晶体类型与性质 新教材讲座

1、晶体类型与性质一、本讲主要内容：1比较四种晶体的构成微粒、微粒间作用力和性质特征，并掌握晶体的结构特征2掌握影响物质的熔、沸点高低的因素3理解金属键与金属通性间的关系二、学习指导(一)晶体类型与结构、性质关系晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。掌握下表内容是重点之一。对一些常见物质，要会判断其晶体类型。比较四种晶体类型晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成晶体微粒阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子微粒间作用离子键共价键分子间作用力金属键熔点

2、、沸点较高很高低高低悬殊硬度大很大小差异大延展性差差强导电性差(能导电)差差强水溶性大多易溶难溶相似相溶不溶或与H2O反应实例NaCl金刚石干冰Na、W物质类别大部分盐酸碱金属氧化物等离子化合物晶体硅碳化硅二氧化硅等大多非金属单质气态氢化物、大多非金属氧化物酸、大多有机物金属(二)如何比较物质熔、沸点高低1由晶体结构来确定.首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素.一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体 如：Si02NaClCO2(干冰)，但也有特殊，如熔点：MgOSiO2同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高. 如：金属石金刚砂晶体

3、硅 原因 同类型的离子晶体，离子电荷数越大，阴、阳离子核间距越小，则离子键越牢固，晶体的熔、沸点一般越高.可根据F=K进行判断如：MgONaCl分子晶体，分子间范德华力越强，熔、沸点越高. 分子组成和结构相似的分子晶体，一般分子量越大，分子间作用力越强，晶体熔、沸点越高.如：F2Cl2Br2I2ii 若分子量相同，如互为同分异构体，则支链数越多，沸点越高，分子越对称，则熔点越高.如：沸点： CH3 CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2OH3CH3CCH3 CH3 CH3 熔点： CH3 CH3CCH3CH3CHCH2CH3CH3(CH2)3CH3 CH3 CH3 因而应注意，并非外界

4、条件对物质熔、沸点的影响总是一致的.熔点常与晶体中微粒排布对称性有关.iii 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.如：氢化物的沸点如下图所示.从上图中看出，H2Te、H2Se、H22O的沸点应为193K左右，但实际上为373K、此种“反常”的升高，就是因为H2O分子间存在氢键。对比同主族氢化物的沸点，从中可清楚看到NH3、HF的沸点高得“反常”，也是因为分子间存在氢键。HF分子间氢键：H2O分子间氢键：氢键的生成对化合物性质有显著影响，一般分子间形成氢键时，可使化合物的熔、沸点显著升高，在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间形成氢键，则可使熔解度增大.如NH3

5、极易溶于水就与此有关.除上述几种物质外，在醇、羧酸、无机酸、水合物、氨合物等中均有氢键.金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小、金属键越强，熔、沸点越高.如：NaMgAl2根据物质在同条件下的状态不同.一般熔、沸点：固液气.如果常温下即为气态或液态的物质，其晶体应属分子晶体(Hg除外).如惰性气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作为单原子分子.因为相互间的作用力范德华力，而并非共价键. (三)为什么金属一般只有较大密度、金属光泽、良好的导电、导热性和延展性？可用金属键理论化和晶体的紧密堆积结构加以解释.简要说明见下图.注意：温度升高对金属、电解压溶液导电性影响是不同的.在金属晶体中原

6、子或离子不是静止不动，而在晶格结点上作较小幅度振动，这种振动对电子流动起着阻碍作用，加上阳离子对电子的吸引，电子运动便受到更多阻力，因而升温，金属电阻加大，导电能力下降.在电解压溶液中，导电微粒是自由移动离子，升温有利于加快运动，导电性增强.(四)典型晶体的结构特征 1离子晶体 CsCl NaCl 离子配位数 8：8 6：6 一个晶胞中含 1，1 4，4 阳离子和阴离子数 晶胞构型 立方体 立方体 重点掌握NaCl晶体结构，它还具有的特征： 一个Na+周围等距且最近的Cl有6个，此6个Cl连线形成的空间几何体为正八而体，Na+位于其中心.一个Na+周围等距且最近的Na+有12个如何计算离子晶体

7、中不同部位的离子对晶胞的贡献？体心（内） 面心 棱上 角顶 系统数 1 如 NaCl晶体中，如何计算？ Na+： 体心(1个) 棱(各1个) 1+12=4 Cl 面心(各1个) 角顶(各1个) 6 + 8=4 2金刚石和石墨的比较金刚石石墨晶 体结 构正四面体、空间网状晶体平面层状正六边形结构层间以范德华力结合晶 体类 型原子晶体混合型晶体层内一原子晶体层间一分子晶体晶 体外 形正八而体鳞片状碳碳键长熔 点沸 点=硬 度很高质软有滑腻感导电性无良主要用途钻具、装饰品润滑剂、电极、耐火材料等相互关系同素异形体注意：石墨有导电性，是因为层内有自由电子.碳还有多种因素异形体，如足球碳C60等.想一想

8、：C60、N60等属于什么晶体？可能是原子晶体吗？3二氧化硅和二氧化碳晶体二氧化硅二氧化碳晶体结构型 正四面体立方体构成微粒 Si、O原子CO2分子结构特征 一个Si与4个成键一 一个O与2个锡成键一一个CO2与最近且距离相等的有12个CO2分子晶体类型 原子的体分子晶体熔 点 高低、易升华溶解性 难溶于一般溶剂能溶于水三、典型例题讲评例1分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：A碳化铝，黄色晶体，熔点2200OC，熔融态不导电_B溴化铝，无色晶体，熔点98OC，熔融态不导电_C五氟化钒，无色晶体，熔点19.5OC，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中_D溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_思路分

9、析 晶体的熔点高低，熔融态能否异电及溶剂性相结合，是判断晶体类型的重要依据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的异电性不同。原子晶体熔融不导电，离子晶体熔融时或水溶液都能导电。原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般原子晶体和分子晶体熔融态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂的物质往往也是分子晶体的特征之一。例21995年美国Lagow教授报道，他制得了碳的第四种同素异性体一链式炔碳-CC-CC-CC-该物质的一个分子中含有300500个碳原子，性质很活泼。据此判断，链式炔碳的熔点估计比石墨_思想分析 不要被“含有300500个碳原子”所迷惑、而应抓

10、住该物质的组成微粒“分子”，从而可判定链式炔碳属分子晶体，显烙点然比石墨低得多.例3已知氯化铝的熔点为190OC(2.02105Pa)，但它在180OC即开始升华.(1)氯化铝是_(填“离子化合物”或“共价化合物”).(2)在500K和1.01105Pa时，它的蒸气密度(换算成标准状况时)为11.92g/L，且已知它的结构中还含有配位键，氯化铝的化学式为_，结构式为_.(3)无水氯化铝在潮湿空气中强烈地“发烟”，其原因是_.(4)如何通过实验来判别氯化铝是离子化合物还是共价化合物？思想分析 (1)从氯化铝的熔点低且易升华的性质可判定其晶体为分子晶体，也就不可能属于离子化合物。同学不能简单地从组

11、成元素为较活泼金属元素和活泼非金属元素考虑，将其为离子化合物，其实不然，应尊重事实。可根据其熔融态能否导电进行判断。切勿用它的水溶液做导电性实验。因为象HCl等许多共价化合物在水分子作用下能电离，故所得水溶液能导电。(2)应根据M=22.2 关系式求出蒸气的分子量，与常见的AlCl3分子量比较是否相同，从而确定氯化铝的化学式，要注意配位键的表示方式.“”是从具有孤对电子的一方指向具有空道的原子，在此只可能C1A1，每一个C1还与A1原子形成一个共价键.(3)抓住题中条件“在潮湿空气中发烟”应从AlCl3水铜生成HCl与水蒸气形成酸雾，不能误认AlCl3为升华成气体。例4某离子晶体部分结构如图(1)晶体中每个Y同时吸引着最近的_个X，每个X同时吸引着最近的_个Y，该晶体的化学式为_(2)晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X共有_个.(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角XYX的角度_(4)设该晶体的摩尔质量为Mg，晶体密度为，阿佛加法罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间距离为_cm-思路分析 (1)从图中可知，Y位于立方体中心，X位于立方体相向的