高中化学晶体的常识 (4)

题型专攻(四) 晶胞的结构1．常见共价晶体结构分析 (1)金刚石①每个C 与相邻4个C 以共价键结合，形成正四面体结构； ②键角均为109°28′；③最小碳环由6个C 组成且6个C 不在同一平面内；④每个C 参与4个C —C 键的形成，C 原子数与C —C 键数之比为1∶2； ⑤密度＝8×12N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。

(2)SiO 2①每个Si 与4个O 以共价键结合，形成正四面体结构；②每个正四面体占有1个Si,4个“12O ”，因此二氧化硅晶体中Si 与O 的个数之比为1∶2；③最小环上有12个原子，即6个O 、6个Si ；④密度＝8×60N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。

(3)SiC 、BP 、AlN①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构；②密度：ρ(SiC)＝4×40N A ×a 3；ρ(BP)＝4×42N A ×a 3；ρ(AlN)＝4×41N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。

2．常见分子晶体结构分析 (1)干冰①每8个CO 2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO 2； ②每个CO 2分子周围紧邻的CO 2分子有12个；③密度＝4×44N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。

(2)白磷①面心立方最密堆积；②密度＝4×124N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。

3．常见金属晶体结构分析 (1)金属晶体的四种堆积模型分析堆积模型简单立方堆积体心立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积晶胞配位数 6 8 12 12 原子半径(r )和晶胞边长(a )的关系 2r ＝a2r ＝3a22r ＝2a 2一个晶胞内原子数目1 2 2 4 原子空间利用率 52%68%74%74%(2)晶体微粒与M 、ρ之间的关系若1个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol 该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M 为微粒的相对分子质量)；若1个该晶胞的质量为ρa 3 g(a 3为晶胞的体积)，则1 mol 晶胞的质量为ρa 3N A g ，因此有xM ＝ρa 3N A 。

高中化学晶体知识点高中化学教材中的晶体内容是微观分子、原子结构与宏观物质产生联系的桥梁。

为了帮助高中生掌握晶体知识点，下面店铺为高中生整理化学晶体知识点，希望对大家有所帮助。

高中化学晶体知识点石墨――混合型晶体石墨晶体为层状结构，层与层之间的作用力为范德华力，每一层内C原子间以共价键形成正六边形结构(见图8)。

由于层内C原子以较强的共价键相结合，所以石墨有较高的熔点。

但由于层间的范德华力较弱，层间可以滑动，故石墨的硬度较小。

因此石墨晶体又称为过渡型晶体或混合型晶体。

石墨品体中每个C原子只拥有其所连接的3个C-C键的1/2(3/2个)，因此晶体中C原子与C-C键数之比为2：3。

干冰――分子晶体干冰晶体中的CO2分布在立方体的顶点和面心上，分子间由分子间作用力结合形成晶体(见图7)。

C02分子内存在共价键，因此晶体中既有分子间作用力，又有共价键，但熔、沸点的高低由分子间的作用力决定，影响分子间作用力的主要因素是相对分子质量，从晶胞的结构可知与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有12个。

金刚石、二氧化硅――原子晶体(1) 金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体。

每个C原子以共价键与其他4个C原子紧邻，由5个碳子形成正四面体的结构单元，由共价键构成的最小环结构中有6个碳原子(见图4)，由于每个C原子拥有所连4个C-C键的1/2(2个)，所以碳原子个数与C-C键数之比为1：2。

(2) 二氧化硅晶体可以看成是金刚石结构中，C原子被Si原子代替，且在C-C键之间插入O原子后形成的，即每个硅原子与周围的四个氧原子构成一个正四面体，构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成椅式环，键角∠(O-Si-O)=109°28'(见图5)。

每个Si原子拥有所连4个O原子的1/2(2个)(见图6)，因此si、O原子个数比为1：2，即化学式表示为SiO2。

氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。

晶体的常识分子晶体与原子晶体【学习目标】1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。

【要点梳理】要点一、晶体与非晶体【分子晶体与原子晶体#晶体与非晶体】1、概念：①晶体：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。

晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。

②非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列，如：玻璃、松香、明胶等。

非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质要点诠释：晶体与非晶体的区分：晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。

周期性是晶体结构最基本的特征。

许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了。

晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。

区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象。

特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断。

2、分类：说明：①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。

所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。

例如：水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻；②晶体自范性的条件之一：生长速率适当；③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。

4、晶体形成的途径：①熔融态物质凝固，例：熔融态的二氧化硅，快速冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶。

②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出。

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。

一．晶体常识
1 ．晶体与非晶体比较
2 ．获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固。

②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。

③溶质从溶液中析出。

3 ．晶胞
晶胞是描述晶体结构的基本单元。

晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。

4 ．晶胞中微粒数的计算方法 —— 均摊 法
如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。

中学中常见的晶胞为立方晶胞
立方晶胞中微粒数的计算方法如下：
注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状
二．四种晶体的比较
晶体熔、沸点高低的比较方法
（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

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）原子晶体
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高．如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅
（3）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，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。

（4）分子晶体
①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、沸点反常的高。

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。

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。

④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。

（5）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。

三．几种典型的晶体模型。

晶体结构与性质一、晶体的常识1.晶体与非晶体晶体与非晶体的本质差异自性微观结构晶体有（能自发呈现多面体外形）原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体无（不能自发呈现多面体外形）原子排列相对无序晶体呈现自性的条件：晶体生长的速率适当得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出特性：①自性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等）③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法）2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分一个晶胞平均占有的原子数=×晶胞顶角上的原子数+×晶胞棱上的原子+×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心的原子数思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子？eg：1.晶体具有各向异性。

如蓝晶（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。

晶体的各向异性主要表现在（）①硬度②导热性③导电性④光学性质A.①③B.②④C.①②③D.①②③④2.下列关于晶体与非晶体的说确的是（）A.晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体一定是无色透明的固体C.非晶体无自性而且排列无序D.固体SiO2一定是晶体3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子？二、分子晶体与原子晶体1.分子晶体--分子间以分子间作用力（德华力、氢键）相结合的晶体注意：a.构成分子晶体的粒子是分子b.分子晶体中.分子的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合①物理性质a.较低的熔、沸点b.较小的硬度c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂②典型的分子晶体a.非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等b.酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等c.部分非金属单质:：X2、O2、H2、S8、P4、C60d.部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、N2O4、P4O6、P4O10等f.大多数有机物：乙醇.冰醋酸.蔗糖等③结构特征a.只有德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子）CO2晶体结构图b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例.可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2.原子晶体--相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体注意：a.构成原子晶体的粒子是原子 b.原子间以较强的共价键相结合①物理性质a.熔点和沸点高b.硬度大c.一般不导电d.且难溶于一些常见的溶剂②常见的原子晶体a.某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等b.某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体c.某些氧化物：二氧化硅（SiO2）晶体、Al2O3金刚石的晶体结构示意图二氧化硅的晶体结构示意图思考：1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”.这种说法对吗？eg：1.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时.与键能无关的变化规律是（）A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D.N2可用做保护气2.氮化硼是一种新合成的无机材料.它是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀的物质。

高中化学选修3：晶体的常识与晶胞晶体的常识晶胞物质常见的三态是气态、液态和固态。

固态物质简称为固体，在固体中，原子、分子、离子或原子团被限制在固定的位置周围振动，所以固体具有比较刚性的结构，难以被压缩。

固体可以是晶态或非晶态，晶体以其结构中原子、分子、离子或原子团的有规则排列而区别于非晶体。

晶体随处可见在日常生活中起着非常重要的作用，例如，食盐、糖、苏打、红宝石、金刚石、石英等都属于晶态。

了解晶体的特征，掌握晶体结构知识，对认识物质性质具有重要意义。

晶体的特征一．晶体的特征人们常从以下三方面来区别晶体和非晶体。

1. 晶体有自范性，而非晶体没有。

晶体呈自发形成的规则的几何外形，而非晶体没有一定的外形。

有些晶体很大，直接的呈现出美丽的多面体形状，如石英晶体呈菱柱或菱锥状，明矾晶体呈八面体形，雪花有多种形状，但都为六角形，我国古代早有“雪花多六出”的记载。

有些晶体很小，肉眼看来是细粉末，似乎没有晶面，但借助于光学显微镜或电子显微镜也可以观察到它们整齐而有规则的外形，如我们可以观察到立方体状的氯化钠、棱柱状的硫酸铜、针状的羟基氧化铁等晶粒外形。

而玻璃、沥青、石蜡等是非晶体，它们冷却凝固时不会自发形成多面体外形，没有特征的形状，所以又称无定形体。

我们把晶体在适宜的条件下，能够自发的呈现封闭的规则和凸面体外形的性质叫做晶体的自范性。

晶体自范性是晶体中粒子微观空间里呈现周期性有序排列的的宏观表象。

晶体的自范性是需要在适宜的条件下才能体现的，这个适宜条件通常指生长速率适当，如果熔融态物质冷却凝固速率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。

如玛瑙石熔融态的二氧化硅快速冷却形成的，而水晶是热液缓慢冷却形成的。

缺角的氯化钠晶体在饱和氯化钠溶液中慢慢会变为完美的立方体晶体，这也是晶体自范性的一种表现。

2.晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点。

如冰在0︒C融化，氯化钠在801︒C熔化，这些物质在熔点以上成液态，熔点以下成固态，熔点液-固两相共存；而非晶体玻璃受热时，只会慢慢软化而成液态，它没有固定的熔点。

高中化学| 粒子间作用力与晶体17条重要知识，纯干货，要收藏！粒子间作用力1.共价分子之间都存在着分子间作用力，它是能把分子聚集在一起的力，包括范德华力和氢键。

其实质是一种静电作用。

2.范德华力：一种普遍存在于固体、液体和气体之间的作用力，又称分子间作用力。

（1）大小：一般是金属键、离子键和共价键的1/10或1/100左右，是一种较弱的作用力，如干冰易液化，碘易升华的原因。

（2）影响范德华力大小的因素：分子的空间构型及分子中电荷的分布是否均匀等，对于组成和结构相似的分子，其范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大，如卤族元素单质范德华力：F2＜Cl2＜Br2＜I2。

（3）范德华力对物质物理性质的影响：熔沸点：对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，物质的熔沸点越高（除H2O、HF、NH3）。

例如：烷烃（C n H2n+2）的熔沸点随着其相对分子质量的增加而增加，也是由于烷烃分子之间的范德华力增加所造成的。

溶解度：溶剂与溶质分子间力越大，溶质的溶解度越大。

例如：273 K，101 kPa 时，氧气在水中的溶解量（0.049 cm3·L-1）比氮气的溶解量（0.024 cm3·L-1）大，就是因为O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的。

3.氢键（1）当氢原子与电负性大的X原子以共价键结合时，它们之间的共用电子对强烈偏向X，使H几乎成了“裸露的质子”，这样相对显正电性的H与另一分子相对显负电性的X中的孤电子对接近并产生相互作用，这种相互作用称为氢键。

（2）氢键的存在：在X—H…Y这样的表示式中，X、Y代表电负性大而原子半径小的非金属原子，如F、O、N，氢键既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部。

（3）氢键的大小：是化学键的1/10或1/100左右，比范德华力强。

（4）对物质物理性质的影响①熔沸点：组成和结构相似的物质，当分子间存在氢键时，熔沸点较高。

如下图所示：而分子内存在氢键时，对熔沸点无影响。

第一节晶体的常识[学习目标定位] 1.认识晶体和非晶体的本质差异，知道晶体的特征和性质。

2.了解获得晶体的途径。

3.知道晶胞的概念，学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。

一晶体与非晶体1.观察分析下列物质的结构模型，回答问题。

(1)晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点？答案组成晶体的微粒在空间按一定规律呈周期性排列，而组成非晶体的微粒在空间杂乱无章地排列。

(2)由上述分析可知：①晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质。

如金刚石、食盐、干冰等。

②非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。

如橡胶、玻璃、松香等。

2.思考下列问题(1)在室温下，将一块不规则的CuSO4·5H2O固体，放入饱和CuSO4溶液中，经过一段时间后会发生什么变化？答案CuSO4·5H2O固体会变成规则的立方体。

(2)将冰和玻璃加热各有什么现象？答案加热冰时，0 ℃达到冰的熔点，冰开始熔化，在全部熔化以前，继续加热，温度基本保持不变，完全熔化后，温度才开始升高。

加热玻璃，温度升高到某一程度后开始变软，继续加热流动性增强，最后变为液体。

玻璃从软化到完全熔化，中间经过较大的温度范围。

(3)观察下列三个图片，说明了什么？答案晶体在不同方向上导电性、导热性不同；而非晶体在不同方向上导热性相同。

通过以上分析，晶体的性质为①晶体具有自范性。

它是指在适当条件下可以自发地呈现多面体外形的性质。

它是晶体中结构微粒在微观空间呈现周期性的有序排列的宏观表象。

②晶体具有固定的熔点。

③晶体具有各向异性。

它是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。

例如：蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度是不同的。

3.“盐成卤水，暴晒日中，即成方印，洁白可爱”，说明结晶可获得晶体，除此之外，熔融态物质凝固，气态物质的凝华均可得到晶体。

第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识一、物质的聚集状态1. 物质三态间的相互转化【注】①物质的三态变化是物理变化，变化时，克服分子间作用力或者破坏化学键，但不会有新的化学键形成。

②凝固、凝华和液化的过程均放出热量，融化、升华和汽化的过程均吸收热量，但它们都不属于反应热。

2．物质的聚集状态物质的聚集状态除了气态、液态、固态外，还有更多的聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。

【拓展】1.等离子体①概念：由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上电中性的气态物质。

②是一种特殊的气体，存在于我们周围。

③存在：日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里。

2.液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。

二、晶体与非晶体1.晶体把内部微粒（原子、离子或分子）在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质称为晶体。

常见晶体有食盐、冰、铁、铜等。

根据构成晶体的粒子和粒子间作用力的不同，晶体可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。

2.非晶体把内部微粒（原子、离子或分子）排列呈相对无序状态的固体物质呈非晶体。

常见到的非晶体有玻璃、橡胶、炭黑等。

3.晶体与非晶体的本质差异【注】宏观上区别晶体和非晶体的依据是固体有无规则的几何外形，而规则的集合外形是微粒结晶时自发形成的，并非人为加工雕琢。

4.晶体的特性(1)自范性①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

②形成条件：晶体生长的速率适当。

③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列。

(2)各向异性：晶体的某些物理性质在不同方向上的差异。

(3)晶体有固定的熔点。

(4)外形和内部质点排列的高度有序性。

(5)X射线衍射：晶体能使X射线衍射，而非晶体对X射线只能产生散射。

【注】非晶体排列相对无序，无自范性、无各向异性、无固定熔点。

5.获得晶体的途径(1)熔融态物质凝固。

①凝固速率适当，可得到规则晶体。

②凝固速率过快，得到没有规则外形的块状固体或看不到多面体外形粉末。