晶体类型与结构、性质的关系

化学·选修3 1 晶体结构与性质

【德智助学】

1. 晶体类型判断方法

2. 熔沸点高低比较规律

3. 各种常见晶体类型结构

【知识梳理】

考试要点

一、晶体类型判断及熔沸点高低比较

1.晶体类型判断方法

（1）根据物理性质进行判断，如熔沸点、硬度以及导电性等。

（2）根据空间结构图、文字表达等。

（3）根据常见的物质类型判断。

2.熔、沸点高低比较规律

（1）异类晶体

一般规律：原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体，如 SiO2 > NaCl > CO2(干冰)。金属晶体熔、沸点变化大，根据实际情况分析。

（2）同类晶体

①原子晶体

半径和越小，即键长越短，共价键越强，晶体的熔、沸点越高,如熔点：金刚石 > 金刚砂 > 晶体硅。

②离子晶体

离子半径越小；阴、阳离子电荷数越多，离子键越牢固，晶体的熔、沸点越高，如 LiCl > NaCl > KCl >

CsCl；MgO > NaCl。

③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，物质的熔、沸点越高，如F2 < Cl2 < Br2 < I2。

极性越大，分子间作用力越强，物质的熔、沸点越高，如CO > N2。

具有氢键的分子晶体，熔、沸点相对较大，且分子间氢键作用强于分子内氢键。

化学·选修3 2 ④金属晶体

价电子数越多，半径越小，金属键越强，熔、沸点越高，如Na < Mg < Al。

（3）一般合金的熔、沸点低于它的各成分金属的熔、沸点，如生铁 < 纯铁。

二、各种晶体类型常见例子

1.离子晶体

（1）NaCl：一个Na+周围以离子键同时结合 6 个Cl-，与一个Na+距离最近的Na+有 12 个，Cl- 有6个,在一个晶胞中含Na+、Cl-分别为 4 、 4 个，若NaCl晶胞的边长为r cm，阿伏加德罗常数为NA，则晶体的密度为

晶体的结构及性质

基础知识

一．晶体和非晶体

1.定义：内部粒子（原子、分子或离子）在空间按一定规律做周期性重复排列的固体物质称为晶体。例如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。绝大多数常见固体都是晶体。

非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。例如：玻璃、沥青、石蜡等。非晶体又称为无定形体。

2.晶体的重要特征

（1）具有规则的几何外形

（2）具有各向异性

（3）有固定的熔点

（4）X—射线衍射实验

二．几类晶体的概念

1.分子晶体：分子间以分子间作用力形成的晶体。

2.原子晶体：相邻原子间以共价键相结合形成的空间网结构的晶体叫原子晶体。原子晶体又叫共价晶体。

3.离子晶体：由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。

4.金属晶体：金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。金属晶体的成键粒子是金属阳离子和自由电子。

三．离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体比较

晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体

组成晶体的粒子 阳离子和阴离子 原子 分子

组成晶体粒子间的相互作用 离子键 共价键 范德华力（有的还有氢键）

典型实例 NaCl 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC 冰（H2O）、干冰（CO2）

晶

体

的

物

理

特

性 熔点、沸点 熔点较高、沸点高 熔、沸点高 熔、沸点低

导热性 不良 不良 不良

导电性 固态不导电，熔化或溶于水能导电 差 差

机械加工

性能 不良 不良 不良

硬度 略硬而脆 高硬度 硬度较小

四．几种常见的晶体结构

1.氯化钠晶体（离子晶体）

在氯化钠晶体中：

（1）与每个Na等距紧邻的Cl－有6个 （2）与每个Na等距紧邻的Na有12个

（3）每个氯化钠晶胞中含有4个NaCl。

（4）Na周围与每个Na等距紧邻的6个Cl－围成的空间构型为正八面体。

2.氯化铯晶体（离子晶体）

在氯化铯晶体中：

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。

理化空间　

晶体的类型与性质　

李金洲　

河北省磁县一中高三化学组０５６５００　

摘要：四种晶体所涉及的知识点多，学生经常把性质张冠　李戴，本文就知识点加以总结，应用图表把性质、代表物加以　

分析，并配有练习，能够使学生轻松掌握该知识点。　

关键词：离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体　

一．知识点精讲　

１、晶体类型及性质比较　

胖魍　野腓　特腓　螺群　

组成群雌　脯｝和　离子　肝　｛｝子　螺鼾、自自电子　

默　髓子坷黼Ｅ阼用　子键　墓华　ｆ　魏）　铺　

魍剿　啪　撕、　黼、ｓ　矾　）、干诛（娼）　№　

品　

件　触、靠直　熔点　、　镕、靠点　镕、赫　一般熔女　档　

的　黜　砘　张　食　

尊　雌　目杏不鼬，蘑化赫　断　差　差　鼬　

理　憾　碓　张　不　张　复　

特　硬度　喀硬面臆　触　髓较小　（少敷歙）　

性　

注意：（１）四种晶体类型的化学式表示的意义不同：离子　

晶体、原子晶体中化学式表示的分别是阴阳离子最简比和原　

子最简比，从而有的资料上把离子晶体和原子晶体看成是巨　

型分子；分子晶体中表示的是单个的分子。（２）晶体讨论的是固　

态形式，而我们通常讨论化学性质时，不仅仅讨论其固态形　

式，包括其液态、气态和其水溶液。　２、化学键与分子间作用力的比较　

化　分子同力　

概念　相邻的两个或多个原子问强烈的相互作用　物质的分子问存在的微弱的相互作用　

范围　分子内或某些晶体内　分子间　

能量　键能一般为：ｌ２ｏ＿８加Ｉ【Ｊ・Ⅱｌ０ｌ＿１　约几个至数十个ｋＪ・ｍｏｌ－１　

性质影响　主要影响分子的化学性质　主要影响物质的物理性质　

３、化学键和分子间作用力对物理、化学性质的影响　

（１）不同晶体类型的硬度大小、熔沸点高低等物理性质　由于化学键键能比较大，使得其硬度较大和熔沸点较高，　

所以原子晶体、离子晶体和金属晶体分别大于和高于分子晶　

体。但必须注意得是融化过程中原子晶体、离子晶体和金属晶　体破坏的是化学键而分子晶体是分子间作用力（有的是氢　

键）。　

（２）晶体性质的比较：比较晶体的硬度大小、熔沸点高低