离子晶体、分子晶体和原子晶体.doc

离子晶体、分子晶体和原子晶体
[学法指导]在学习中要加强对化学键中的非极性键、极性键、离子键、晶体类型及结构的认识与理解；在掌握微粒半径递变规律的基础上，分析离子晶体、原子晶体、分子晶体的熔点、沸点等物理性质的变化规律；并在认识晶体的空间结构的过程中，培养空间想象能力及思维的严密性和抽象性。同时，关于晶体空间结构的问题，很容易与数学等学科知识结合起来，在综合题的命题方法具有广阔的空间，因此，一定要把握基础、领会实质，建立同类题的解题策略和相应的思维模式。[要点分析]一、晶体固体可以分为两种存在形式：晶体和非晶体。晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶体在一定条件下也可转变为晶体。晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列，从而使晶体内部各个部分的宏观性质是相同的，而且具有固定的熔点和规则的几何外形。NaCl晶体结构食盐晶体金刚石晶体金刚石晶体模型钻石C60分子二、晶体结构1．几种晶体的结构、性质比较
类型离子晶体原子晶体分子晶体构成微粒阴、阳离子原子分子相互作用离子键共价键分子间作用力硬度较大很大很小熔沸点较高很高很低导电性溶液或熔化导电一般不导电不导电溶解性一般易溶于水难溶水和其他溶剂相似相溶典型实例NaCl、KBr等金刚石、硅晶体、SiO2、SiC单质：H2、O2等化合物：干冰、H2SO42．几种典型的晶体结构：（1）NaCl晶体（如图1）：每个Na+周围有6个Cl-，每个Cl-周围有6个Na+，离子个数比为1：1。（2）CsCl晶体（如图2）：每个Cl-周围有8个Cs+，每个Cs+周围有8个Cl-；距离Cs+最近的且距离相等的Cs+有6个，距离每个Cl-最近的且距离相等的Cl-也有6个，Cs+和Cl-的离子个数比为1：1。（3）金刚石（如图3）：每个碳原子都被相邻的四个碳原子包围，以共价键结合成为正四面体结构并向空间发展，键角都是109º28'，最小的碳环上有六个碳原子。（4）石墨（如图4、5）：层状结构，每一层内，碳原子以正六边形排列成平面的网状结构，每个正六边形平均拥有两个碳原子。片层间存在范德华力，是混合型晶体。熔点比金刚石高。（5）干冰（如图6）：分子晶体，每个CO2分子周围紧邻其他12个CO2分子。（6）SiO2：原子晶体，空间网状结构，Si原子构成正四面体，O原子位于Si－Si键中间。（SiO2晶体中不存在SiO2分子，只是由于Si原子和O原子个数比为1∶2，才得出二氧化硅的化学式为SiO2）紫水晶大水晶二氧化晶体模型3．离子晶体化学式的确定确定离子晶体的化学式实际上是确定晶体中粒子个数比。其方法如下：（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞。（2）处于棱上的粒子同时为4个晶胞共有，每个粒子有1/4属于该晶胞。（3）处于面心上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子有1/2属于该晶胞。（4）处于晶胞体心的粒子，则完全属于该晶胞。4．根据物质的物理性质判断晶体的类型（1）在常温下呈气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体（Hg除外），如H2O、H2等。对于稀有气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作单原子分子，因为微粒间的相互作用力是范德华力，而非共价键。（2）在熔融状态下能导电的晶体（化合物）是离子晶体。如：NaCl熔融后电离出Na＋和Cl－，能自由移动，所以能导电。（3）有较高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为原子晶体，如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。（4）易升华的物质大多为分子晶体。三、分子间作用力和氢键1．分子间作用力分子间作用力又叫范德华力，是分子与分子之间微弱的相互作用，它不属于化学键范畴。分子间作用力广泛存在于分子与分子之间，由于相互作用很弱，因此只有分子与分子充分接近时，分子间才有作用力。2．氢键氢键是在分子间形成的，该分子中必须含有氢原子，且另一种原子吸引电子的能力很强（具体有F、O、N三种元素），只有这样才能形成氢键。常见的能形成氢键的分子主要有HF、H2O、NH3等。氢键的实质也是静电作用，氢键的强度比分子间作用力稍强，但比化学键弱的多，它仍不属于化学键范畴。氢键对物质熔、沸点的影响结果是使物质的熔点和沸点均升高。例如H2O和H2S的组成与结构相似，相对分子质量H2S>H2O，若仅以分子间作用力论，H2S的熔、沸点应大于H2O，可实际上H2O在常温状态下是液态，而H2S在通常状态下是气态，说明H2O的熔、沸点比H2S高，原因就是H2O分子中存在H…O键。四、物质的熔沸点比较及规律（1）不同类型的晶体，一般来讲，熔沸点按原子晶体>离子晶体>分子晶体。（2）由共价键形成的原子晶体中，原子半径越小的，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。如熔点：金刚石>石英>碳化硅>晶体