分子晶体与原子晶体27714

高中常见分子晶体和原子晶体
实验能够证明，人类已经对晶体性质有了深入的了解，而晶体和晶体结构则是物理学和化学中重要的课题。

两种晶体—分子晶体和原子晶体，是分析物质成分结构的基本途径。

分子晶体是由大量相同分子无序排列组成的晶体。

如水，由大量的水分子排列成六方晶体结构，在学习的过程中，我们还可以看到其他分子晶体，如冰，乙烷，乙醇和乙酸乙酯等。

原子晶体也是一种晶体，它由无数相同的原子排列成的晶体。

例如，碳的晶体是由八个碳原子组成的三维六方晶体，在日常课堂中我们也可以学习到其他如钠，锂，铜以及铁，铝晶体。

两种晶体在形状方面都有着一定的是普遍性，分子晶体是无序排列，而原子晶体则以均匀的无序状态呈现，能够分辨出两种晶体。

此外，还能够使用x光透射等技术来分辨两种晶体，即通过分析X射线的强度等数据，分析出晶体的性质。

在日常生活中，我们也会碰到各种晶体，包括常见的高中物理学分子晶体和原子晶体，这两种晶体由其不同的结构所构成，而研究和分析其微观结构也是一种重要的科学技术途径，是研究物质性质的重要基础。

高二化学分子晶体和原子晶体知识点:原子晶体和分子晶体的区别（一）分子晶体：构成晶体的微粒间通过分子间作用力相互作用所形成的晶体，称为分子晶体。

分子晶体中存在的微粒是分子，不存在离子。

较典型的分子晶体有非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物，几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体等。

分子晶体中存在的相互作用力主要是分子间作用力，它是分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，也叫范？曰？力。

分子间作用力只影响物质的熔沸点、硬度、密度等物理性质，分子晶体一般都是绝缘体，熔融状态不导电。

对于某些含有电负性很大的元素的原子和氢原子的分子，分子间还可以通过氢键相互作用。

氢键的形成条件：它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力形成，（它不属于化学键）一般表示为X？DH…Y。

这种静电吸引作用就是氢键。

氢键同样只影响物质的熔沸点和密度，对物质的化学性质没有影响分子晶体的结构特征：没有氢键的分子密堆积排列，如CO2等分子晶体，分子间的作用力主要是分子间作用力，以一个分子为中心，每个分子周围有12个紧邻的分子存在。

还有一类分子晶体，其结构中不仅存在分子间作用力，同时还存在氢键，如：冰。

此时，水分子间的主要作用力是氢键，每个水分子周围只有4个水分子与之相邻。

称为非密堆积结构。

说明：1、分子晶体的构成微粒是分子，分子中各原子一般以共价键相结合。

因此，大多数共价化合物所形成的晶体为分子晶体。

如：部分非金属单质、非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸以及绝大多数的有机物等都属于分子晶体。

但并不是所有的分子晶体中都存在共价键，如：由单原子构成的稀有气体分子中就不存在化学键。

也不是共价化合物都是分子晶体，如二氧化硅等物质属于原子晶体。

2、由于构成晶体的微粒是分子，因此分子晶体的化学式可以表示其分子式，即只有分子晶体才存在分子式。

3、分子晶体的微粒间以分子间作用力或氢键相结合，因此，分子晶体具有熔沸点低、硬度密度小，较易熔化和挥发等物理性质。

分子晶体与原子晶体知识点总结一、分子晶体1．概念及粒子间作用力(1)概念：只含分子的晶体。

(2)粒子间的作用力2．物理性质及物质类别(1)物理性质分子晶体熔、沸点较低、硬度较小。

(2)物质类别物质种类举例所有非金属氢化物H2O、NH3、CH4等部分非金属单质O2、N2、P4等部分非金属氧化物CO2、SO2、SO3等几乎所有的酸H2SO4、HNO3、H3PO4等绝大多数有机物乙醇、乙酸、苯等3.晶体结构模型(1)分子间作用力是范德华力晶体中分子堆积方式为分子密堆积，即以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。

如干冰的晶胞结构如图①每个晶胞中有12个原子。

②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子有12个。

(2)分子间还有其他作用力水分子之间的主要作用力是氢键，在冰的每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。

冰的晶体结构如图二、原子晶体1．结构特点(1)构成微粒及微粒间的作用力(2)微粒堆积方式整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个小分子，是一个“巨分子”，又称共价晶体。

2．物理性质及物质类别(1)物理性质①原子晶体一般熔点高、硬度大。

②结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。

(2)物质类别类型举例某些非金属单质晶体硼、晶体硅和金刚石等某些非金属化合物金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等①在晶体中每个碳原子以4个共价键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。

②晶体中C —C 键夹角为109°28′，碳原子采取了sp 3杂化。

③最小环上有6个碳原子。

④晶体中碳原子个数与C —C 键数之比为： 1∶(4×21)＝1∶2。

1．分子晶体和原子晶体的比较 晶体类型原子晶体分子晶体含义相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体只含分子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点很高较低硬度很大较小溶解性一般不溶于各种溶剂部分溶于水导电性不导电，个别为半导体不导电，部分水溶液导电熔化时破坏的作用力破坏共价键破坏分子间作用力举例金刚石、二氧化硅等冰、干冰等2.分子晶体与原子晶体熔、沸点高低比较(1)不同类型的晶体原子晶体＞分子晶体。

原子晶体分子晶体介绍晶体是由原子或分子按照一定的方式排列而形成的固体物质。

根据晶体的组成和结构，可以将晶体分为原子晶体和分子晶体两种类型。

本文将对这两种类型的晶体进行详细探讨。

原子晶体原子晶体是由相同或不同的原子按照一定的几何规律排列而形成的晶体。

原子晶体的结构可以分为简单晶体和复杂晶体两种类型。

简单晶体简单晶体的结构是由同种原子按照一定的几何规律排列而成。

最常见的简单晶体是金刚石和铁。

金刚石的结构是由碳原子按照面心立方堆积而成，每个碳原子与周围四个碳原子形成共价键。

铁的结构是由铁原子按照体心立方堆积而成，每个铁原子与周围八个铁原子形成金属键。

复杂晶体复杂晶体的结构是由不同种类的原子按照一定的几何规律排列而成。

最常见的复杂晶体是盐和石英。

盐的结构是由钠离子和氯离子按照离子键排列而成，每个钠离子与周围六个氯离子形成离子键。

石英的结构是由硅氧四面体按照共价键排列而成，每个硅氧四面体共享一个氧原子。

分子晶体分子晶体是由分子按照一定的几何规律排列而形成的晶体。

分子晶体的结构可以分为简单分子晶体和复杂分子晶体两种类型。

简单分子晶体简单分子晶体的结构是由相同的分子按照一定的几何规律排列而成。

最常见的简单分子晶体是冰和硫。

冰的结构是由水分子按照氢键排列而成，每个水分子与周围四个水分子形成氢键。

硫的结构是由硫分子按照共价键排列而成，每个硫分子与周围两个硫分子形成共价键。

复杂分子晶体复杂分子晶体的结构是由不同种类的分子按照一定的几何规律排列而成。

最常见的复杂分子晶体是蓝宝石和红宝石。

蓝宝石的结构是由铝离子和氧离子按照离子键排列而成，每个铝离子与周围六个氧离子形成离子键。

红宝石的结构是由铝离子和氧离子按照离子键排列而成，其中夹杂着少量的铬离子，使得红宝石呈现红色。

总结原子晶体和分子晶体是两种不同的晶体类型。

原子晶体由原子按照一定的几何规律排列而成，可以分为简单晶体和复杂晶体。

分子晶体由分子按照一定的几何规律排列而成，可以分为简单分子晶体和复杂分子晶体。

分子晶体（稀有气体的晶体除外）分子内都含有共价键，分子间存在分子间作用力（一定有范德华力，可能有氢键），共价键决定化学性质，分子间作用力决定部分物理性质，四大晶体类型中只有分子晶体的物理性质和化学性质取决于不同类型的作用力，其它三类晶体的物理性质和化学性质基本取决于同一种作用力（含共价键的离子晶体稍有特殊）。

分子间不存在氢键的分子晶体均采用分子密堆积，原因是范德华力没有方向性和饱和性，采用分子密堆积的分子晶体中每个分子周围紧邻12个分子。

采用分子密堆积的分子晶体晶胞（正方体和长方体均有可能，晶体中分子的方向也可能不一致，如碘晶体中分子有2种方向，干冰晶体中分子有4种方向，可参考课本上的图片）中8个顶点和6个面心各有一个分子，用均摊法计算平均每个晶胞中含有4个分子。

分子间存在氢键的分子晶体只需要掌握冰的结构，冰中每个水分子形成4个氢键，每个氢键由2个水分子共用，因此平均每个水分子形成2个氢键，1mol冰中含有2mol氢键。

原子晶体（新教材已改名为共价晶体，过渡阶段高考有可能会引入此名称，要有所了解，如果是填空题还是写原子晶体）原子间均以共价键结合，共价键的强度即决定部分物理性质又决定化学性质。

金刚石的晶胞结构（参考课件图片，不同颜色表示不同的位置）必须记住：顶点有8个原子，面心有6个原子，内部有4个原子，每个晶胞平均含有8个原子。

（全国卷和山东卷都曾经考过其晶体结构且不给任何信息）补充：金刚石的晶体中每个C被12个六C环共用（图中的原子键应该是共价键）金刚石是立体网状结构，每个碳原子形成4个共价键，任意抽出2个共价键，每两个单键归两个六元环所有，而不是只归一个六元环所有（如图所示，红色的两个碳碳单键，可以构成蓝色和紫红色的两个六元环）。

每个碳原子连出4个共价键，任意抽出2个共价键能决定两个6元环，4个共价键总共能抽出6组。

所以6组碳碳键实际上可以构成12个六元环，所以一个碳归十二个六元环共用。

6 ×1/12 = 1/2。

《分子晶体与原子晶体》讲义在我们探索物质世界的微观结构时，晶体是一类具有独特性质和规律的物质形态。

其中，分子晶体和原子晶体是两种常见且重要的晶体类型。

一、分子晶体分子晶体是由分子通过分子间作用力（包括范德华力和氢键）结合而成的晶体。

1、分子晶体的构成微粒构成分子晶体的微粒是分子。

这些分子可以是单原子分子，如稀有气体氦（He）、氖（Ne）等；也可以是双原子分子，像氧气（O₂）、氮气（N₂）；还可以是多原子分子，例如二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）等。

2、分子间作用力范德华力是普遍存在于分子之间的一种较弱的相互作用。

其大小通常与分子的相对分子质量有关，相对分子质量越大，范德华力越强。

例如，在卤素单质中，从氟气（F₂）到碘（I₂），相对分子质量逐渐增大，范德华力也逐渐增强，导致它们的熔沸点逐渐升高。

氢键则是一种特殊的分子间作用力，其强度比范德华力大。

当分子中存在氢原子与电负性较大、半径较小的原子（如氮、氧、氟）形成共价键时，容易形成氢键。

比如水（H₂O）中，氧原子电负性较大，氢原子与氧原子之间形成氢键，这使得水在常温下呈液态，具有较高的沸点。

3、物理性质分子晶体的熔沸点通常较低，硬度较小。

这是因为分子间作用力相对较弱，容易被克服。

多数分子晶体在固态和熔融状态下不导电，因为分子晶体中的分子不存在自由移动的带电粒子。

但有些极性分子溶于水后，能形成电解质溶液而导电，比如氯化氢（HCl）气体溶于水形成盐酸。

4、常见的分子晶体干冰（固态二氧化碳）是一种典型的分子晶体。

在常温常压下，干冰直接升华变成二氧化碳气体，可用于人工降雨、舞台效果等。

还有冰、多数的有机物晶体（如蔗糖、苯）等也属于分子晶体。

二、原子晶体原子晶体是原子之间通过共价键结合形成的具有空间网状结构的晶体。

1、原子晶体的构成微粒构成原子晶体的微粒是原子。

2、共价键原子晶体中的共价键具有很强的方向性和饱和性。

由于共价键非常牢固，要破坏这些共价键需要很高的能量，这使得原子晶体一般具有很高的熔沸点和硬度。

《分子晶体与原子晶体》讲义在化学的世界里，晶体是一种具有规则几何外形和固定熔点的固体物质。

其中，分子晶体和原子晶体是两种重要的晶体类型，它们在结构、性质和应用方面都有着显著的差异。

接下来，让我们一起深入了解这两种晶体。

一、分子晶体1、定义分子晶体是由分子通过分子间作用力（范德华力、氢键等）结合而成的晶体。

2、构成粒子分子晶体的构成粒子是分子。

3、粒子间的作用力（1）范德华力范德华力是普遍存在于分子之间的一种较弱的作用力，其大小与分子的相对分子质量、分子的极性等因素有关。

一般来说，相对分子质量越大，范德华力越强；分子的极性越大，范德华力也越强。

（2）氢键当分子中存在氢原子与电负性较大的原子（如氮、氧、氟）形成共价键时，氢原子与另一个电负性较大的原子之间会形成一种特殊的分子间作用力——氢键。

氢键的强度比范德华力强，但比化学键弱。

4、常见的分子晶体（1）所有的非金属氢化物，如水（H₂O）、氨（NH₃）、氯化氢（HCl）等。

（2）部分非金属单质，如卤素（X₂）、氧气（O₂）、氮气（N₂）、白磷（P₄）等。

（3）部分非金属氧化物，如二氧化碳（CO₂）、二氧化硫（SO₂）、三氧化硫（SO₃）等。

（4）几乎所有的酸，如硫酸（H₂SO₄）、硝酸（HNO₃）、磷酸（H₃PO₄）等。

（5）大多数有机物，如苯（C₆H₆）、乙醇（C₂H₅OH）、葡萄糖（C₆H₁₂O₆）等。

5、物理性质（1）熔点和沸点较低由于分子间作用力较弱，分子晶体在较低的温度下就会克服分子间作用力而熔化或汽化，因此熔点和沸点通常较低。

（2）硬度较小分子晶体中分子间的结合力较弱，所以质地较软，容易压缩。

（3）一般不导电分子晶体中的分子在固态和液态时都不存在自由移动的离子或电子，因此一般不导电。

但有些极性较强的分子晶体在水溶液中能导电，如氯化氢。

二、原子晶体1、定义原子晶体是由原子通过共价键结合而成的具有空间网状结构的晶体。

2、构成粒子原子晶体的构成粒子是原子。

分子晶体与原子晶体1 原子晶体:相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体;1原子晶体中,组成晶体的微粒是原子,原子间的相互作用是共价键,共价键结合牢固,原子晶体的熔、沸点高,硬度大,不溶于一般的溶剂,多数原子晶体为绝缘体,有些如硅、锗等是优良的半导体材料;原子晶体中不存在分子,用化学式表示物质的组成,单质的化学式直接用元素符号表示,两种以上元素组成的原子晶体,按各原子数目的最简比写化学式;常见的原子晶体是周期系第ⅣA族元素的一些单质和某些化合物,例如金刚石、硅晶体、SiO2、SiC等;但碳元素的另一单质石墨不是原子晶体,石墨晶体是层状结构,以一个碳原子为中心,通过共价键连接3个碳原子,形成网状六边形,属过渡型晶体;对不同的原子晶体,组成晶体的原子半径越小,共价键的键长越短,即共价键越牢固,晶体的熔,沸点越高,例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低;2一般键长越短,熔沸点越高;例如：金刚石C—C > 二氧化硅Si—O > 碳化硅Si—C > 晶体硅Si—Si2分子间通过分子间作用力包括范德华力和氢键构成的晶体;1典型的分子晶体①所有非金属氢化物②大部分非金属单质,如：稀有气体、卤素X2、氧气、硫S8、氮N2、白磷P4、C60等③部分非金属氧化物,如：CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等④几乎所有的酸⑤绝大多数有机化合物,如：苯、乙酸、乙醇、葡萄糖等⑥所有常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质除汞外、易挥发的固态物质2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、,硬度小、易挥发,许多物质在常温下呈气态或液态,例如、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;在固态和熔融状态时都不导电;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、难溶于水,易溶于CCl4、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; 3分子间作用力越强,熔沸点越高①组成和结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高;例如：元素周期表中第ⅦA族的元素单质其熔沸点变化规律为：At2>I2 > Br2 > Cl2>F2 ;②若分子间有氢键,则分子间作用力比结构相似的同类晶体大,故熔沸点较高;例如：HF > HI > HBr > HCl;H2O> H2Se> H2S; NH3> PH3③组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔沸点越高,例如：CO>N2④在有机物的同分异构体中,一般来说,支链越多,熔沸点越低,例如：正戊烷>异戊烷>新戊烷⑤互为同分异构体的芳香烃及其衍生物中,熔沸点顺序为：邻位化合物>间位化合物>对位化合物3几种常见的晶体类型：1原子晶体：晶体内相临原子间以共价键相结合形成的空间网状结构;如：金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅构成晶体的微粒：原子；微粒间相互作用：共价键；物理性质：熔沸点高,高硬度,导电性差;2分子晶体：通过分子间作用力互相结合形成的晶体;如：所有的非金属氢化物,大多数的非金属氧化物,绝大多数的共价化合物,少数盐如AlCl3;构成晶体的微粒：分子；微粒间相互作用：范德华力；物理性质：熔沸点低,硬度小,导电性差;3离子晶体：阴、阳离子以一定的数目比、并按照一定的方式依靠离子键结合而成的晶体;如“NaCl、CsCl构成晶体的微粒：阴、阳离子；微粒间相互作用：离子键；物理性质：熔点较高、沸点高,较硬而脆,固体不导电,熔化或溶于水导电;4金属晶体包括合金：由失去价电子的金属阳离子和自由电子间强烈的作用形成的; 构成晶体的微粒：金属阳离子和自由电子；微粒间相互作用：金属键；物理性质：熔沸点一般较高部分低,硬度一般较高部分低,导电性良好。

高二化学《分子晶体与原子晶体》知识点总结一、分子晶体.分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力的大小。

对于组成和结构相似的分子晶体，随相对分子质量的增大，分子间作用力也增大，熔、沸点升高，如I2>Br2>cl2>F2，o2>N2。

组成相似的分子，有极性的比无极性的分子间作用力大，熔、沸点高，如So2>co2。

有氢键的分子晶体，还要考虑氢键的强弱。

2.结构相似的分子晶体，相对分子质量大的其熔、沸点不一定大。

例如：H2o与H2S，H2o的沸点比H2S高，因为水分子间有氢键，H2S分子中只有范德华力，而氢键比范德华力强。

二、原子晶体.原子晶体熔、沸点高低原子晶体的熔、沸点取决于共价键的键长和键能，键能越大，键长越短，共价键越强，熔、沸点越高，如金刚石>金刚砂>晶体硅。

有时键能的大小、键长的长短是可直接通过形成共价键的非金属原子所属元素的电负性来判断的。

2.分子晶体熔化时，一般只破坏分子间作用力，原子晶体熔化时要破坏化学键。

3.分子晶体与原子晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体定义分子间通过分子间作用力形成的晶体相邻原子间通过共价键结合而形成的空间网状结构的晶体基本微粒分子原子物质类别多数的非金属单质和共价化合物金刚石、碳化硅、晶体硅、二氧化硅等少数非金属单质及共价化合物物理性质硬度和密度较小，熔、沸点较低硬度和密度大，熔、沸点高决定熔、沸点高低的因素范德华力的强弱共价键的强弱导电性某些溶于水能导电均不导电。