到小的是( B )
A．钠、干冰
B．金刚石、晶体硅
C．碘化氢、溴化氢
D．二氧化硅、二氧化碳
解析：干冰为分子晶体，熔点较低，是由于分子间作用力弱，而不是因为键能小，A错误；晶体硅、金刚石都为原子晶体，原子半径CHBr，而键能：HBr>HI，C错误；二氧化碳是分子晶体，其分子间作用力小，不是由键能引起的熔点低，D错误。
5．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是( A )
A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体
B．冰晶体具有空间网状结构，是共价晶体
C．水分子间通过H—O键形成冰晶体
D．冰晶体融化时，水分子之间的空隙增大
解析：B项，冰晶体属于分子晶体；C项，水分子间通过氢键形成晶体；D项，冰融化，氢键部分断裂，空隙减小。
6．某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔点，记录如下：
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
CaCl2
熔点/℃
801
712
190
－68
782
根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是( B )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2
B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2
D．全部
解析：分子晶体中，分子与分子之间以分子间作用力相互作用，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔点均很高，不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4的熔点较低，应为分子晶体，所以B项正确。
7．石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体(结构如图)。有关说法正确的是( D )
A．固态时，碳的各种单质的晶体类型相同
B．石墨烯中含有极性共价键
C．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
D．石墨烯具有导电性
解析：碳形成的晶体有多种，如石墨、金刚石、C60等，其中金刚石为原子晶体，C60为分子晶体，A错误；石墨烯中只含有C—C键，为非极性共价键，B错误；石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离出石墨烯需要破坏分子间作用力，C错误；石墨烯具有石墨的性质，具有导电性，D正确。
8．钻石的魅力在于它经过大自然千百万年的孕育，再经打磨，能放射出闪烁的光芒。钻石就是经过打磨的金刚石，已知金刚石的网状结构如图所示，由此可看出在含有共价键形成的碳原子环中，其中最小的环上所含碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是( D )
A．6个120°
B．5个108°
C．4个109°28′
D．6个109°28′
解析：根据金刚石的晶体结构特点可知，最小环上碳原子数为6个，每个碳原子与相连的4个碳原子形成小的正四面体，因而任意两个C—C键夹角为109°28′。
二、非选择题
9．水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。
(1)1
mol
冰中有__2__mol
“氢键”。
(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是__AB__。
A．把1
L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积
B．把1
L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量
C．该水蒸气冷凝后，测水的
pH
D．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比
(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为__H2O＋H2O??H3O＋＋OH－__。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是__双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用__。
(4)在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11
kJ/mol)。已知冰的升华热是
51
kJ/mol，则冰晶体中氢键的能量是__20__kJ/mol。
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