发布时间 : 星期一 文章专题24 晶体结构与性质更新完毕开始阅读
专题24 晶体结构与性质
【知识框架】
【基础回顾】
一、晶体类型的判断
1、依据组成晶体的粒子及粒子之间的作用力判断。
离子晶体由阴阳离子通过离子键构成；原子晶体由原子通过共价键构成；金属晶体由金属离子和自由电子通过金属键构成；而分子晶体由分子通过分子之间作用力（或氢键）构成。
2、依据物质分类判断。
金属氧化物（如氧化钠、氧化钾等）、强碱和绝大多数的盐类是离子晶体。多数非金属单质（金刚石、石墨、硅、硼等例外）、气态氢化物、非金属氧化物（二氧化硅例外）、酸、绝大多数有机物（有机盐例外）是分子晶体。常见原子晶体：单质有金刚石、石墨、硅晶体、硼等；化合物有二氧化硅、氮化铝、碳化硅等。金属单质（汞例外）和合金属于金属晶体。
3、依据导电性判断。
离子晶体在水溶液或熔化状态时能导电；原子晶体一般是非导体；分子晶体为非导体，而有的分子晶体（主要是酸和非金属性强的元素的氢化物）在溶于水时，可电离出自由移动的离子而能导电；金属晶体是电的良导体。
4、依据晶体熔点判断。 原子晶体熔点高，离子晶体熔点较高，分子晶体熔点较低，而金属晶体熔点有些高，
有些较低。
二、晶体熔沸点高低规律
1、不同类型晶体。一般地原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。金属晶体有的高（如钨），有的低（如汞）。
2、原子晶体。原子半径越小，熔沸点越高。如金刚石（C-C）＞二氧化硅（Si-O）＞碳化硅（C-Si）＞晶体硅（Si-Si）。
3、离子晶体。离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔沸点越高。例如，MgO＞NaCl＞CsCl。
4、金属晶体。金属阳离子所带电荷数越高，原子半径越小，熔沸点越高。例如，Al＞Mg＞Na。Li＞Na＞K＞Cs。
5、分子晶体。分子间作用力越强，熔沸点越高。 、“位”、“构”、“性”三者的关系
（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，CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4，CS2＞CO2；
（2）组成和结构不相似的分子晶体，分子的极性越大，熔沸点越高。如CO＞N2； （3）同分异构体：一般地，支链越多，熔沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。结构对称，熔沸点越低。如沸点：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。
（4）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。例如沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
（5）根据物质所处的状态判断。熔沸点：固体＞液体＞气体。例如，S＞Hg＞O2。 （6）有些有机物熔沸点与某分子中含有碳碳双键数目有关。组成结构相似的有机物一般含碳碳双键越多，熔沸点越低。例如，油酸甘油酯（油）的熔点低于硬脂酸甘油酯（脂肪）。
【技能方法】
晶体结构计算题的两种解法 1、均摊法
所谓均摊法，就是说在一个晶胞中出现多个原子时，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所共有，计算一个晶胞结构中出现的每个原子，均摊到原子个数比例的方法。均摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。
均摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子均得的份额就是1/x。采用均摊法求解的最常见的题型就是已知晶胞的结构，求晶体的化学式。 （1）晶胞中原子均摊法
下面对立方晶胞进行详细分析。图1就表示一个立方晶胞。在图中，原子可以位于它的顶点，也可以位于它的棱上，还可以在它的面上（不含棱），当然，它的体内也可
以有原子；图2是这种晶胞进行堆积的情况，图3是图2 的单图。
从这些图可以看出：
（A）每个顶点被8个晶胞共有，所以晶胞对自己顶点上的每个原子只占1/8份额； （B）每条棱被4个晶胞共有，所以晶胞对自己棱上的每个原子只占1/4份额； （C）每个面被2个晶胞共有，所以晶胞对自己面上（不含棱）的每个原子只占1/2份额；
（D）晶胞体内的原子不与其它晶胞分享；
（E）每个顶点是被8个晶胞的6条棱共享，6条棱包括x轴上的二条、y轴上的二条和z轴上的二条。
（F）每个顶点也被这6条棱构成的12个晶胞面共享，这12个面包括xy平面的4个面、yz平面内的4个面和zx平面内的4个面。 （2）棱和面中原子均摊法
如根据上面第E条，结论：棱对自己每个顶点占的份额是1/6； 根据上面第F条，结论：面对自己每个顶点占的份额是1/12；
同样，均摊法也不只是对原子进行均摊，还可以把棱分摊到面或把面分摊到棱，等等。
2、切割法，就是将抽象的、复杂的三维图分割成形象的、简单的图形，使相对难以完成的习题变成形象化、具体化的问题。
【基础达标】
1．下列每组物质发生的变化所克服的粒子间的相互作用完全相同的是（ ） A．氯化铵和过氧化氢的分解 B．二氧化硅与二氧化碳的熔化 C．蔗糖和干冰的熔化 D．氯化镁和氯化铝的熔化 【答案】C 【解析】 试题分析：
A、氯化铵是离子晶体，熔化破坏离子键，过氧化氢是分子晶体，熔化破坏分子间作用力，故说法错误；B、二氧化硅属于原子晶体，熔化破坏共价键，二氧化碳属于分子晶体，熔化破坏分子间作用力，故说法错误；C、蔗糖属于分子晶体，熔化破坏分子间作用力，干冰属于分子晶体，熔化破坏分子间作用力，故说法正确；D、氯化镁属于离子晶体，破坏离子键，氯化铝属于分子晶体，破坏分子间作用力，故说法错误。
考点：考查微粒间作用力、晶体类型等知识。
2．已知氯化铝易溶于苯和乙醚，其熔点为190℃，则下列结论错误的是（ ） A．氯化铝是电解质
B．固体氯化铝是分子晶体
C．可用电解熔融氯化铝的办法制取金属铝 D．氯化铝为非极性分子 【答案】C 【解析】 试题分析：
根据已知条件可知氯化铝是共价化合物，易溶于苯和乙醚，其熔点为190℃，则说明AlCl3是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合。根据相似相容原理可知AlCl3
3+-是非极性分子，在水中在水分子的作用下电离产生Al、Cl，所以AlCl3是电解质，在
水溶液中能够导电，在熔融状态没有离子不能导电，因此不能通过电解熔融氯化铝的办法制取金属铝，应该通过电解熔融的Al2O3的方法冶炼铝。故选项错误的是C。 考点：考查氯化铝的结构、性质及应用的知识。
3．下列各组中，含有离子晶体、分子晶体、原子晶体各一种的是（ ） A．KCl、H2SO4、S
B．金刚石、Na3PO4、Mg C．HF、SiC、Ar D．H2O、SiO2、K2CO3 【答案】D 【解析】 试题分析：
A．KCl是离子晶体；H2SO4、S都是分子晶体，错误。B．金刚石是原子晶体；Na3PO4是离子晶体；Mg是金属晶体，错误。C．SiC是原子晶体；HF和Ar都是分子晶体，错误。D．H2O是分子晶体；SiO2是原子晶体；K2CO3是离子晶体。符合题意，正确。 考点：考查物质的晶体类型的判断的知识。
4．在金属晶体中，根据影响金属键的因素判断下列各组金属熔沸点高低顺序，其中正确的是（ ）
A．Mg＞Al＞Ca B．Al＞Na＞Li C．Al＞Mg＞Ca D．Mg＞Ba＞Al 【答案】C 【解析】 试题分析：
构成金属晶体的金属键越强，金属晶体的熔沸点越高。金属键强弱与金属阳离子半径和所带电荷有关系，离子半径越小，电荷数越多，金属键越强，熔沸点越高。则A、应该是Mg＞Al＞Ca，A错误；B、应该是Al＞Li＞Na，B错误；C、熔沸点是Al＞Mg＞Ca，C正确；D、应该是Al＞Mg＞Ba，D错误，答案选C。 考点：考查金属晶体熔沸点比较
5．下列叙述正确的是（ ）