高考化学一轮复习第31讲晶体结构与性质

第31讲

晶体结构与性质考点一物质的聚集状态与晶体的常识惠来县第二中学

陈燕杉日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？固态液态气态凝固凝华融化升华气化液化（放热）（放热）（放热）（吸热）（吸热）（吸热）思考引入

物质的三态变化是物理变化，只是分子间距离发生了变化，分子在固态只能振动，在气态能自由移动，在液态则介乎二者之间；变化时克服分子间作用力或破坏化学键，但不会有新的化学键形成。

绝大多数常见的固体是晶体，如：食盐、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石等；只有如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体。炭黑又称无定形体一、晶体与非晶体玻璃又称玻璃体熔融态物质凝固气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）溶质从溶液中析出从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体从熔融态结晶出的硫晶体升华得到的碘晶体1、晶体获得的途径一、晶体与非晶体熔融态SiO2快速冷却缓慢冷却玛瑙水晶2、晶体的特性(1)自范性：晶体能自发地呈现

外形的性质。(2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的

。(3)固定的熔点。3、晶体与非晶体的测定方法多面体物理性质测定方法测熔点晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点可靠方法对固体进行

实验X射线衍射B晶体非晶体微观结构特征性质特征自范性各向异性熔点鉴别方法间接方法科学方法举例粒子周期性有序排列粒子排列相对无序有无有无固定不固定熔点和各向异性X射线衍射实验NaCl、I2、SiO2、金属橡胶、玻璃晶体和非晶体的区别课堂小结1、下列关于各向异性的描述正确的是（）A、各向异性是指非晶体没有规则的几何形状B、各向异性是指非晶体的物理性质与方向的关系C、各向异性是指非晶体的内部结构与方向有关D、各向异性是指晶体的物理性质与方向的关系D2、区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是（）A、测定熔、沸点B、观察外形C、对固体进行X射线衍射测定D、通过比较硬度确定C课堂练习二、晶体结构的测定常用仪器：X射线衍射仪判断哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角，得出分子的空间结构。测定过程：

当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。单晶衍射图非晶态和晶态SiO2粉末衍射图谱的对比2025届广东一模第三章

晶体结构与性质考点二

晶体类型和性质1.金属晶体金属键

导电性

导热性

延展性

①在金属晶体中，原子间以__________相结合。②金属晶体的性质：优良的_________、_________和__________。金属晶体在三维空间的四种堆积模型简单立方堆积体心立方堆积六方最密方堆积面心立方堆积大多数金属单质与合金是金属晶体应用举例的熔、沸点低于，原因是同为金属晶体，的半径大于

，所带电荷数也小于，故

的金属键强，熔、沸点高金属键的强弱和对金属熔沸点的影响小多

强越高

A．金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越______，价电子数越______，金属键越______；反之，金属键越______。B．金属键越强，金属的熔、沸点越______，硬度越______。弱大

(1)构成粒子：__________和__________。(2)作用力：__________。(3)配位数：一个离子周围__________的__________离子的数目。阴离子

阳离子

离子键

最邻近

异电性

2、离子晶体常见离子晶体①NaCl型:在晶体中,每个Na+同时吸引

6

个Cl-,每个Cl-同时吸引

6

个Na+,配位数为

6

。每个晶胞含

4

个Na+和

4

个Cl-。

②CsCl型:在晶体中,每个Cl-吸引

8

个Cs+,每个Cs+吸引

8

个Cl-,配位数为

8

。

晶胞中S2－以面心立方堆积，Zn2＋占据S2－围成的8个正四面体空隙中的4个互不相邻的正四面体空隙。每个S2－周围距离最近且相等的锌离子有4个，每个锌离子周围距离最近且相等的硫离子有

个。1个ZnS晶胞中含有4个Zn2＋和4个S2－S2－Zn2＋4应用举例和的晶体结构相似,熔点较高的是

，原因是两者同属于离子晶体，半径小于，故

离子键强，熔点高；#b#的熔点低于的熔点，原因是两者同为离子晶体，

半径比大，所带电荷数也小于，故的离子键比

弱，熔点低一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。离子晶体的性质2025届广东一模原子

共价键

①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点______，硬度______。②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长________，键能越大，晶体的熔点________,如金刚石>碳化硅>硅。高

大

越短

越高

3、共价晶体应用举例晶体比化合物的熔点低，理由是晶体硅与

均属于共价晶体，晶体硅中比中的键长长，键能低，所以晶体

熔点低模拟卷（二）C石墨晶体结构石墨层状晶体中,每个碳原子的配位数为

3

,有1个未参与杂化的2p轨道,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是

2

;石墨的导电性只能沿着

石墨平面

的方向。

4、混合型晶体—石墨晶体常见的共价晶体模型金刚石晶体中,每个C与另外

4

个C形成共价键,C—C之间的夹角是109°28',最小的环是

六

元环。含有1mol碳的金刚石中,形成的共价键为

2

mol。

金刚石每个C原子被12个最小环共用；每个最小环含有1/2个C原子SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合，轨道均为sp3杂化，形成正四面体结构(2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2(3)Si：Si-O=1:4(4)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si(1)概念：只含________的晶体称为分子晶体。(2)粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以______________相互吸引，分子内原子之间以__________结合。分子

分子间作用力

共价键

(3)常见的分子晶体。①所有________________，如水、硫化氢、氨、甲烷等。②部分______________，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。③部分________________，如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。④几乎所有的______，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。⑤绝大多数__________的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。非金属氢化物

非金属单质

非金属氧化物

酸

有机物

5、分子晶体常见分子晶体模型①干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有

12

个。

②冰的结构模型中,每个水分子与相邻的

4

个水分子以氢键相连接,含1molH2O的冰中,最多可形成“氢键”数目为

2NA

个。

规律一般先氢键，后范德华力，最后分子的极性答题模板同为分子晶体，

存在氢键，而

仅存在较弱的范德华力同为分子晶体，

的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高同为分子晶体，两者的相对分子质量相同（或相近），

的极性大，熔、沸点高同为分子晶体，

形成分子间氢键，而

形成的则是分子内氢键，形成分子间氢键会使物质的熔、沸点升高分子晶体的性质应用举例的沸点比高，原因是两者同为分子晶体，

分子间存在较强的氢键，而

分子间仅有较弱的范德华力；#b#的熔、沸点比低，原因是两者同为分子晶体，

的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高；#b#的熔、沸点比

高，原因是两者同为分子晶体，相对分子质量相同，

的极性大，熔、沸点高应用举例（4）_____________的沸点比___________高的原因是__________形成分子内氢键，而______________形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力变大答题模板

为

晶体，而

为

晶体应用举例（1）金刚石的熔点比高，原因是金刚石是共价晶体，

是离子晶体；#b#的氯化物的熔点比的氯化物的熔点高，原因是

是离子晶体，而

为分子晶体不同类型晶体熔、沸点的比较规律：不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体(1)纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的_________。(2)几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数表中四种氧化物晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。过渡晶体

氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%625041335、过渡晶体不同晶体熔点高低的比较(1)看物质所属晶体类型,一般情况下,晶体的熔点:共价晶体>离子晶体>分子晶体。(2)同类晶体熔点比较思路归纳总结1、现有四组物质及熔点数据:回答下列问题:(1)Ⅰ组属于

晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是

。

共价Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组金刚石:3550℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶体:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶体:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1723℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃共价键题组一常见晶体类型判断(2)Ⅱ组晶体共同的物理性质是

(填序号)。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)Ⅲ组中HF的熔点反常,其原因是

。

(4)Ⅳ组晶体可能具有的性质是

(填序号)。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电

④熔融状态能导电①②③④HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多②④Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组金刚石:3550℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶体:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶体:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1723℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃2、根据下表中给出的有关数据,判断下列说法错误的是 (

)A.SiCl4是分子晶体B.晶体硼是共价晶体C.AlCl3是分子晶体,加热能升华D.金刚石中的C—C键能比晶体硅中的Si—Si键能弱D

AlCl3SiCl4晶体硼金刚石晶体硅熔点/℃190-682300>35501415沸点/℃17857255048272355题组二晶体熔、沸点的比较3、[2023·河北邯郸六校联考]第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题:(1)碳的一种单质的结构如图所示。该单质的晶体类型为

,依据电子云的重叠方式,原子间存在的共价键类型有

,碳原子的杂化轨道类型为

。

混合型晶体σ键、π键sp2(2)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸点依次

(填“增大”或“减小”),其原因是

。

(3)SiO2的熔点比CO2的高,其原因是

。

增大三种物质均为分子晶体,结构与组成相似,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高SiO2为共价晶体,而CO2为分子晶体(4)四卤化硅的沸点和四