专题3微粒间作用力与物质性质-2023-2024学年高二化学单元精讲速记巧练（2019选择性必修2）（教师版）

专题3微粒间作用力与物质性质必背知识清单01金属键金属晶体一、金属键与金属特性1．金属键的概念金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。金属单质和合金中都存在金属键。2．金属键的形成(1)金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与“脱落”下的自由电子之间存在强烈的相互作用。(2)成键微粒：金属离子和自由电子3．金属键的本质和特点(1)金属键的本质是一种电性作用，即金属阳离子和自由电子之间的静电作用。(2)金属键没有方向性和饱和性。金属中的电子在整个晶体内运动，属于整块金属。二、金属特性1．导电性通常情况，金属内部自由电子的运动无固定的方向性，在外加电场作用下，自由电子发生定向移动形成电流。温度升高，金属阳离子的振动频率加大，阻碍了电子的定向移动，金属的导电性减弱。2．导热性金属受热时，自由电子与金属离子碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属离子，从而把能量从温度高的区域传到温度低的区域。3．延展性金属键没有方向性，在外力作用下，金属原子间发生相对滑动时，各层金属原子间仍然保持金属键的作用，不会断裂。三、金属键的强弱与金属的物理性质的关系1．原子化热金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。金属的原子化热是指1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的热量。2．影响金属键强弱的因素金属的原子半径和单位体积内自由电子数目的多少及金属阳离子所带电荷的多少。(1)金属键的强弱差别较大。如钠、钾的熔、沸点低，存在的金属键较弱；铬的硬度大，熔、沸点高，存在的金属键较强。(2)同一周期，从左到右，金属元素的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，单位体积内自由电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，金属的熔、沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。(3)同一主族，从上到下，金属元素原子的价电子数不变，原子半径逐渐增大，单位体积内自由电子数逐渐减少，金属键逐渐减弱，金属的熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。3．金属键的强弱与金属的物理性质的关系(1)金属的延展性、导电性、导热性、熔沸点等均与金属键有关。金属键越强，金属的熔、沸点越高。同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔沸点降低。一般来说，合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。(2)金属导电性与电解质导电性的区别金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。四、金属晶体1．晶体(1)晶体的概念：内部粒子(原子、离子或分子)在空间呈现有规则重复排列，外观具有规则几何外形的固体物质。根据X射线衍射图，能推知晶体内部的微观结构。(2)金属晶体：①金属晶体是金属原子通过金属键形成的晶体。通常条件下，金属单质及其合金属于晶体。②金属晶体的成键粒子是金属阳离子和自由电子。成键粒子之间的相互作用是金属键。2．金属晶体的堆积方式4种晶胞中所含原子数目的计算方法和配位数的确定方法：晶体类型晶体模型原子数配位数简单立方8×eq\f(1,8)=16体心立方8×eq\f(1,8)+1=28面心立方8×eq\f(1,8)+6×eq\f(1,2)=412六方堆积12×eq\f(1,6)+2×eq\f(1,2)+3=6123．合金(1)概念：由金属与金属或金属与非金属混合形成具有金属性质的物质称为合金。(2)合金的性质①合金的熔、沸点一般比组成它的各成分金属的熔、沸点低。②形成合金后硬度、强度增大(一般情况下)。五、晶胞1．晶胞的概念和特点(1)概念：能够反映晶体结构特征的基本重复单位。金属晶体是金属晶胞在空间连续重复延伸而形成的。研究晶体的结构只需重点研究其晶胞的结构。(2)晶胞的特点①习惯采用的晶胞是平行六面体，其三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。②整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成。每个晶胞上下左右前后无隙并置地排列着与其一样的无数晶胞，决定了晶胞的8个顶角、平行的面以及平行的棱完全相同。2．确定晶胞中粒子数目——均摊法均摊是指每个结构单元（晶胞）平均拥有的粒子数目。在晶体中，一个粒子同时为n个结构单元（晶胞）所共有，那么对一个结构单元来讲，则该粒子只有eq\f(1,n)属于这个晶胞。(1)平行六面体晶胞中，不同位置的粒子数目的计算方法如下：(2)非长方体(非正方体)晶胞中微粒对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为eq\f(1,3)。3．晶胞密度的有关计算假设某晶体的晶胞如右图所示：以M表示该晶体的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞中所含的微粒数，a表示晶胞的棱长，ρ表示晶体的密度，计算如下：该晶胞的质量用密度表示：m=ρ·a3用摩尔质量表示：m=eq\f(N,NA)M则有：ρ·a3=eq\f(N,NA)Mρ=eq\f(N·M,NA·a3)。4．金属晶体模型结构分析空间利用率=eq\f(晶胞中含有原子(离子)的体积,晶胞体积)×100%。将原子（离子）设想为一个球，依据1个晶胞内所含原子（离子）数目计算原子（离子）的体积，再确定晶胞的体积，即可计算晶胞的空间利用率。(1)简单立方堆积晶胞球的半径为r，立方体的棱长为2r。1个晶胞中含有1个原子。V球=eq\f(4,3)πr3V晶胞=(2r)3=8r3空间利用率=eq\f(V球,V晶胞)×100%=eq\f(\f(4,3)πr3,8r3)×100%=52%(2)体心立方堆积晶胞立方体的棱长为a，对角线长为b，球的半径为r。b2=a2+a2(4r)2=a2+b2=3a2a=eq\f(4,\r(3))r1个晶胞中含有2个原子。空间利用率=eq\f(V球,V晶胞)×100%=eq\f(2×\f(4,3)πr3,a3)×100%=eq\f(2×\f(4,3)πr3,(\f(4,\r(3)))3)×100%=eq\f(\r(3)π,8)×100%=68%(3)面心立方堆积晶胞在面对角线上，3个原子彼此两两相切，设边长为a，则：a2+a2=(4r)2，a=2eq\r(2)rV晶胞=a3=(2eq\r(2)r)3=16eq\r(2)r31个晶胞中含有4个原子。空间利用率=eq\f(V球,V晶胞)×100%=eq\f(4×\f(4,3)πr3,16eq\r(2)r3)×100%=74%必背知识清单02离子键离子晶体一、离子键和离子化合物1．离子键和离子化合物(1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键叫离子键，由离子键形成的化合物叫离子化合物。(2)离子键的成键微粒是阳离子和阴离子。阴离子可以是单核离子或多核离子，如Cl、O2、H、O22、OH、SO42等。阳离子可以是金属离子(如K+、Ag+、Fe3+)或铵根离子（NH4+）。有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。2．离子键的形成及特征(1)离子键的形成：①阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥。②当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。(2)离子键的特征：离子键没有方向性和饱和性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有方向性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子，即没有饱和性。3．常见的离子化合物(1)活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。(2)活泼金属元素与酸根形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。(3)铵根与酸根形成的盐类化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。4．离子化合物中存在的化学键(1)离子键只存在于离子化合物中，即离子化合物中一定存在离子键。(2)离子化合物中可能只有离子键（由单核阴离子和阳离子构成，如NaCl、K2O等），可能既含有离子键又含有共价键（阴离子或阳离子是多核离子，如NH4Cl、Na2SO4等）。5．电子式的书写(1)阳离子的电子式：①单核阳离子的电子式就是离子符号，如Mg2+。②多核阳离子：元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布，用“[]”并标明电荷，如。(2)阴离子的电子式：①单核阴离子：元素符号周围合理分布价电子及所获电子，用“[]”并在右上方标明电荷，如。②多核阴离子：元素符号紧邻铺开,合理分布价电子及所获电子，相同原子不得合并，用“[]”并在右上方标明电荷，如。(3)离子化合物的电子式：①离子化合物的电子式由阳离子的电子式和阴离子的电子式组成，同性不相邻，离子合理分布，相同离子不能合并，如，。②离子化合物的形成过程：原子的电子式离子化合物的电子式，电子转移方向及位置，用弧形箭头，变化过程用“→”，同性不相邻，合理分布，如。二、离子晶体1．概念及结构特点(1)概念：由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。(2)结构特点①构成微粒：阴离子和阳离子，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是离子的个数比。②微粒间的作用力：离子键。③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的相对大小。2．晶格能(1)概念：拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量。符号：U；单位：kJ·mol1。如NaCl的晶格能为786kJ·mol1，可表示为：NaCl(s)→Na=(g)+Cl(g)U=786kJ·mol1(2)影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大。(3)晶格能与离子晶体物理性质的关系：晶格能越大，离子晶体的熔点越高，硬度越大。3．离子晶体的物理性质(1)熔、沸点：离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发。(2)硬度：离子晶体硬度较大。(3)导电性：离子晶体不导电，熔融态或溶于水后能导电。(4)溶解性：大多数离子晶体能溶于水，难溶于非极性溶剂（如苯、汽油、CCl4等）。三、常见离子晶体的结构1．NaCl晶体结构模型(1)在NaCl晶体中，每个Na+周围与它等距的Cl有6个，每个Cl周围与它等距的Na+有6个，即Na+和Cl配位数都是6。6个Na+（或Cl）围成一个正八面体。(2)每个Na+周围与它最近且等距的Na+有12个，每个Cl周围与它最近且等距的Cl有12个（同层4个，上层4个，下层4个）。(3)在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个（写出计算过程），含Cl12×eq\f(1,4)+1=4个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为Na4Cl4。(4)属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。2．CsCl晶体结构模型(1)在CsCl晶体中，每个CS+周围与它等距的Cl有8个，每个Cl周围与它等距的CS+有8个。CS+和Cl配位数都是8。(2)每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有6个，每个Cl周围与它最近且等距的Cl有6个（上、下、左、右、前、后）。(3)在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+：8×eq\f(1,8)=1个（写出计算过程），含Cl1个。CsCl晶体中Cs+与Cl的个数比为1:1。必背知识清单03共价键共价晶体一、共价键的形成1．共价键的概念原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用称为共价键。吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。2．共价键的形成过程（以H2分子的形成为例）(1)当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。(2)若两个氢原子核外电子的自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位，所以两个带有自旋方向相同的电子的氢原子不可能形成氢分子。3．共价键的本质当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。4．共价键的特征(1)饱和性：成键原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键，每个原子形成共价键的数目是一定的。(2)方向性：两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，原子轨道重叠越多，共价键越牢固。s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性。二、共价键的类型1．σ键和π键(1)分类依据：成键原子的原子轨道重叠方式。(2)σ键和π键的比较：键类型σ键π键原子轨道重叠方式沿核间连线方向以“头碰头”方式重叠沿核间连线两侧以“肩并肩”方式重叠原子轨道重叠部位两原子核连线之间核间连线上方和下方原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小成键规律判断共价单键一定是σ键，双键中一个是σ键，一个是π键，三键中一个是σ键，另两个是π键(3)几种分子的成键方式①N2中含有1个σ键和2个π键，结构式为：N≡N。②乙烷分子中碳原子与碳原子之间形成1个σ键，乙烯分子中碳原子与碳原子之间形成1个σ键和1个π键，乙炔分子中碳原子与碳原子之间形成1个σ键和2个π键。③有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成σ键比π键牢固，在化学反应中，π键容易断裂。④苯分子中，每个碳原子分别与1个氢原子、2个碳原子形成σ键，同时每个碳原子各有一个垂直于分子平面的p轨道，形成了一个以6个碳原子为中心的大π键。2．极性键和非极性键(1)极性键和非极性键比较类型形成元素共用电子对偏移原子电性非极性键同种元素两原子电负性相同，共用电子对不偏移两原子都不显电性极性键不同种元素共用电子对偏向电负性较大的原子电负性较大的原子显负电性，电负性较小的原子显正电性(2)极性键的强弱①极性共价键中，成键原子的吸引电子能力差别越大，共用电子对的偏移程度越大，共价键的极性越强。②通常可以根据元素的电负性差值判断极性键的强弱。3．配位键(1)定义：由一个原子提供孤电子对与另一个有空轨道可接受电子的原子形成的共价键。(2)表示常用“→”表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子。如NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))的结构式为，其实NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中4个N—H键是完全相同的。三、共价键的键参数1．共价键的键能和键长(1)键能的定义：共价键的键能是在101kPa、298K条件下，1mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，称为AB间共价键的键能。其单位为kJ·mol－1。如：断开1molH—H键吸收的能量为436kJ，即H—H键的键能为436kJ·mol－1。(2)键长的定义：两原子间形成共价键时，两原子核间的平均间距。(3)键能与键长的关系：当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠，重叠程度越大，键长越短，键能越大。2．键能与反应热的关系(1)反应物和生成物中化学键的强弱直接决定着化学反应过程中的能量变化。(2)若化学反应中旧化学键断裂所吸收的总能量大于新化学键形成所放出的总能量，该反应通常为吸热反应。反之，该反应为放热反应。(3)由键能计算化学反应的反应热ΔH＝反应物的键能总和—生成物的键能总和。3．键能及其应用(1)键能的意义：键能是衡量共价键稳定性的一个重要参数。键能越大，即形成共价键时放出的热量越多，共价键越稳定。①N2分子的化学性质很稳定，是因为N≡N的键能很大（946kJ·mol1）。②HF、HCl、HBr、HI键的键能依次为567kJ·mol1、431kJ·mol1、366kJ·mol1、298kJ·mol1，键能逐渐减小，HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性逐渐减弱。③CH2=CH2中C=C键的键能（615kJ·mol1）小于C2H6中CC键的键能（348kJ·mol1）的两倍，CH≡CH中C≡C键的键能（812kJ·mol1）小于CC键的键能的3倍，也小于CC键、C=C键的键能之和，表明乙烯、乙炔分子中的π键不如σ键牢固，比较容易断裂。(2)键能的应用：(1)表示共价键的强弱键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。(2)判断分子的稳定性结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。(3)判断化学反应的能量变化在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH<0时，为放热反应；ΔH>0时，为吸热反应。4．键长及其应用(1)键长的意义：键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。键能越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。键能和键长共同决定键的稳定性和分子的性质。例如：FF、ClCl、BrBr、II的键长逐渐增大，分子的稳定性逐渐减弱。(2)键长的比较方法：①根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。②根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长>双键键长>三键键长。如：当两个原子间形成双键、叁键时，由于原子轨道的重叠程度增大，原子之间的核间距减小，即键长变短。如CC、C=C、C≡C的键长分别为154pm、133pm、120pm。四、共价晶体1．共价晶体(1)概念：晶体中所有原子通过共价键结合，形成空间网状结构，这样的晶体叫做共价晶体。(2)共价晶体中只存在共价键，原子间全部通过共价键相结合。(3)共价晶体中不存在单个分子。如SiO2代表硅原子也氧原子的原子个数比为1:2，并不代表分子。2．常见的共价晶体(1)某些单质，如：金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体Ge等。(2)某些化合物，如：金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅（Si3N4）等。3．常见的共价晶体的结构(1)金刚石晶体①在晶体中每个碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构。②晶体中C—C—C夹角为109.5°。③最小环上有6个碳原子。④金刚石晶胞中共有8个碳原子，配位数为4。⑤金刚石晶体中每个C原子形成4个C—C键，而每个键为2个C原子所共有，故碳原子的个数与C—C键数比为1∶(4×1/2)=1∶2。因此12g（1mol）金刚石中含有2mol（2NA个）C—C键。(2)二氧化硅晶体①在晶体中每个硅原子与4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合，形成正四面体结构。②硅原子位于正四面体的中心，氧原子位于正四面体的顶点。③SiO2晶体中硅原子与氧原子的个数比为1:2。④1molSiO2含有4molSi—O键。4．共价晶体的物理性质(1)共价晶体一般有很高的熔点、沸点和很大的硬度。(2)结构相似的共价晶体，共价键的键长越长，键能越小，晶体的熔、沸点越低，硬度越小。必背知识清单04分子间作用力分子晶体一、范德华力1．分子间作用力(1)概念：将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力。(2)存在：共价分子间都存在分子间作用力。(3)特点：分子间作用力本质上是一种静电作用，比化学键弱得多。(4)分类：范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。2．范德华力(1)存在：范德华力是一种普遍存在于固体、液体和气体分子之间的一种作用力。(2)特点：与共价键相比，范德华力较小，一般没有饱和性和方向性。(3)影响因素：①分子的大小、空间构型以及分子中电荷分布是否均匀。②组成和结构相似的分子，其范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大。(4)对物质性质的影响：主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质。①分子间范德华力越大，物质的熔、沸点越高。②溶质与溶剂分子间的范德华力越大，物质的溶解度越大。二、氢键1．氢键的形成和表示H原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y之间形成氢键，通常用X—H…Y表示。上述X、Y通常指N、O、F等。2．氢键的特点(1)氢键可以存在于分子之间，也可以存在于分子内部。(2)氢键比化学键弱，比范德华力强。(3)氢键有分子内氢键和分子间氢键两种。3．氢键对物质物理性质的影响(1)含有分子间氢键的物质具有较高的熔点、沸点。如氟化氢的熔、沸点比氯化氢高。(2)含有分子间氢键的液体一般黏度比较大。如甘油、硫酸等。(3)分子间氢键的存在使溶质在水中的溶解度比较大。如氨极易溶于水，乙醇和水能以任意比互溶等。(4)含有分子内氢键的物质具有较低的熔、沸点。如：对羟基苯甲醛的熔点高于邻羟基苯甲醛()。醋酸和硝酸相对分子质量接近，但两种物质的熔点和沸点相差很大，因为醋酸分子形成了分子间氢键，而硝酸分子形成了分子内氢键。(5)对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度大。三、分子间作用力对物质性质的影响1．对物质熔、沸点的影响(1)范德华力对物质熔、沸点的影响①组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点就越高。如熔、沸点：CF4<CCl4<CBr4<CI4；CH4<C2H6<C3H8<C4H10。②组成相似且相对分子质量相近的物质，分子的电荷分布越不均匀，范德华力越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO>N2。③在同分异构体中，一般来说，支链越多，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。(2)氢键对物质熔、沸点的影响①某些氢化物分子存在氢键，如H2O、NH3、HF等（如图所示），会比同族氢化物沸点反常高，如：H2O>H2Te>H2Se>H2S。②分子内氢键和分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。如：邻羟基苯甲醛分子内的氢键对羟基苯甲醛分子间的氢键对羟基苯甲醛的熔点、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。2．对物质溶解性的影响(1)范德华力对物质溶解性的影响：溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，溶解度就越大。如在273K、101kPa时，氧气在水中的溶解量（49cm3·L1）比氮气在水中的溶解量（24cm3·L1）大，就是因为O2分子与水分子之间的作用力比N2分子与水分子之间的作用力大所造成的。(2)氢键对物质溶解性的影响：溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键3．对物质密度、黏度的影响(1)由于水分子间存在氢键，液态水变为冰，密度会变小。(2)分子间氢键的存在，使物质的黏度增大，如硫酸、甘油等。三、分子晶体1．分子晶体(1)概念：分子通过分子间作用力构成的固态物质，称为分子晶体。(2)构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。2．常见的分子晶体（1）所有非金属氢化物，如H2O、NH3、CH4等。（2）多数非金属单质，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。（3）部分非金属氧化物，如CO2、SO2、P2O5等。（4）几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H2SiO3等。（5）绝大多数有机物，如苯、乙醇、乙酸等（不包括有机盐）。（6）稀有气体。3．干冰分子晶体的结构特征(1)分子间作用力只有范德华力。(2)干冰晶体是一种面心立方结构，每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个，即配位数为12。(3)每个晶胞中含有CO2分子为4个。4．分子晶体的物理性质(1)由于构成分子晶体的作用力是分子间作用力，作用力比化学键小，因此分子晶体的熔、沸点都较低。由分子构成的物质，常温下大多呈气态或液态，固态分子一般熔点也比较低，加热易熔化或升华。(2)分子晶体在固态和熔化态不导电。(3)由分子构成的物质有的能溶于水，溶于水后能否导电，要分析溶于水后能够产生可以自由移动的离子。性可能有以下情况：①单质和非电解质，溶于水不发生电离，不导电，如O2、乙醇、蔗糖等。②电解质溶于水时发生部分电离或完全电离，能导电，如CH3COOH、HCl等。③溶于水时与水发生反应，生成了电解质，能导电，如Cl2、CO2等。5．混合型晶体——石墨晶体(1)石墨晶体是一种混合型晶体，为二维网状结构。(2)层内每一个碳原子以共价键与另外3个碳原子结合，层间为分子间作用力。(3)层内六边形结构中，每一个六边形中含有6×eq\f(1,3)=2个碳原子，6×eq\f(1,2)=3个碳碳键，碳原子与碳碳键键数之比为2:3。(4)每个碳原子有4个价电子，每个碳原子用3个价电子形成σ键。还有1个电子处于碳原子的2p轨道上，层内碳原子这些的2p轨道相互平行，相邻碳原子的p轨道相互重叠，形成大π键。这些p轨道中的电子可在整个层内运动，当施加外加电场时，可以沿电场方向运动，因而石墨具有导电性。(5)由于石墨晶体层间是以范德华力相结合，在外力作用下，石墨晶体的层与层之间发生相对滑动，具有润滑性。四、四种类型的晶体比较1．四种类型的晶体的结构与性质晶体类型金属晶体离子晶体共价晶体分子晶体结构构成微粒金属离子和电子阴离子、阳离子原子分子微粒间作用力金属键离子键共价键分子间作用力性质熔、沸点有的很高、有的低较高很高较低硬度大小不一较大较高较低导电性导电固态不导电、熔化或在水溶液中导电不导电熔化态（液态）不导电，溶于水有的导电举例Cu、Hg、NaNaCl、NH4Cl金刚石、SiO2干冰、碘2．四种类型晶体的熔、沸点比较(1)不同类型晶体的熔、沸点比较4种类型的晶体的熔、沸点高低，取决于组成晶体的微粒间的作用力大小，粒子间的作用力越大，晶体的熔、沸点越高；粒子间的作用力越小，晶体的熔、沸点越低。一般共价晶体的熔、沸点最高，分子晶体的熔、沸点最低。离子晶体和金属晶体要根据物质构成粒子间的作用力大小判断，但一般介于上述两者之间。如SiO2>NaCl>干冰。有的离子晶体熔点很高，如MgO。有的金属晶体的熔点很高，如W、Cr等，有的金属晶体的熔点很低，如汞、Na、K等。(2)同类晶体的熔沸点比较方法①离子晶体：一般地，化学组成、结构相似的晶体，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>KI；CaCl2>KCl。②共价晶体：共价晶体结构相似时，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。如金刚石>碳化硅>晶体硅。③金属晶体：金属晶体的核电荷数越多，原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强，熔、沸点越高。如Al>Mg>Na>K。一般合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。④分子晶体：分子晶体的熔沸点高、低由分子间作用力（氢键、范德华力）的强弱决定。比较分子晶体的熔、沸点，要先看是否有氢键形成，若形成分子间氢键，熔、沸点升高，若形成分子内氢键，则熔、沸点降低。对于分子晶体，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，晶体的熔、沸点越高。如CI4>CBr4>CCl4>CF4。组成相似且相对分子质量相近的物质，分子的电荷分布越不均匀，范德华力越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO>N2。在同分异构体中，一般来说，支链越多，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。【典例1】(1)写出铬(元素符号为Cr，原子序数为24)基态时的原子核外电子排布式：______________________，未成对电子数______个。(2)铬的熔点高于钙，原因是________________________________________________________。(3)Cr和Ca可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞结构如图1所示：①该晶体的化学式为__________________。②已知eq\r(2)≈1.4，氧离子、钙离子半径分别为140pm、100pm，该晶胞的参数约为________pm。③当该晶体中部分Ca2＋被相同数目的La3＋替代时，部分铬由＋4价转变为＋3价。若化合物中La3＋和Ca2＋的物质的量之比为eq\f(a,1－a)(a＜0.1)，三价铬与四价铬的物质的量之比为________。(4)硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相似，B、N原子相互交替排列见图2，其晶胞结构如图3所示。设层内B—N核间距为apm，面间距为bpm，则该氮化硼晶体的密度为__________________g·cm－3(用含a、b、NA、Mr(BN)的代数式表示)。答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s16(2)铬原子半径比钙原子半径小，而自由电子铬比钙多，故铬的金属键比钙的金属键牢固(3)①CaCrO3②343③eq\f(a,1－a)(4)eq\f(2Mr（BN）,3\r(3)a2bNA×10－30)解析：(1)Cr原子核外有24个电子，根据构造原理书写基态Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；其3d、4s能级上的电子都未成对，有6个；(2)Cr、Ca都是金属晶体，金属晶体熔沸点与金属键成正比，金属键与金属阳离子半径成反比，与金属阳离子所带电荷成正比，铬原子半径比钙原子半径小，而自由电子铬比钙多，故铬的金属键比钙的金属键牢固；(3)①该晶胞中Ca离子个数＝8×eq\f(1,8)＝1、O离子个数＝6×eq\f(1,2)＝3、Cr离子数为1，据此确定化学式为CaCrO3；②该晶胞中每个面对角线上两个Ca离子和一个氧离子紧密相邻，则该晶胞面对角线长度＝2×(140＋100)pm＝480pm，该晶胞的参数＝eq\f(480,\r(2))pm≈343pm；③若化合物中La3＋和Ca2＋的物质的量之比为eq\f(a,1－a)(a＜0.1)，则该晶胞中La3＋和Ca2＋的个数之比为a∶(1－a)，则该晶胞中含有Ca2＋个数为1－a，则La3＋个数为a，设三价铬与四价铬的物质的量之比x∶y，则x＋y＝1，根据化合物中各元素化合价的代数和为0知，3x＋4y＋3a＋2(1－a)＝3×2，解得：x＝a，y＝1－a，所以x∶y＝eq\f(a,1－a)；(4)图2中层内正六边形中B—N—B键的夹角是120°，则正六边形内2个B原子之间距离＝2×eq\f(\r(3),2)a×10－10cm＝eq\r(3)a×10－10cm，即为图3中晶胞底面菱形的边长，由图3可知晶胞底面菱形的锐角为60°、钝角为120°，故晶胞底面菱形面积＝(eq\r(3)a×10－10cm)×(eq\r(3)a×10－10cm×sin60°)＝eq\f(3\r(3),2)a2×10－20cm2，晶胞体积＝eq\f(3\r(3),2)a2×10－20cm2×2b×10－10cm＝3eq\r(3)ba2×10－30cm3，该晶胞中B原子个数＝4×eq\f(1,6)＋4×eq\f(1,12)＋1＝2、N原子个数＝2×eq\f(1,2)＋2×eq\f(1,3)＋2×eq\f(1,6)＝2，晶体密度＝eq\f(2M,VNA)＝eq\f(2Mr（BN）,3\r(3)a2bNA×10－30)g·cm－3。【典例2】(1)某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_____________。(2)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，棱长为a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图3所示。K与O间的最短距离为________nm。(3)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。答案：(1)Fe3CuN(2)0.315(3)体心棱心解析：(1)能量越低越稳定，故Cu替代a位置的Fe，形成晶胞中N原子处于体心、Cu原子处于顶点、Fe原子处于面心，晶胞中N原子数目＝1，N(Cu)＝8×eq\f(1,8)＝1，N(Fe)＝6×eq\f(1,2)＝3，化学式为Fe3CuN；(2)K与O间的最短距离为面对角线的一半，则K与O间的最短距离为eq\f(\r(2),2)×0.446nm＝0.315nm；(3)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为8×eq\f(1,8)＝1，则K也为1个，应位于体心，则O位于棱心，每个棱为4个晶胞共有，则O个数为12×eq\f(1,4)＝3。【典例3】离子晶体在医药行业中有着很多的用途。NaBr在医药上用于生产利尿剂和镇静剂；NaCl在医药上用作生理盐水；MgO在医药上用作抗酸剂与轻泻剂，抑制和缓解胃酸过多。(1)已知NaBr、NaCl、MgO等离子晶体的核间距离和晶格能如下表所示：NaBrNaClMgO离子的核间距/pm290282210晶格能/kJ·mol－17863791①NaBr晶体比NaCl晶体晶格能______(填“大”或“小”)，主要原因是___________________________。②MgO晶体比NaCl晶体晶格能大，主要原因是什么？_____________________________________。③NaBr、NaCl和MgO晶体中，熔点最高的是________。(2)Mg是第3周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点如表：氟化物NaFMgF2SiF4熔点/K12661534183从两个方面解释表中氟化物熔点差异的原因。_________________________________________________________________________________。答案：(1)①小NaBr比NaCl离子的核间距大②MgO晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且离子的核间距小③MgO(2)一方面因为NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF、MgF2远比SiF4熔点要高；另一方面因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径且Mg2＋所带电荷数较大，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF解析：(1)对同类型的离子晶体，离子半径越小，离子电荷数越多，晶格能越大，离子晶体越稳定，熔点越高。(2)一方面先比较不同类型晶体的熔点。NaF、MgF2为离子晶体，离子间以离子键结合，离子键作用强，SiF4固态时为分子晶体，分子间以范德华力结合，范德华力较弱，故NaF和MgF2的熔点都高于SiF4。另一方面再比较相同类型晶体的熔点。Na＋的半径比Mg2＋半径大，Na＋所带电荷数小于Mg2＋，所以MgF2的离子键比NaF的离子键强度大，MgF2熔点高于NaF熔点。【典例4】氮化硼(BN)是