常见分子晶体
- 格式:doc
- 大小:12.98 KB
- 文档页数:2
分子晶体温故1.晶体中的粒子可以是分子、原子或离子;粒子间的相互作用可以是共价键、离子键、金属键或分子间作用力。
2.根据晶体中粒子间的相互作用及排列方式,可把晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体。
1 分子晶体的定义只含分子的晶体,或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。
如I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体。
名师提醒(1)定义中的“分子”指真实存在的小分子、分子的聚集体、缔合分子、大分子(高分子),因此,H2SO4、H2O2、C4H10等既是化学式也是分子式。
(2)离子化合物、金属单质、原子间相互结合形成空间网状结构(如金刚石、SiO2)的物质中没有分子,因此,Na2O2、Fe、SiO2等是化学式而不是分子式。
(3)稀有气体的分子是单原子分子,因此,由稀有气体单质形成的晶体也是分子晶体。
2 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用3 常见的典型分子晶体(1)所有非金属氢化物:H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。
(2)部分非金属单质:X2(卤素单质)、O2、H2、S8、N2、P4、C60、稀有气体等。
(3)部分非金属氧化物:CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。
(4)几乎所有的酸:H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。
(5)绝大多数有机物:苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。
4 分子晶体的物理性质(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。
分子晶体熔化时要破坏分子间作用力,由于分子间作用力很弱,所以分子晶体的熔、沸点一般较低,部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等),且硬度较小。
(2)分子晶体不导电。
分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或电子,因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。
有些分子晶体的水溶液能导电,如HI、乙酸等。
(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律,即极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。
晶体的四种基本类型和特点晶体是由于原子、分子或离子排列有序而形成的固态物质。
根据晶体的结构特点,晶体可以分为四种基本类型:离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体。
1. 离子晶体离子晶体由正离子和负离子通过离子键结合而成。
正负离子之间的电荷吸引力使得离子晶体具有高熔点和脆性。
离子晶体的晶格结构稳定,形成高度有序的排列。
常见的离子晶体有氯化钠(NaCl)、氧化镁(MgO)等。
离子晶体在溶液中能够导电,但在固态下通常是绝缘体。
2. 共价晶体共价晶体由共价键连接的原子或分子组成。
共价键是由原子间的电子共享形成的,因此共价晶体具有很高的熔点和硬度。
共价晶体的晶格结构复杂多样,具有很高的化学稳定性。
典型的共价晶体包括金刚石(C)和硅(Si)。
共价晶体通常是绝缘体或半导体,由于共价键的稳定性,其导电性较弱。
3. 金属晶体金属晶体由金属原子通过金属键结合而成。
金属键是由金属原子间的电子云形成的,因此金属晶体具有良好的导电性和热传导性。
金属晶体的晶格结构常为紧密堆积或面心立方等紧密排列。
金属晶体的熔点通常较低,而且具有良好的延展性和韧性。
典型的金属晶体有铁(Fe)、铜(Cu)等。
4. 分子晶体分子晶体由分子通过弱相互作用力(如范德华力)结合而成。
分子晶体的晶格结构不规则,分子间的距离和角度较大。
由于分子间的相互作用力较弱,分子晶体通常具有较低的熔点和软硬度。
典型的分子晶体有水(H2O)、冰、石英(SiO2)等。
分子晶体在固态下通常是绝缘体,但某些分子晶体在溶液中能够导电。
总结起来,离子晶体由正负离子通过离子键结合,具有高熔点和脆性;共价晶体由共价键连接,具有高熔点和硬度;金属晶体由金属原子通过金属键结合,具有良好的导电性和热传导性;分子晶体由分子通过弱相互作用力结合,具有较低的熔点和软硬度。
这四种基本类型的晶体在结构、性质和应用上都有明显的差异。
研究晶体的类型和特点对于理解物质的性质和应用具有重要意义。
晶体的五种类型晶体是固体物质中最基本的结构单位,是由原子、离子或分子组成的有序三维排列结构,通常会表现出明显的对称性和周期性,具有独特的物理、化学和光学性质。
晶体具有非常重要的应用价值,在化学、物理、地学、材料科学等领域都有广泛的应用。
本文将介绍晶体的五种类型,分别为离子晶体、共价分子晶体、金属晶体、非金属共价晶体和离子共价晶体。
一、离子晶体离子晶体是由正、负离子按确定的方式排列而成的固体。
离子晶体的原子、离子之间的相互作用力是电吸引力,形成的结构呈离子晶体的晶格。
离子晶体往往是高熔点、高硬度的固体,具有良好的导电、导热性能和高抗化学侵蚀性。
例如,氯化钠(NaCl)、氧化镁(MgO)等都是典型的离子晶体。
二、共价分子晶体共价分子晶体是由分子间的共价键组成的晶体,具有明显的分子性,分子间的弱分子力重叠性质使其具有低熔点、低硬度的特点。
与大多数离子晶体不同,共价分子晶体通常在常温下都是不导电的。
典型的共价分子晶体有二氧化硅(SiO2)、石墨(C)等。
三、金属晶体金属晶体是由金属原子组成的固体。
由于金属原子之间相互较大的共价键跨越整个晶体结构,因此,金属晶体之间的相互作用力基本为金属键。
金属晶体的导电性能非常好,同时也具有优异的导热性能和良好的塑性变形性能。
金属晶体也不易破坏,不易受光化反应的影响。
铜、铁、铝等常见金属都是典型的金属晶体。
四、非金属共价晶体非金属共价晶体除了不同于金属晶体的结论中核心原子种类不同外,其它的与金属晶体相似。
非金属元素间共同构成的共价键及离子间结构在化学中有着广泛的应用。
如硫化氢(H2S)、氨气(NH3)和水(H2O)等分子晶体都属于非金属共价晶体。
五、离子共价晶体离子共价晶体是离子晶体和共价分子晶体的混合物,由正、负离子和分子团按照一定的比例组成。
离子共价晶体的结晶形式介于离子晶体与共价分子晶体之间,具有离子晶体的物理性质,如硬度、熔点,又具有共价分子晶体的化学性质,如静电作用、极性等。
常见的分子晶体
一、分子晶体概述
分子晶体一般指非金属材料,在物理普遍重要的温度和压强下,由某种或某些充分互
反(即相处和相反)的分子形成的固体晶体。
它们的分子在晶体内部按照一定的次序排列,并被永久地结合在一起,形成稳定的结构,这使分子间的相互作用能够得到有效利用,就
像金属晶体一样,从而为物理、吸收和发射光等特性表现出新的物理机制。
二、常见的分子晶体
1、环-硅烷晶体:由环-硅烷分子(C6H12)构成的晶体。
它被广泛用于制造膜形态光
学器件、金属-有机框架结构和光伏元件。
3、二聚体晶体:由两个分子共价键结合起来的晶体。
它可以用来构建复杂的功能性
有机结构和有序结构,成为有机合成技术的基础。
4、单碳晶体:由碳分子(C)组成的晶体。
它具有良好的有序性和较高的热导率、导
电性和绝缘性,主要用于制造高性能体系,如有机存储器、芯片和部件等。
5.磷酸盐晶体:由磷酸分子(PO4)构成的晶体。
它具有良好的光学和热特性,主要
用于制造液晶材料,并用于电子器件、LED和量子点传感器等应用。
6、五元素的晶体:由五种元素(Cl、Br、F、I、Al)构成的晶体。
它具有高可调性,可用来作为有机非线性光学器件、催化剂、电子传感器等,也可用作纳米光学材料。
7、聚氨酯晶体:由聚氨酯(PU)分子构成的晶体。
它具有良好的拉伸性能,可以用
作纳米材料和结构材料,并用于构建有机/非金属纳米材料的现代电子和光电子装置。
高中常见分子晶体分子晶体是由分子通过非共价力相互作用形成的晶体。
在高中化学学习中,常见的分子晶体有离子型、共价型和分子型三种。
本文将对这三种常见的分子晶体进行详细介绍。
一、离子型分子晶体1.1 概述离子型分子晶体是由阴阳离子通过电静力相互作用形成的晶体。
通常由金属和非金属元素组成,如NaCl、CaF2等。
1.2 特点离子型分子晶体具有高熔点、难溶于水和易溶于极性溶剂等特点。
此外,它们还具有良好的导电性和热稳定性。
1.3 举例(1)NaCl:NaCl是一种典型的离子型分子晶体,由Na+和Cl-两种离子通过电静力相互作用形成。
它具有立方密堆积结构,每个Na+离子周围都被6个Cl-离子包围,每个Cl-离子周围也被6个Na+离子包围。
(2)CaF2:CaF2也是一种典型的离子型分子晶体,由Ca2+和F-两种离子通过电静力相互作用形成。
它具有立方密堆积结构,每个Ca2+离子周围都被8个F-离子包围,每个F-离子周围也被4个Ca2+离子包围。
二、共价型分子晶体2.1 概述共价型分子晶体是由原子通过共价键相互作用形成的晶体。
通常由非金属元素组成,如石墨、金刚石等。
2.2 特点共价型分子晶体具有高硬度、高熔点和难溶于水等特点。
此外,它们还具有良好的导电性和热稳定性。
2.3 举例(1)石墨:石墨是一种典型的共价型分子晶体,由C原子通过sp2杂化形成的平面六角环相互连接而成。
每个C原子周围都被3个其他C原子包围,形成了层状结构。
(2)金刚石:金刚石也是一种典型的共价型分子晶体,由C原子通过sp3杂化形成四面体结构相互连接而成。
每个C原子周围都被4个其他C原子包围,形成了均匀的晶格结构。
三、分子型分子晶体3.1 概述分子型分子晶体是由分子通过非共价力相互作用形成的晶体。
通常由有机物组成,如葡萄糖、苯甲酸等。
3.2 特点分子型分子晶体具有低熔点、易溶于水和难溶于非极性溶剂等特点。
此外,它们还具有良好的光学性质和生物活性。
第11讲分子晶体考点导航知识精讲知识点一:一、分子晶体及其结构特点1.概念只含分子的晶体。
2.粒子间的作用分子晶体中相邻的分子间以相互吸引。
【答案】分子间作用力3.常见分子晶体及物质类别物质种类实例所有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【答案】非金属氢化物非金属单质非金属氧化物酸有机物4.分子晶体的常见堆积方式分子间作用力堆积方式实例范德华力分子采用,如C60、干冰、I2、O2每个分子周围有 个紧邻的分子范德华 力、分子不采用 ,每个分子周围紧邻的分子少于12个如HF 、NH 3、冰【答案】密堆积 12 氢键 密堆积 【即学即练1】1.晶胞是晶体结构中可重复出现的最小的结构单元,C 60晶胞结构如下图所示,下列说法正确的是A .C 60摩尔质量是720B .C 60与苯互为同素异形体 C .C 60晶体中仅存在范德华力D .每个C 60分子周围与它距离最近且等距离的C 60分子有12个 【答案】D【解析】A .C 60的摩尔质量为720g/mol ,A 错误;B .由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体,而苯是碳氢形成的化合物,B 错误;C .C 60属于分子晶体,晶体中不仅存在范德华力,还存在碳与碳之间的共价键,C 错误;D .根据晶胞的结构可知,以晶胞中顶点上的C 60分子为研究对象,与它距离最近等距离的C 60分子分布在立方体的面心上,每个C 60分子被8个立方体共用,有12个面与之相连,所以每个C 60分子周围与它距离最近等距离的C 60分子有12个,D 正确; 答案选D 。
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 A .3NH 、HD 、108C H B .3PCl 、2CO 、24H SO C .2SO 、2SiO 、25P O D .4CCl 、2Na S 、22H O【答案】B【解析】A .该组物质均属于分子晶体,NH 3、C 10H 8属于化合物,HD 属于单质,A 不符合题意; B .该组物质均是属于分子晶体的化合物,B 符合题意;C .SO 2、P 2O 5是属于分子晶体的化合物,SiO 2是属于共价晶体的化合物,C 不符合题意;D.CCl4、H2O2是属于分子晶体的化合物,Na2S是属于离子晶体的化合物,D不符合题意;故选B。
晶体类型分类
一、金属晶体
金属晶体是由金属原子组成的晶体,其特点是金属原子之间通过金属键相互连接。
金属晶体具有良好的导电性和导热性,因为金属键的自由电子能够自由移动。
金属晶体通常具有高硬度和高熔点,因为金属键的强度较高。
常见的金属晶体包括铁、铜、铝等。
二、离子晶体
离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键相互连接而成的晶体。
离子晶体具有高熔点和脆性,因为离子键的强度较高。
离子晶体在溶液中可以导电,因为离子在溶液中能够自由移动。
常见的离子晶体包括氯化钠、碳酸钙等。
三、共价晶体
共价晶体是由非金属原子通过共价键相互连接而成的晶体。
共价晶体通常具有高硬度和高熔点,因为共价键的强度较高。
共价晶体中的原子通常以三维网状结构排列,形成稳定的晶体结构。
常见的共价晶体包括金刚石、石英等。
四、分子晶体
分子晶体是由分子通过分子间力相互连接而成的晶体。
分子晶体通常具有较低的熔点和较低的硬度,因为分子间力较弱。
分子晶体在溶液中通常不导电,因为分子在溶液中不能自由移动。
常见的分子
晶体包括蔗糖、苯等。
不同类型的晶体具有不同的结构和性质,它们在材料科学、化学和物理等领域有着广泛的应用。
通过研究不同类型的晶体,我们可以深入理解物质的性质和行为,为材料设计和应用提供指导。
总结一下,晶体类型可以分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体。
每种类型的晶体都具有独特的结构和性质,对于材料科学和化学研究有着重要的意义。
通过深入了解晶体类型,我们可以更好地理解物质的本质,并为材料设计和应用提供指导。
晶体的五种类型晶体是由原子或者分子沿着一定规律排列而成的具有长程有序结构的固体物质。
晶体的类型多种多样,根据其结构和性质的不同,可以将晶体分成五种类型:离子晶体、共价晶体、金属晶体、分子晶体和非晶态材料。
1.离子晶体离子晶体是由阴阳离子组成的晶体,其特点是具有良好的电解质性质。
这类晶体的结构稳定,通常具有高熔点和硬度,是常见的岩石和矿石。
典型的离子晶体包括氯化钠(NaCl)、氧化镁(MgO)和硫酸钙(CaSO4)等。
离子晶体的性质主要由其中阳离子和阴离子的相互排列和结合方式所决定。
2.共价晶体共价晶体是由共价键连接的原子或者分子构成的晶体,其特点是硬度大,熔点高,化学性质稳定。
典型的共价晶体包括金刚石(碳)、硅化铝(Al2O3)和碳化硅(SiC)等。
共价晶体的结构稳定,常用作磨料、切割工具和高温材料等。
3.金属晶体金属晶体是由金属原子以金属键连接而成的晶体,其特点是导电性好、变形性高、具有典型的金属性质。
金属晶体的结构通常为紧密堆积,具有良好的韧性和延展性,是制造工程材料、电子材料和建筑材料的重要基础。
典型的金属晶体包括铁(Fe)、铜(Cu)和铝(Al)等。
4.分子晶体分子晶体是由分子之间的范德华力或氢键连接而成的晶体,其特点是化学性质多变,易溶于溶剂。
分子晶体的结构通常不规则,具有良好的可溶性和透明性,是重要的有机功能材料和药物。
典型的分子晶体包括碘化银(AgI)、萘(C10H8)和苯酚(C6H5OH)等。
5.非晶态材料非晶态材料是指由无序排列的原子或者分子构成的非晶体,其特点是没有明显的长程有序结构,通常具有非晶态固体的性质,如良好的可塑性和韧性。
非晶态材料的结构通常为玻璃状或胶状,常用作包装材料、光学材料和电子材料。
典型的非晶态材料包括玻璃、橡胶和塑料等。
总之,晶体的类型多种多样,每种类型的晶体都具有其独特的结构和性质。
通过研究不同类型的晶体,可以更好地理解晶体的结构和形成机制,为材料科学和工程技术的发展提供重要的理论和实践基础。
四种晶体熔沸点排序
中学阶段常见的四种晶体是:金属晶体、分子晶体、原子晶体和离子晶体。
一、金属晶体
金属晶体内存在金属正离子和自由电子之间强烈的相互作用,即金属键。
阳离子所带电荷数越多,半径越小,金属键越强,熔沸点越高,如熔点:NaNa>K>Rb>Cs。
二、分子晶体
分子晶体由分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合,典型的有冰、干冰。
组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,克服分子间作用力使物质熔化和汽化就需要更多的能量,熔沸点越高。
但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高。
比如在NH3、H2O、HF中由于存在氢键,使得它们的沸点比同族其他元素氢化物的沸点反常地高。
三、原子晶体
所有原子间通过共价键结合成的晶体或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即为原子晶体。
共价键强弱和原子晶体熔沸点大小的判断:原子半径越小,形成共价键的键长越短,共价键的键能越大,其晶体熔沸点越高。
如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅。
四、离子晶体
离子晶体中存在阴、阳离子通过静电作用形成的化学键,即离子键。
金属晶体中金属原子的价电子数越多,离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,离子晶体的熔沸点越高。
多种晶体在比较熔沸点的时候,一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体。
关于“三四种晶体之间熔沸点比较”的相关内容就介绍到这里,希望能对大家有所帮助。
《分子晶体》知识清单一、分子晶体的定义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)构成的晶体。
在分子晶体中,分子内部通常以共价键结合,形成独立的分子,而分子之间则依靠相对较弱的分子间作用力相互吸引,从而堆积形成晶体结构。
二、常见的分子晶体1、大多数非金属单质如氧气(O₂)、氮气(N₂)、氢气(H₂)、氯气(Cl₂)、碘(I₂)等,它们在固态时都属于分子晶体。
2、非金属氢化物像水(H₂O)、氨气(NH₃)、甲烷(CH₄)、硫化氢(H₂S)等,都是分子晶体。
3、多数非金属氧化物二氧化碳(CO₂)、二氧化硫(SO₂)、一氧化碳(CO)等是非金属氧化物中的分子晶体。
4、几乎所有的酸盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)等酸在固态时都是分子晶体。
5、大多数有机物如乙醇(C₂H₅OH)、苯(C₆H₆)、葡萄糖(C₆H₁₂O₆)等有机化合物通常形成分子晶体。
三、分子晶体的结构特点1、分子间作用力较弱这导致分子晶体的熔点、沸点一般较低,硬度较小。
2、有确定的相对分子质量分子晶体中,分子是独立存在的,因此具有确定的相对分子质量。
3、分子的堆积方式多样由于分子的形状和大小各不相同,分子在晶体中的堆积方式也多种多样。
常见的有密堆积和非密堆积两种。
四、分子间作用力1、范德华力包括色散力、诱导力和取向力。
一般来说,相对分子质量越大,范德华力越强,物质的熔沸点也就越高。
2、氢键当氢原子与电负性大、半径小的原子(如 F、O、N)形成共价键时,由于电子对偏向电负性大的原子,使得氢原子几乎成为“裸露”的质子。
这个“裸露”的氢核会与另一个电负性大、半径小的原子形成一种特殊的分子间作用力——氢键。
氢键的存在会使物质的熔沸点升高,例如水(H₂O)、液氨(NH₃)等。
五、分子晶体的物理性质1、低熔点和沸点由于分子间作用力较弱,分子晶体在较低的温度下就会熔化和气化。
2、硬度小分子晶体的硬度通常较小,容易被压缩和变形。
常见分子晶体
分子晶体是由大量的有机分子(或者有机分子和无机分子的混合)组成的三维晶体。
它们是化学物质的纯净结晶形态,具有高度定向的分子团簇结构,因此具有各种独特的化学和物理特性。
常见的分子晶体有芳烃晶体、烷烃晶体、烯烃晶体、萘烷晶体和苯烷晶体等。
芳烃晶体是指碳原子四面有同种或不同种芳基的晶体结构。
芳烃的晶体常由四面环结构所组成,这些环可以是环状的(例如苯和芘),也可以是网状的(例如吡啶)。
芳烃晶体的晶体结构的分子间的互相
接触是由共价键形成的,因此它们具有非常高的熔点,比其它晶体都要高。
烷烃晶体是指由碳原子四面均附有烷基(由一个羟基和一个不饱和羟基连接而成)的晶体结构。
它们具有非常高的熔点,晶体结构的分子间由共价键构成的范式,如甲烷的「空气状(cellular)」晶体
结构。
烯烃晶体也是四面均有烷基附有的晶体,但是具有一个不饱和三环(即烯烃),而不是共价键构成的范式。
烯烃晶体有大量的晶体结
构类型,其中包括有萘烷(naphthalene)、芘(phenanthrene)和芪(acenaphthene)等。
萘烷晶体是指一种晶体结构,由两个连在一起的萘环(含有八个碳原子)所组成。
由于其具有古老的烯烃结构,萘烷晶体通常具有较高的熔点和灭火点,而且还具有很强的光学特性,如上转换性、荧光光谱和悬浮特性等。
苯烷晶体是指碳原子四面都附有苯基的晶体结构。
它们的分子间的相互作用是由共价键构成的,而不是烯烃晶体的烯环,因此它们的晶体结构就像甲烷一样,并且具有较高的熔点。
苯烷晶体有一种变体,称为叶绿素晶体,它由二环芳烃和两个饱和羟基所组成,具有丰富的荧光特性和传输性。
总之,常见的分子晶体有芳烃晶体、烷烃晶体、烯烃晶体、萘烷晶体和苯烷晶体等,它们均具有高度定向的分子团簇结构,因此具有各种独特的化学和物理特性。
其中,芳烃晶体是由碳原子四面有同种或不同种芳基的晶体结构组成,而烷烃晶体和烯烃晶体则是由碳原子四面均附有烷基的晶体结构,萘烷晶体是由两个连在一起的萘环构成,而苯烷晶体则是由碳原子四面都附有苯基的晶体结构。
它们的熔点均比其它晶体高,而且还具有不同的光学特性。
分子晶体是化学界的一项重要研究领域,由于它们的特殊化学性质和三维结构,可以用来开发各种新型材料,如激光材料、光学材料、高分子材料等。
此外,还可以研究分子晶体的复合结构,结合其他无机晶体材料,发展出具有更高性能的分子晶体。
因此,常见的分子晶体具有多种独特的化学和物理特性,在研究和应用领域都有着重要的作用。
未来,人们可以利用分子晶体开发出更具创新性和更环保的材料,推动产业进步和社会进步。