晶体的类型与性质
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化学晶体知识点总结一、晶体的概念晶体是由晶格和晶格点组成的,晶格是晶体由周期性点阵构成的三维空间有序排列而成的规则结构。
晶格点是晶体中原子、分子或离子的位置。
晶体是由晶格点和晶格构成的,在空间中呈规则有序排列的固体。
二、晶体的分类根据晶体的结构和性质,晶体可以分为分子晶体、离子晶体、原子晶体、共价晶体等几种类型。
1. 分子晶体分子晶体是由分子形成的晶体,分子之间通过范德华力进行相互作用。
例如,冰、蓝晶石等。
2. 离子晶体离子晶体是由正负离子形成的晶体,通过静电力进行相互作用。
例如,氯化钠、氧化钙等。
3. 原子晶体原子晶体是由原子形成的晶体,原子之间通过金属键或者共价键进行相互作用。
例如,金属晶体、石墨等。
4. 共价晶体共价晶体是由原子通过共价键形成的晶体,共价键的方向性导致晶体的各项异性,在晶体结构中原子间存在共用电子对。
例如,硅、金刚石等。
三、晶体的结构晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式。
晶体结构分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、六角晶系、单斜晶系、三斜晶系六种晶格系统。
四、晶体的性质1. 光学性质晶体在光学上的行为叫做光学性能。
晶体的光学性质是由其晶格的结构和原子排列决定的,包括吸收光能、产生衍射等性质。
2. 热学性质晶体的热学性质是指晶体在高温下的行为,如热膨胀、热导率、热容等。
3. 电学性质晶体在电场中的行为称为电学性能,包括电导率、介电常数、压电效应等。
五、晶体生长晶体生长是指晶体在固相状态下生长的过程。
晶体生长过程包括平衡生长和非平衡生长两种类型。
六、晶体的制备晶体的制备方法主要包括溶液法、气相法、热法、溶胶-凝胶法等。
七、晶体的应用1. 材料领域晶体材料具有优异的物理、化学和光学性能,广泛应用于半导体、光电子器件、激光器件等领域。
2. 医药领域晶体结构可以对分子进行结构表征,用于药物合成和药物性质研究。
3. 能源领域晶体在太阳能电池、锂电池等能源设备中具有重要应用价值。
4. 其他领域晶体还广泛应用于化学分析、生物化学、环境保护等领域。
高考化学晶体结构:晶体类型与性质比较在高考化学中,晶体结构是一个重要的知识点,其中晶体类型与性质的比较更是常考的内容。
理解和掌握不同晶体类型的特点及其性质差异,对于我们解决相关问题、提高化学成绩具有关键作用。
晶体,是由原子、离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。
根据构成晶体的粒子种类以及粒子间相互作用力的不同,晶体可以分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体这四大类型。
首先来看看离子晶体。
离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体。
常见的离子晶体有氯化钠、氯化铯等。
离子晶体具有较高的熔点和沸点,因为离子键是一种较强的化学键,要破坏离子键需要消耗大量的能量。
例如氯化钠,在通常情况下是固体,需要加热到 801℃才会熔化。
而且离子晶体在熔融状态或水溶液中能够导电,这是因为离子可以自由移动。
但在固态时,由于离子被束缚在晶格中,不能自由移动,所以不能导电。
接下来是分子晶体。
分子晶体是由分子通过分子间作用力(范德华力或氢键)结合而成的晶体。
像干冰(固态二氧化碳)、冰等都是典型的分子晶体。
分子晶体的熔点和沸点通常较低,因为分子间作用力相对较弱。
例如干冰,在常温常压下就会直接升华变成气体。
分子晶体一般不导电,除非其溶于水后形成了能够自由移动的离子。
再说说原子晶体。
原子晶体是由原子通过共价键结合而成的空间网状结构的晶体。
金刚石、晶体硅、二氧化硅等是常见的原子晶体。
原子晶体具有很高的熔点和沸点,硬度大。
这是因为共价键的强度很大,要破坏共价键需要很高的能量。
比如金刚石,是自然界中最硬的物质之一,其熔点高达 3550℃。
最后是金属晶体。
金属晶体是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成的晶体。
大多数金属单质都属于金属晶体,如铁、铜、铝等。
金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。
这是因为自由电子能够在金属阳离子之间自由移动。
金属晶体的熔点和沸点差异较大,这取决于金属键的强弱。
在性质方面,除了熔点、沸点和导电性有所不同外,晶体的硬度和溶解性也各有特点。
晶体的类型与性质一、晶体的通性1.晶体的定义在结晶过程中形成的具有规则外形的固体叫做晶体。
2.晶体的通性⑴晶体的最特征性质——自范性只要条件允许,就会自发地形成规则的凸多面体的外形。
⑵晶体有以下几个基本性质①晶体具有各向异性;一种性质在晶体的不同方向上它的大小有差异,这叫做各向异性。
晶体的力学性质、光学性质、热和电的传导性质都表现出各向异性。
②在一定压力下,晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,只有一段软化温度范围;③晶体能使X射线产生衍射;④晶体有良好对称性。
晶体中可能具有的对称元素有对称中心、镜面、旋转轴、反轴等许多种。
⑶晶体的基本性质由晶体的周期性结构决定的。
二、晶体化学基础知识2.晶体内微粒间的作用⑴化学键:晶体或分子内相邻原子间强烈的相互作用。
①离子键:晶体内阴、阳离子间的静电作用。
离子键只存在于离子晶体内。
离子晶体为大多数盐和碱、金属氧化物等离子化合物。
②共价键:原子间通过共用电子对形成的相互作用。
共价键存在于某些离子晶体、分子晶体、原子晶体内。
共价键分为非极性键:同种非金属元素原子间形成的共价键。
极性键:不同种非金属元素原子间形成的共价键。
③金属键:金属晶体内金属阳离子和自由电子间的相互作用。
金属键只存在于金属单质内部。
⑵分子间作用力①分子间作用力即范德瓦耳斯力, 比化学键弱的多。
②分子间作用力只影响物质(分子晶体)的物理性质。
组成和结构相似的物质随着分子质量增大, 分子间作用力也增大, 其熔、沸点升高。
如:熔、沸点:F Cl Br I<<<2222⑶氢键:只存在于特定分子内的一种比分子间作用力稍强的作用。
不属于化学键。
该特定分子须有N、O、F中的某元素与H元素形成共价键。
3.相似相溶原理组成和结构相似的物质可以相互溶解。
一般地,极性物质易溶于极性溶剂中(如水);非极性物质易溶于非极性溶剂中(如CS2、CCl4)。
4.物质熔沸点的比较及规律:⑴不同类晶体一般地,原子晶体>离子晶体>分子晶体。
高中化学晶体高中化学中晶体是一个重要的知识点,它涉及物质的微观结构、物理性质以及化学反应等方面。
一、晶体定义晶体是一种内部质点(如原子、离子或分子)按照一定的空间周期性排列而成的固体物质,这种有序排列形成了晶格结构。
晶体具有确定的熔点和规则的几何外形,且在不同的方向上可能表现出不同的物理性质,即各向异性。
1.晶体类型根据构成粒子的不同,晶体主要分为以下几类:2.离子晶体由阳离子和阴离子通过离子键紧密结合形成的晶体,如食盐(NaCl)。
3.原子晶体由相同或不同类型的原子通过共价键形成的空间网状结构,例如金刚石(C)、石墨(混合型晶体,既有共价键又有范德华力)。
4.分子晶体由独立的分子通过分子间作用力(主要是范德华力)结合在一起,如冰(H ₂O)、碘(I₂)等。
5.金属晶体由金属阳离子与“海洋”中的自由电子共同组成,金属离子之间以金属键相连,具有良好的导电性和导热性,如铜、铁等。
二、晶体特性1.结构特点晶体拥有清晰的X射线衍射图案,这是判断物质是否为晶体的重要依据。
2.物理性质硬度、熔点、沸点、导电性、光学性质等均与其内部结构密切相关。
例如,离子晶体通常有较高的熔点和硬度,而分子晶体则往往熔点低、硬度小,但某些情况下溶于水后会因形成自由离子而导电;金属晶体具有良好的导电和导热性能。
3.实际应用晶体的理论研究和实际应用广泛,包括但不限于半导体工业、建筑材料、药物制造、超导材料等领域。
三、案例分析如前所述,石墨是典型的混合型晶体,其层状结构决定了它具有良好的润滑性和导电性,同时也解释了石墨为何容易剥离成薄片(如石墨烯)。
而金刚石由于其紧密的四面体共价键网络结构,赋予了它极高的硬度和良好的热传导性。
质对市爱慕阳光实验学校高三化学晶体的类型和性质【本讲主要内容】晶体的类型和性质【知识掌握】【知识点精析】1. 晶体的概念晶体是经过自然结晶而形成的具有规那么几何外形的固体。
自然结晶可以是液态物质降温变成固体的过程,也可是蒸发溶剂析出晶体的过程。
比方:水结成冰,海水蒸发得到的食盐固体。
晶体的宏观结构特点:有规那么的几何外形。
晶体的微观结构特点:构成晶体的微粒空间排列有规那么。
构成晶体的粒子有:分子、原子、离子。
晶体内部粒子间的作用有:离子键〔离子晶体〕、共价键〔原子晶体〕、分子间的作用力〔又叫范德瓦耳斯力,分子晶体〕,甚至氢键〔氢键不是化学健,是一种比拟强的范德瓦耳斯力,特殊的分子晶体,如:冰〕。
2. 晶体的分类根据构成晶体的粒子种类及粒子间的相互作用不同,可将晶体分为假设干类型,如:离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体。
〔1〕离子晶体①离子间通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。
构成离子晶体的粒子是阴离子和阳离子。
离子晶体中离子间的作用是离子键。
离子化合物的晶体是离子晶体。
②典型离子晶体的结构模型NaCl晶体的结构模型 CsCl晶体的结构模型晶胞的概念:晶体中可以重复的最小单元。
③离子晶体的物理性质由于离子晶体离子键的能量较大,阴阳离子之间具有稳的结合方式,所以离子晶体的硬度较大、难于压缩,具有较高的熔点和沸点。
④离子晶体熔化、溶解过程中,均破坏离子键。
氯化钠晶体熔化变成液态,离子能够自由移动,离子键被破坏;氯化钠晶体溶于水中,电离成自由移动的离子,也破坏了离子键。
离子晶体固态时不导电,但熔化或溶解过程中,均能产生自由移动的阴、阳离子而导电。
〔2〕分子晶体①分子间作用力〔范德瓦耳斯力〕:分子间作用力比化学键弱得多,它对物质的熔点、沸点有影响。
②分子晶体的概念分子间以分子间的作用力相结合的晶体叫做分子晶体。
构成分子晶体的粒子是分子。
构成分子晶体的粒子间的作用是分子间作用力〔即范德瓦耳斯力〕。
由分子构成的物质在固态时都属于分子晶体。
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。
第一单元 晶体的类型与性质第一节 离子晶体、分子晶体和原子晶体第一课时学习目标1.了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体结构模型的一般特点。
2.培养学生空间想象能力,逻辑思维、抽象思维和对称思维能力。
3.体会研究晶体的社会意义,同时感受晶体的外观美和结构美。
学习重点1.离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型。
2.逻辑思维、抽象思维和对称思维能力的培养。
学习难点NaCl 、CsCl 、干冰、SiO 2、金刚石等晶体的结构。
学习方法观察、分析、启发、讨论、对比、推理、归纳、练习等。
教具准备多媒体辅助设备、实物投影仪、晶体结构模型、水、四氯化碳、蔗糖、磷酸、碘和萘晶体、试管、药匙。
教学过程[引言]本节是在原子结构、元素周期律及分子结构、化学键基础上对物质结构理论知识的继续。
我们要进一步理解晶体的概念,明确晶体类型和性质的关系。
通过对晶体结构的观察分析,进一步发展我们的空间想象能力和抽象思维能力。
同时感受晶体之外观美和结构美。
[板书]第一单元 晶体的类型与性质第一节 离子晶体、分子晶体和原子晶体[多媒体展示]晶体的外观图片[提问]何为晶体?凡固体都可叫晶体吗?[学生回答后投影小结]固体⎩⎨⎧.,:.,,:无固定熔点无一定外形非晶体有固定熔点有规则几何外形结晶而成晶体 [追问]为何晶体有规则的几何外形?[学生回答后投影小结]晶体的规则的几何外形是其构成粒子有规则排列的外部反映。
[转引]构成晶体的粒子有分子、原子、离子等,据粒子种类及粒子间的相互作用的差别,可将晶体分为离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体等。
[板书]一、离子晶体[讲述]我们知道阴阳离子间通过离子键结合成的离子化合物在室温下都以晶体形式存在,我们称其为离子晶体。
[板书]离子晶体:离子间通过离子键结合而成的晶体。
[转引]离子晶体中,阴阳离子按一定规律在空间排列,请看NaCl 晶体模型。
[展示模型]请同学们仔细观察,分析Na +、Cl -的排列方式,剖析氯化钠晶体的结构。
晶体初中物理归纳总结晶体是一种具有高度有序结构的物质,由原子、分子或离子按照规则排列而成。
在初中物理学中,对晶体的性质和特点进行了一系列的学习和总结。
本文将对晶体的结构、性质以及应用进行归纳总结。
一、晶体的结构晶体的结构是由具有高度有序排列的原子、分子或离子构成的。
根据晶体的结构,可以将其分为离子晶体、分子晶体和原子晶体三种类型。
1.离子晶体离子晶体是由常见的阴离子和阳离子按照一定的比例排列构成的。
离子晶体的结构特点是离子之间具有强烈的电吸引力,形成了稳定的晶体结构。
2.分子晶体分子晶体由分子按照一定的规则有序地排列而成。
分子晶体的结构特点是分子之间通过分子间力相互作用,形成了晶体的结构。
3.原子晶体原子晶体是由原子按照一定的规则有序地排列而成。
原子晶体的结构特点是原子之间通过键合作用相连,形成了晶体的结构。
二、晶体的性质晶体具有一系列特殊的物理性质,这些性质直接与晶体的结构密切相关。
1.透明性大部分晶体在物理上是透明的,能够通过更多的光线,对光线有较好的折射和反射效果。
2.折射性晶体的结构使其具有较高的折射率,能够将入射光线的路径发生弯曲。
不同类型的晶体对光线的折射程度有差异。
3.双折射性部分晶体具有双折射性,即入射光线经过晶体时会分为普通光和异常光两束。
4.脆性晶体的结构使其具有较强的脆性,容易在外力作用下发生断裂。
5.共振效应晶体中的原子或离子具有特定的振动频率,当外界电场频率接近晶体的振动频率时,晶体会表现出共振效应。
三、晶体的应用晶体具有独特的结构和性质,在许多领域中有广泛的应用。
1.光学器件由于晶体具有较高的折射率和透明性,被广泛应用于各种光学器件,如镜片、棱镜和透镜等。
2.半导体器件某些晶体具有半导体特性,可以用于制造半导体器件,如晶体管、二极管和光伏电池等。
3.电子钟晶体中的石英常被用于电子钟的制造,因其具有稳定的振荡频率,可以精确计时。
4.电子元件晶体的特殊性质使其成为电子元件的重要组成部分,如晶体振荡器、晶体滤波器和晶体谐振器等。
晶体百科名片晶体即是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。
目录展开概述晶体有三个特征(1)晶体有整齐规则的几何外形;(2)晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持晶体不变;(3)晶体有各向异性的特点。
固态物质有晶体与非晶态物质(无定形固体)之分,而无定形固体不具有上述特点。
晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,具有长程有序,并成周期性重复排列。
非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体,具有近程有序,但不具有长程有序。
如玻璃。
外形为无规则形状的固体。
晶体的共性合成铋单晶1、长程有序:晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列。
2、均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。
3、各向异性:晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。
4、对称性:晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
5、自限性:晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性。
6、解理性:晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质。
7、最小内能:成型晶体内能最小。
8、晶面角守恒:属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变。
晶体组成组成晶体的结构微粒(分子、原子、离子)在空间有规则地排列在一定的点上,这些点群有一定的几何形状,叫做晶格。
排有结构粒子的那些点叫做晶格的结点。
金刚石、石墨、食盐的晶体模型,实际上是它们的晶格模型。
晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类:离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类。
具有整齐规则的几何外形、固定熔点和各向异性的固态物质,是物质存在的一种基本形式。
固态物质是否为晶体,一般可由X射线衍射法予以鉴定。
晶体内部结构中的质点(原子、离子、分子)有规则地在三维空间呈周期性重复排列,组成一定形式的晶格,外形上表现为一定形状的几何多面体。
组成某种几何多面体的平面称为晶面,由于生长的条件不同,晶体在外形上可能有些歪斜,但同种晶体晶面间夹角(晶面角)是一定的,称为晶面角不变原理。
初中化学晶体知识点总结初中化学中的晶体主要分为两大类:分子晶体和原子晶体。
晶体是由原子、离子或分子按照一定的规律排列形成的具有周期性结构的固体。
了解晶体的结构和性质对于深入理解化学知识至关重要。
一、分子晶体分子晶体是由分子通过分子间力(如范德华力、氢键等)相互结合形成的晶体。
这类晶体的特点是熔点和沸点较低,硬度较小,易挥发。
典型的分子晶体包括水、冰、盐等。
1. 分子间力- 范德华力:非共价性质的力,包括诱导力、取向力和色散力(伦敦力)。
- 氢键:一种特殊的偶极-偶极相互作用,当氢原子与电负性较大的原子(如氧、氮、氟)形成共价键时,会在分子间形成氢键。
2. 晶体结构- 分子晶体的排列通常是无规则的,但在某些情况下,分子可以按照特定的几何形状排列,形成规则的晶体结构。
- 水分子在冰晶体中的排列形成了六角形的结构,这是氢键作用的结果。
3. 物理性质- 熔点和沸点:分子晶体的熔点和沸点通常较低,因为分子间力相对于化学键较弱。
- 硬度:分子晶体的硬度较小,易于切割或破碎。
- 挥发性:分子晶体易挥发,尤其是那些分子间力较弱的物质。
二、原子晶体原子晶体是由原子通过共价键结合形成的晶体。
这类晶体的特点是熔点和沸点较高,硬度较大,不易挥发。
典型的原子晶体包括金刚石、硅晶体等。
1. 共价键- 共价键是由两个或多个原子共享电子对形成的化学键。
- 共价键的类型包括单键、双键和三键,它们的性质取决于共享电子的数量和排列方式。
2. 晶体结构- 原子晶体的结构可以是简单的立方、六方或四方晶系,也可以是更复杂的结构。
- 金刚石是一种典型的原子晶体,其碳原子以四面体结构排列,形成了非常稳定的晶体结构。
3. 物理性质- 熔点和沸点:原子晶体的熔点和沸点较高,因为共价键非常强。
- 硬度:原子晶体的硬度较大,例如金刚石是自然界中已知的最硬物质。
- 挥发性:原子晶体不易挥发,因为需要破坏强大的共价键才能使原子分离。
三、晶体的性质和应用1. 晶体的对称性- 晶体的对称性是指晶体结构在空间中的对称操作,如旋转对称、镜面对称等。
第一单元 晶体的类型与性质1.化学键:相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用.化学键包括离子键和共价键等。
(1).离子键 概念:阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键 特点:阴阳离子间的相互作用;形成条件:活泼金属与活泼非金属通过得失电子形成离子键 存在:离子化合物中(2).共价键 概念:原子通过共用电子对而形成的化学键 类型 :极性共价键和非极性共价键1)极性共价键 特点:共用电子对发生偏移 形成条件:不同非金属元素原子的电子对成键 存在:共价化合物及其某些离子化合物中2)非极性共价键 特点:共用电子对不发生偏移形成条件:相同非金属元素原子的电子配对成键 存在:非金属元素的单质及某些化合物中2.氢键、分子间作用力(2) 化学键用实线表示,用“···”表示氢键,以示区别。
如HF 分子:H ··氢键F H ···F(1) 强弱顺序:化学键>>氢键>分子间作用力(注意:氢键不属于化学键)注意:某些分子晶体反常的熔沸点(如HF 、H 2O 、NH 3等)、缔合分子的形成[如(H 2O )n 、(HF )n 等]、密度的反常变化(如冰的密度比水小)等都能用氢键解释。
(1)根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别判断:(2)根据晶体的特征性质判断:4.物质熔沸点高低比较(1)不同晶体类型的物质:一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体。
(2)同种晶体类型的物质:晶体内粒子间作用力越大,熔沸点越高。
A.原子晶体比较共价键的强弱(看键长和键能),一般原子半径越小,键能越大,键长越短,共价键越牢固,晶体的熔沸点越高。
如熔点:金刚石(C)>水晶(SiO2)>SiC>晶体硅(Si)。
B.离子晶体比较离子键的强弱,一般阴阳离子电荷数越多,离子半径越小,则离子间作用力越大,离子键越强,熔沸点越高。
如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
晶体的类型与性质知识规律总结晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体定义离子间通过离子键相结合而成的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体金属阳离子和自由电子之间的较强作用形成的单质晶体构成粒子阴、阳离子分子原子金属离子、自由电子粒子间作用力离子间肯定有离子键,可能有原子间的共价键分子间:分子间作用力。
可能有分子内共价键(稀有气体例外)共价键金属离子和自由电子之间较强的相互作用代表物NaCl,NaOH,MgSO4干冰,I2,P4,H2O 金刚石,SiC,晶体硅,SiO2镁、铁、金、钠熔、沸点熔点、沸点较高熔点、沸点低熔点、沸点高熔点、沸点差异较大(金属晶体熔沸点一般较高,少部分低)导热性不良不良不良良好导电性固态不导电,熔化或溶于水导电固态和液态不导电,溶于水可能导电不导电。
有的能导电,如晶体硅,但金刚石不导电。
晶体、熔化时都导电硬度硬度较大硬度很小硬度很大硬度差异较大溶解性多数易溶于水等极性溶剂相似相溶难溶解难溶于水(钠、钙等与水反应)决定熔点、沸点高主要因素离子键强弱分子间作用力大小共价键强弱金属键强弱二、几种典型的晶体结构①、NaCl晶体1)在NaCl晶体的每个晶胞中,Na+占据的位置有 2 种。
顶点8个,面心6个2)Cl-占据的位置有 2 种。
棱上12个,体心1个3)在NaCl晶体中,每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有 12 个;每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有 12 个。
4)在NaCl晶体中每个Na+同时吸引着6个Cl-,每个Cl-同时也吸引着 6个Na+,向空间延伸,形成NaCl晶体。
5)每个晶胞平均占有 4 个Na+和 4 个Cl-。
1molNaCl能构成这样的晶胞个。
6) Na+与其等距紧邻的6个Cl-围成的空间构型为_____正八面体_________②、CsCl晶体1)每个Cs+同时吸引着 8 个Cl-,每个Cl-同时吸引着 8 个Cs+;2)在CsCl晶体中,每个Cs+周围与它等距离且最近的Cs+有6个,每个Cl-周围与它等距离且最近的Cl-有 6 个;3)一个CsCl晶胞有 1 个Cs+和 1 个Cl-组成;4)在CsCl晶体中,Cs+与Cl-的个数比为 1:1 。
晶体的类型与性质本单元知识概要【学习目标】1. 了解离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的结构和性质。
2. 理解组成晶体的粒子间相互作用及其与晶体性质之间的相互关系。
3. 掌握晶体类型的判断方法。
4. 借助数学方法,培养空间想象能力。
【知识概要】晶体的类型和性质1. 晶体类型的判断方法⑴依据组成晶体的粒子和粒子间的相互作用判断离子晶体的组成粒子是阴、阳离子,粒子间的相互作用是离子键;原子晶体的组成粒子是原子,粒子间的相互作用是共价键;分子晶体的组成粒子是分子,粒子间的相互作用是分子间作用力(即范德瓦耳斯力);金属晶体的组成粒子是金属阳离子和自由电子,粒子间的相互作用是金属键。
(2)依据物质的分类判断金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类(AlCl3除外)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S i O2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)、稀有气体的固态是分子晶体。
常见的原子晶体单质有金刚石、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、刚玉等。
常温下,金属单质(汞除外)与合金都是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高,常在数百至1000余度。
原子晶体的熔点最高,常在1000度至几千度。
分子晶体的熔点低,常在数百度以下至很低温度。
多数金属晶体的熔点高,但也有相当低的(如汞)。
⑷ 依据导电性判断离子晶体在水溶液中及熔化时都能导电。
原子晶体一般为非导体,不能导电。
分子晶体为非导体,固态、液态均不导电,但分子晶体中的电解质(主要是酸和典型非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子,故溶液能导电,金属晶体是电的良导体,能导电。
⑸ 依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或略硬而脆。
原子晶体硬度大。
分子晶体硬度小且较脆。
金属晶体多数硬度大,但也有较低的,且具有延展性。
2. 晶体熔、沸点高低的比较方法⑴ 离子晶体一般地讲,化学式与结构相似的离子晶体,阴、阳离子半径越小,所带电荷越多,离子键越强,熔、沸点越高,如:NaCl>KCl>CsCl 。
⑵ 原子晶体键长(成键原子半径之和)越短,键能越大,共价键越强,熔、沸点越高。
如:金刚石>碳化硅>晶体硅。
⑶ 分子晶体组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高,如:I 2>Br 2>Cl 2>F 2;H 2Te>H 2Se>H 2S 。
但具有氢键的分子晶体,如:NH 3、H 2O 、HF 等熔、沸点反常地高。
绝大多数有机物属于分子晶体,其熔、沸点遵循以下规律:① 组成和结构相似的有机物(同系物),随相对分子质量增大,其熔、沸点升高,如:CH 4<C 2H 6<C 3H 8<C 4H 10;C 2H 5OH<CH 3CH 2CH 2OH 。
② 链烃及其衍生物的同分异构体,其支链越多,熔、沸点越低,如CH 3(CH 2)3CH 3> CH 3 CH 2CH(CH 3)2>(CH 3)4C ;芳香烃的异构体有两个取代基时,熔、沸点按邻、间、对位降低。
如:> >③ 在高级脂肪酸和油脂中,不饱和程度越大,熔、沸点越低。
例如:C 17H 35COOH >C 17H 33COOH ;(C 17H 35COO)3C 3H 5>(C 17H 33COO)3C 3H 5。
⑷ 金属晶体在同类金属晶体中,金属离子半径越小,阳离子所带的电负荷数越多,金属键越强,熔、沸点越高,如:Li >Na >K >Rb >Cs ,合金的熔点低于它的各成分金属的熔点,如Al >Mg >铝镁合金。
⑸ 不同类型的晶体一般是原子晶体的熔、沸点最高,分子晶体的熔、沸点最低,离子晶体的熔、沸点较高,大多数金属晶体的熔、沸点较高,如:金刚石>氧化镁;铁>水。
应注意离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体熔化时,化学键不被破坏的只有分子晶体,分子晶体熔化时,被破坏的是分子间作用力。
第一节 离子晶体、分子晶体和原子晶体CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3例题例1 下列每组物质发生状态变化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是( )A. 食盐和蔗糖熔化B. 二氧化硅和硫熔化C. 碘和干冰升华D. 二氧化硅和氧化钠熔化解析 食盐是离子晶体,状态变化时所克服的是离子键;蔗糖、硫、碘、干冰都是分子晶体,状态变化时所克服的是分子间作用力;二氧化硅是原子晶体,状态变化时所克服的是共价键。
【答案】C例2 根据以下两组事实材料,回答下列问题:材料一:材料二:(1)钠的卤化物熔点的变化规律是 _______ ,卤素单质的熔点变化规律是 ___________ 。
依据所学物理、化学原理对上述规律加以合理的解释 。
(2)金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅的熔点按从高到低的顺序排列为___________ ____。
依据所学化学原理对上述规律加以合理的解释 _ 。
解析 (1)由材料一可知:钠的卤化物熔点由NaF 到NaI 逐渐降低;卤素单质的熔点由F 2到I 2逐渐增高。
由材料二可知;金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅的熔点按从高到低的顺序排列为:金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅。
(2)物质由固态变成液态(或气态)时,必须吸收能量克服粒子间的相互作用,粒子间的相互作用越强,表现为固体物质的熔点越高。
离子键的实质是静电相互作用,根据库仑定律:221r Q Q k F =,离子半径越小,带电荷越多,离子键越强,离子晶体的熔点越高。
分子间作用力的强弱决定分子晶体熔点的高低。
结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,表现为分子晶体的熔点越高。
对原子晶体来说,熔化时必须克服共价键,因此,共价键的强弱决定原子晶体熔点的高低。
键长(成键两原子半径之和)越短,共价键越强,表现为原子晶体的熔点越高。
【答案】(1)由NaF 到NaI 逐渐降低 由F 2到I 2逐渐增高 钠的卤化物属于离子晶体,由F - 到I - 所带电荷数相等、半径逐渐增大,离子键由NaF 到NaI 逐渐减弱,故它们的熔点逐渐降低;卤素的单质属于分子晶体,它们的结构相似,由F 2到I 2相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,故它们的熔点逐渐增高 (2)金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅 金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅都属于原子晶体,键长(原子半径之和):Si —Si >C —Si >Si —O >C —C ,共价键逐渐增强,所以,晶体硅、碳化硅、二氧化硅、金刚石的熔点逐渐升高。
例3 如下图所示,直线交点处的圆圈表示NaCl 晶体中Na + 或Cl - 所处的位置。
这两种离子在空间三个相互垂直的方向上都是等距离排列的。
⑴ 请将其中代表Na + 的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl 晶体结构示意图。
⑵ 晶体中,在每个Na + 的周围与它最接近的且距离相等的Na + 共有______个。
⑶ 晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。
在NaCl 晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na + 或Cl - 为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl - 的个数等于______,即(填计算式)_____;Na + 的个数等于_____即(填计算式)_____________。
解析 ⑴ 由课本知识涂黑右图。
⑵ 从体心Na + 看,与它最接近的且距离相等的Na + 离子共有12个。
⑶ 根据离子晶体的晶胞,求阴、阳离子个数比的方法是:①处于顶点的离子,同时为8个晶胞共有,每个离子有1/8属于晶胞;②处于棱上的离子,同时为4个晶胞共有,每个离子有1/4属于晶胞;③处于面上的离子,同时为2个晶胞共有,每个离子有1/2属于晶胞;④处于晶胞内部(体心)的离子,则完全属于该晶胞。
由此可知,右图NaCl 晶胞中, 含Cl - 离子8×81+6×21=4个,含Na + 离子;12×41+1=4个。
【答案】(1)右图 (2)12个 (3)8×81+6×21=4个、12×41+1=4个 练 习一、填空题1.下列七种晶体:A.水晶 B.冰醋酸 C.氧化镁 D.白磷 E.晶体氩 F.氯化铵 G.金刚石(1)属于原子晶体的化合物是(填代号,下同)_________,直接由原子构成的晶体是_________,直接由原子构成的分子晶体是_________。
(2)由极性分子构成的晶体是_________,含有共价键的离子晶体是_________,属于分子晶体的单质是_________。
(3)在熔融状态下能导电的是_________。
2.下表是HX 晶体的熔点:在HX 晶体中,HF 的熔点反常,比HCl 的熔点高,其原因为_________________________ ______________________________________________________________________________;HF 极易溶于水,在HX 的水溶液中,只有HF 是弱酸,其原因为________________________________________________________________________________________________________;HX 的固态均属于_______晶体。
二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1. 下列物质的晶体中不存在分子的是 ( )A.二氧化碳B. 二氧化硅C. 二氯化镁D. 二氧化硫2. 下列有关晶体的叙述中错误的是 ( )A .离子晶体中一定存在离子键B. 原子晶体中只存在共价键C. 分子晶体中同时存在共价键和分子间相互作用力D. 稀有气体的原子能形成分子晶体3.氮化硅(Si 3N 4)是一种新型的耐高温耐磨材料,在工业上有广泛用途,它属于( )A .分子晶体B .原子晶体C .离子晶体D .离子化合物4.关于晶体的下列说法正确的是 ( )A. 在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低5.下列变化过程中,共价键被破坏的是()A.碘晶体升华B. HCl气体溶于水C. 冰熔化D. 金刚石熔化6.下列各组物质中,按熔点由低到高的顺序排列的是()A.CO2、KCl、SiO2B. O2、I2、HgC. NaCl、KCl、CsClD. Cl2、Br2、I27.下列各物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是()A. SO2和SiO2B. CO2和H2OC. NaCl和HClD. CCl4和KCl8.下列性质中,能比较充分证明某晶体属于离子晶体的是()A. 具有较高的熔点B. 固体不导电,水溶液能导电C. 固体不导电,熔融状态能导电D. 固体、液体、均能导电9.元素R是周期表中非金属性最强的元素,有关R的说法不正确的是()A.R的单质在固态时以原子晶体存在B. R的气态氢化物在固态或水溶液中均有氢键存在C.R所在族元素的单质在固态时属于同一晶体类型D.R元素的单质不可能用还原的方法制得10. 根据下表几种物质的熔沸点数据判断下列说法错误的是()A. SiCl4是分子晶体B. 单质B可能是原子晶体C. AlCl3加热能升华D. NaCl中键的强度比MgCl2中的小三、问答题1. 为什么乙醇极易溶于水?2. 为什么H2O比H2S的沸点高?第二节金属晶体例题例1下列说法正确的是()A. 金属的导电过程是物理变化B. 晶体内有阳离子时必然有阴离子C. Li、Na、K的熔、沸点依次升高、硬度依次增大D. Na、Mg、Al的熔、沸点依次升高、硬度依次增大解析金属的导电,实质是自由电子在外电场作用下作定向移动,未发生化学变化;离子晶体中既有阳离子又有阴离子,而金属晶体中只有阳离子和自由电子,没有阴离子;金属晶体的熔沸点、硬度由金属键强弱决定,金属离子所带的电荷数越高、离子半径越小,则金属键越强,金属晶体的熔沸点越高,硬度越大;Li、Na、K形成阳离子时所带电荷数相同,但离子半径依次增大,金属键依次减弱,所以,Li、Na、K的熔沸点依次降低、硬度依次减弱;Na 、Mg 、Al 形成阳离子时所带电荷数依次增大,离子半径依次减小,金属键依次增强,所以,Na 、Mg 、Al 的熔、沸点依次升高,硬度依次增大。