高考化学分子晶体和原子晶体知识点梳理
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《分子晶体与原子晶体》讲义一、晶体的概念在自然界中,物质的存在形式多种多样,而晶体则是其中一种具有特殊结构和性质的物质形态。
晶体是由原子、分子或离子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
其内部的粒子排列具有高度的有序性和对称性,这使得晶体具有独特的物理和化学性质。
二、分子晶体1、定义分子晶体是由分子通过分子间作用力(范德华力或氢键)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、粒子间的作用力分子间作用力相对较弱,包括范德华力和氢键。
范德华力包括取向力、诱导力和色散力。
范德华力的大小通常比化学键的键能小得多。
4、常见的分子晶体(1)大多数非金属单质,如氢气(H₂)、氧气(O₂)、氮气(N₂)、卤素单质(如氟气 F₂、氯气 Cl₂等)。
(2)非金属氢化物,如甲烷(CH₄)、氨气(NH₃)、水(H₂O)等。
(3)多数非金属氧化物,如二氧化碳(CO₂)、二氧化硫(SO₂)等。
(4)几乎所有的酸,如硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)等。
(5)大多数有机物,如蔗糖(C₁₂H₂₂O₁₁)、乙醇(C₂H₅OH)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能克服分子间作用力,由固态变为液态或气态,因此熔点和沸点通常较低。
(2)硬度较小:分子晶体的粒子间结合力较弱,所以质地较软,容易被压缩。
(3)不导电:多数分子晶体在固态和熔融状态下都不导电,因为分子晶体中不存在自由移动的带电粒子。
三、原子晶体1、定义原子晶体是原子之间通过共价键结合形成的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。
3、粒子间的作用力原子晶体中原子之间以共价键相连,共价键的键能较大,具有很强的方向性和饱和性。
4、常见的原子晶体(1)某些非金属单质,如金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体硼(B)等。
(2)某些非金属化合物,如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO₂)等。
5、物理性质(1)熔点和沸点高:原子晶体中的共价键非常牢固,需要很高的能量才能破坏,所以熔点和沸点很高。
分子晶体与原子晶体1、下列性质适合于某种原子晶体的是()A.熔点1070℃,易溶于水,水溶液导电B.熔点10.32℃,液态不导电,水溶液导电C.能溶于CS2,熔点444.6℃D.熔点3550℃,很硬,不溶于水,不导电【答案】D2、下列关于晶体说法的正确组合是()①分子晶体中都存在共价键②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如上图所示)每个Ti4+和12个O2-紧邻⑥60gSi02中含Si—O键的个数为2N A⑦晶体中分子间作用力越大,分子越稳定⑧氯化钠熔化时离子键被破坏⑨124 g P4含有P—P键的个数为4N AA.①②③⑥B.①②④C.③⑤⑦ D.③⑤⑧【答案】D3、下列叙述不正确的是()A.在干冰晶体中,每一个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子紧密相邻B.金刚石网状结构中,由共价键构成的碳原子环中,最小的环上有4个碳原子C.熔点由高到低的顺序是:金刚石>碳化硅>晶体硅D.在12g金刚石晶体中,含共价键为2N A【答案】B4、下列说法中,正确的是()A.离子化合物中一定不含共价键,共价化合物中一定不含离子键B.水分子呈直线形,氨分子呈三角锥形C.碳原子之间可形成碳碳单键、碳碳双键或碳碳叁键D.分子间作用力越大,分子的热稳定性就越大【答案】C5)NaCl MgCl2AlCl3SiCl4单质B熔点/℃810 710 190 -68 2 300沸点/℃ 1 465 1 418 182.7 57 2 500注:AlCl3熔点在2.5×10Pa条件下测定。
A.SiCl4是分子晶体B.单质B是原子晶体C.AlCl3加热能升华D.MgCl2所含离子键的强度比NaCl大【答案】D【解析】三类不同的晶体由于形成晶体的粒子和粒子间的作用力不同,因而表现出不同的性质。
《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。
高考化学晶体知识点晶体是指由具有有序排列的原子、离子或分子构成的固体。
在高考化学中,对晶体的认识是非常重要的。
本文将针对高考化学晶体知识点进行详细介绍。
第一部分:晶体的基本概念晶体是固体中最有序的一种物态,具有以下基本特征:1. 有序性:晶体的原子、离子或分子以高度有序的方式排列,形成具有长程周期性的结构。
2. 透明性:大多数晶体对光有良好的透明性,可以通过晶体看到清晰的光学图像。
3. 具有晶面和晶胞:晶体表面具有规则的晶面,晶体内部由晶胞构成,晶胞是最小的具有晶体特征的单元。
第二部分:晶体的结构类型晶体的结构类型可分为离子晶体、共价晶体和分子晶体三种。
1. 离子晶体:由阳离子和阴离子通过离子键结合而成,例如氯化钠晶体(NaCl)、氧化铝晶体(Al2O3)等。
2. 共价晶体:由共价键连接的原子构成,例如金刚石晶体(C)和石英晶体(SiO2)等。
3. 分子晶体:由分子之间通过分子间力相互作用而形成,例如葡萄糖晶体(C6H12O6)和水晶体(H2O)等。
第三部分:晶体的性质和应用晶体具有多种特殊性质,使其在实际生活和科学研究中得到广泛应用。
1. 光学性质:晶体的透明性和折射率决定了其在光学领域的应用,例如光学器件、光导纤维等。
2. 电学性质:一些晶体在电场刺激下会发生压电效应或热释电效应,可用于传感器、振荡器等电子器件。
3. 磁学性质:某些晶体具有磁性,可用于磁存储、磁共振成像等领域。
4. 化学性质:晶体在化学反应中表现出特殊的反应性,例如催化剂的使用和催化反应的研究。
5. 生物学性质:晶体在生物学研究中有着重要的应用,例如蛋白质晶体学中的结晶和结构解析。
总结:高考化学中,晶体是一个重要的知识点。
了解晶体的基本概念、结构类型以及晶体的性质和应用对于高考化学的学习和应试都非常有益。
希望本文对于晶体知识的介绍能够帮助你更好地理解和掌握相关内容,为高考化学取得好成绩提供帮助。
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高考化学分子晶体和原子晶体知识点梳理
(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。
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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。
4、影响分子间作用力的大小的因素有分子的极性和相对分
子质量的大小。一般而言,分子的极性越大、相对分子质量
越大,分子间作用力越强。
5、分子晶体的熔沸点的高低与分子的结构有关:在同样不
存在氢键时,组成与结构相似的分子晶体,随着相对分子质
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量的增大,分子间作用力增大,分子晶体的熔沸点增大;对
于分子中存在氢键的分子晶体,其熔沸点一般比没有氢键的
分子晶体的熔沸点高,存在分子间氢键的分子晶体的熔沸点
比存在分子内氢键的分子晶体的熔沸点高。
6、分子晶体的溶解性与溶剂和溶质的极性有关:一般情况
下,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶
剂?D?D这就是相似相溶原理。
(二)原子晶体:
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
称为原子晶体。构成原子晶体的微粒是原子,微粒间的相互
作用力是共价键,由于共价键的键能比分子间作用力要大得
多,因此原子晶体具有很高的熔沸点和硬度,一般不导电(硅
属于半导体材料),一般不溶于溶剂等性质。
常见的原子晶体有:金刚石、晶体硅、二氧化硅和碳化硅等。
2、原子晶体中原子间以共价键相互连接,但并不是存在共
价键的晶体就是原子晶体。如:水、干冰等晶体都存在共价
键,但它们属于分子晶体。
3、判断晶体类型的依据:
(1)看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。
对分子晶体,构成晶体的微粒是分子,微粒间的相互作用是
分子间作用力;对于原子晶体,构成晶体的微粒是原子,微
粒间的相互作用是共价键。
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(2)看物质的物理性质(如:熔、沸点或硬度)。一般情况下,
不同类晶体熔点高低顺序是原子晶体比分子晶体的熔、沸点
高得多,硬度、密度也要大得多。
(3)依据导电性判断:分子晶体为非导体,但部分分子晶体
溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体硅、晶体
锗是半导体。
(4)依据硬度和机械性能判断:原子晶体硬度大,分子晶体
硬度小且较脆。
5、CO2、SiO2都属于第ⅣA族的氧化物,但两者的熔沸点、
硬度等物理性质存在较大的差异,但CO2却比SiO2稳定得
多:主要是因为CO2是分子晶体,SiO2是原子晶体,所以熔
化时CO2是破坏范德华力而SiO2是破坏化学键。所以SiO2
熔沸点高。而破坏CO2分子与SiO2时,都是破坏共价键,
而C-O键能Si-O键能,所以CO2分子更稳定。