怎样区分分子晶体与原子晶体
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原子晶体和分子晶体的区别
分子晶体和原子晶体的区别以及区分方法: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。
分子晶体: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。
原子晶体的构型是:原子、共价键、原子。
分子晶体的构型是:(原子、共价键、原子)、分子间作用力、(原子、共价键、原子)。
两个括号中为分子,也就是说原子晶体是原子直接由共价键相连组成的晶体。
分子晶体是原子先通过共价键组成分子,分子再通过分子间作用力(包括范德华力和氢键)组成晶体。
常见原子晶体有:金刚石、硅、碳化硅、氮化硅、氮化硼等。
常见分子晶体有:全部有机物(不包括有机物形成的盐)、双原子单质、双原子气体、无机酸等。
怎样区分物质是由离子,原子还是分子构成的?
金属和非金属组成的物质一般是由离子构成的;金属单质是由原子构成的;由不同种非金属构成的物质中,酸是由分子构成的,还有一部分由原子构成的。
离子晶体,如金属和非金属或其他原子团、铵盐一般是离子构成的,大部分盐都是
原子晶体,如二氧化硅、氮化硅、金刚石、碳化硅、硅等由原子构成
分子晶体,如氯化铝(特殊)、非金属组成的(铵盐除外)大多数都是分子晶体
熔融状态下可导电的——由离子组成
水溶液状态下可导电,熔融状态下不导电的——由分子组成都不导电的——由原子组成
离子构成的(也叫离子化合物)有:NaCI、K2CO3、NaOH、NH4CI等,一般是含有金属阳离子(或NH4+)的化合物。
AICI3除外。
它们固体时都叫离子晶体。
分子构成的有:H2O、NH3〃H2O、CH4、CO2、HCI等,一般是除了离子化合物以外的化合物。
和H2、O2、He等大多数非金属单质。
它们固体时都叫分子晶体。
原子构成的有:SiO2、金刚石、SiC、AIN、Si3N4、BN等少数几个物质。
它们固体时都叫原子晶体。
HXC60P106, P1010都形成分子晶体,只有很少的一部分和______SiO2,碳化硅,第二节分子晶体和原子晶体一、分子晶体(一)、概念:分子间以______________________ (_____________ , ________________ )相结合的晶体叫分子晶体。
注意:(1)构成分子晶体的粒子是 ______________________ 。
(2 )在分子晶体中,分子内的原子间以结合,而相邻分子靠或相互吸引。
(3 )范德华力化学键的作用:(4 )分子晶体熔化破坏的是O(二)•分子晶体的物理特性:(1)___ 的熔点和沸点,(2) ______________ 的硬度,________ 挥发, _________ 升华(3)—般都是________ 体,固体和熔融状态都__________________ 导电。
(4)分子晶体的溶解性与溶质和溶剂的分子的___________________ 相关一一____________________思考:1、为什么分子晶体熔沸点低、易挥发、易升华、硬度小?原因:分子晶体发生这些变化时_只破坏 __________________________ , ________________ 很弱,克服它时需要的能量小。
所以分子晶体熔沸点低、易挥发、易升华、硬度小。
2、为什么分子晶体在晶体和熔融状态均不导电?它们在晶体和熔融状态均不存在_______________________ 。
部分分子晶体溶于水在水分子作用下发生_____________ 导电,如HCI, H2S04 ;有些溶于水与水反应生成_______________________________ 而导电,晶体硼等。
)(四)分子晶体结构特征1. ______________________________ __ 分子密堆积每个分子周围有______________ 个紧邻的分子,如:C60、干冰、12、02——不具有分子密堆积特征P1,CH4,2,冰中1个水分lmol冰周I韦]有mol氢键。
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: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。
5、晶体的特性:①有规则的几何外形;②有固定的熔沸点;③各向异性(强度、导热性、光学性质等);说明:因研究角度不同而产生差异,即为各向异性。
1、晶体类型判别:分子晶体:大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。
原子晶体:仅有几种,晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、石英等;金属晶体:金属单质、合金;离子晶体:含离子键的物质,多数碱、大部分盐、多数金属氧化物;2、不同晶体的熔沸点由不同因素决定:离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数(离子键强弱)决定,分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定,原子晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定,且共价键越强,熔点越高。
3晶体熔沸点高低的判断?(1)不同类型晶体的熔沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体;金属晶体(除少数外)>分子晶体;金属晶体熔沸点有的很高,如钨,有的很低,如汞(常温下是液体)。
(2)同类型晶体的熔沸点:①原子晶体:结构相似,半径越小,键长越短,键能越大,熔沸点越高。
如金刚石>氮化硅>晶体硅。
②分子晶体:组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,晶体熔沸点越高。
如CI4>CBr4>CCl4>CF4。
若相对分子质量相同,如互为同分异构体,一般支链数越多,熔沸点越低,特殊情况下分子越对称,则熔沸点越高。
若分子间有氢键,则分子间作用力比结构相似的同类晶体强,故熔沸点特别高。
③ 金属晶体:所带电荷数越大,原子半径越小,则金属键越强,熔沸点越高。
如Al >Mg >Na >K 。
④ 离子晶体:离子所带电荷越多,半径越小,离子键越强,熔沸点越高。
如KF >KCl >KBr >KI 。
1.60C 与现代足球(如图6-1)有很相似的结构,它与石墨互为 ( ) A .同位素 B .同素异形体 C .同分异构体 D .同系物2.下列物质为固态时,必定是分子晶体的是 ( )A .酸性氧化物B .非金属单质C .碱性氧化物D .含氧酸 3.金属的下列性质中,不能用金属晶体结构加以解释的是 ( ) A .易导电 B .易导热 C .有延展性 D .易锈蚀4.氮化硅(43N Si )是一种新型的耐高温耐磨材料,在工业上有广泛的用途,它属于 ( ) A .原子晶体 B .分子晶体 C .金属晶体 D .离子晶体5.水的状态除了气、液和固态外,还有玻璃态。
第二节分子晶体与原子晶体第1课时分子晶体一、分子晶体及其结构特点1.概念分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体。
2.微粒间作用分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引。
3.常见分子晶体及物质类别物质类别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等绝大多数有机物的晶体苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等4.两种典型分子晶体的组成与结构(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和氢键,但主要是氢键。
②由于氢键的方向性,使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。
判断正误(1)分子晶体中,一定存在共价键和分子间作用力() (2)分子晶体中只存在分子间作用力() (3)共价化合物一定属于分子晶体() (4)干冰晶胞中含有4个CO2分子()(5)分子晶体中一定含有分子间作用力,不一定含有化学键()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√1.下列物质中,属于分子晶体的是________。
①二氧化硅 ②碘 ③食盐 ④蔗糖 ⑤磷酸答案 ②④⑤解析 由常见分子晶体对应的物质类别可知:碘、蔗糖、磷酸都属于分子晶体。
2.甲烷晶体的晶胞结构如图所示(1)晶胞中的球只代表1个__________。
(2)晶体中1个CH 4分子有______个紧邻的CH 4分子。
(3)甲烷晶体熔化时需克服______。
(4)1个CH 4晶胞中含有______个CH 4分子。
答案 (1)甲烷分子 (2)12 (3)范德华力 (4)4解析 (1)题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子。
(2)由甲烷晶胞分析,位于晶胞顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个,而这3个甲烷分子在晶胞的面上,因此每个都被2个晶胞共用,故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3×8×12=12。
晶体的常识、分子晶体与原子晶体一、晶体和非晶体1.晶体与非晶体结构特征晶体结构微粒周期性有序排列非晶体结构微粒无序排列性质特征自范性熔点异同表现有(能自发呈现多面体外形)固定各向异性无(不能自发呈现多面体外形)不固定各向同性二者区别方法间接方法科学方法看是否有固定的熔点对固体进行X-射线衍射实验注意:(1)、晶体与非晶体的本质差异表现在有无自范性和微观结构特征上。
本质上,晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象;相反,非晶体中粒子的排列相对无序,因而无自范性。
(2)、晶体的特点并不仅限于外形和内部质点排列的高度有序性,它们的许多物理性质,如强度、导热性、光学性质等,常常会表现出各向异性。
2.得到晶体的途径熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);溶质从溶液中析出。
如:从熔融态结晶出来的硫晶体;凝华得到碘;从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。
二、晶胞1.晶胞:描述晶体结构的基本单元叫晶胞。
2.晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置:所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一,也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。
晶体结构的计算常常涉及如下数据:晶体密度、N A、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等,密度的表达式往往是列等式的依据。
1.“均摊法”原理原子 金属键特别提醒 ①在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时,要注意晶胞的形状,不同形状的晶胞,应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有,如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被 6、3、4、2 个晶胞所共有。
三棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被 12、6、4、2 个晶胞所共有。
②在计算晶胞中粒子个数的过程中,不是任何晶胞都可用均摊法。
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 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);1 个晶胞的质量为 ρa 3 g(a 3 为晶胞的体积,ρ 为晶胞的密度),则 1 mol 晶胞的质量为 ρa 3N A g ,因此有 xM =ρa 3N A 。
(完整版)晶体类型的判断与比较--怎样比较熔点的高低晶体类型的判断与比较,晶体结构的计算,怎样比较熔点的高低, 8晶体类型的判断与比较1、判断晶体类型的方法(1)依据物质的分类判断金属氧化物(如K2O、Na2O2等),强碱(如NaCl、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
常见的原子晶体单质有金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等;常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。
金属单质(除汞外)与合金都是金属晶体。
(2)依据物质的性质判断离子晶体的熔点较高,常在数百至1000余度;原子晶体熔点高,常在1000度至几千度;分子晶体熔点低,常在数百度以下至很低温度;金属晶体多数熔点高,但也有相当低的。
离子晶体水溶液及熔化时能导电,晶体不导电;原子晶体一般为非导体,但石墨等导电;分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子也能导电,但熔化不导电,金属晶体是良导体。
2、晶体中的几个不一定(1)离子晶体除含离子键外不一定不含其他化学键。
如氨盐中除含离子键,还含极性键和配位键;Na2O2中除含离子键还含非极性键。
(2)离子晶体不一定肯定含金属阳离子,如NH4Cl中含的阳离子是NH4+(凡是氨盐、肯定同时含离子键、极性键和配位键)。
(3)离子晶体的熔点不一定肯定低于原子晶体,如MgO的熔点高于SiO2。
(4)含有阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中就含有金属阳离子。
(5)金属和非金属形成的晶体不一定都是离子晶体,如AlCl3就是含共价键的分子晶体(6)具有金属光泽且能导电的单质不一定就是金属,如石墨具有金属光泽且能导电,却是非金属。
3、四类晶体的比较:9怎样比较熔点的高低1)先看晶体的类型。
不同晶体类型的物质其熔点的一般规律为:原子晶体>离子晶体>分子晶体;但是要注意金属晶体的熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞、铯等。
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—Si)
2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、沸点,硬度小、易挥发,许多物质在常温下呈气态或液态,例如O2、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;有机物的同系物随碳原子数的增加,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、I2难溶于水,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。
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> PH3
③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>N2
④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。