高中化学专题之晶体结构知识

1、晶体类型判别：分子晶体：大部分有机物、几乎所有酸、大多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物。共价晶体：仅有几种，晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石、金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）、二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、石英等；金属晶体：金属单质、合金；离子晶体：含离子键的物质，多数碱、大部分盐、多数金属氧化物；分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体对比表晶体类型分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体定    义分子通过分子间作用力形成的晶体相邻原子间通过共价键形成的立体网状结构的晶体金属原子通过金属键形成的晶体阴、阳离子通过离子键形成的晶体组成晶体的粒子分  子原  子金属阳离子和自由电子阳离子和阴离子组成晶体粒子间的相互作用范德华力或氢键共价键金属键（没有饱和性方向性）离子键（没有饱和性方向性）典型实例冰（H2O）、P4、I2、干金刚石、晶体硅、SiO2、 Na、Mg、Al、FeNaOH、NaCl、K2SO4 冰（CO2）、S8SiC特征熔点、沸点熔、沸点较低熔、沸点高  一般较高、部分较低熔、沸点较高导热性不  良不  良良  好不  良导电性差，有些溶于水可导电多数差良  好固态不导电，熔化或溶于水能导电机械加工性能不  良不  良良  好不  良硬 度硬度较小高硬度一般较高、部分较低略硬而脆溶解性相似相溶不  溶不溶，但有的反应多数溶于水，难溶于有机溶剂3、不同晶体的熔沸点由不同因素决定：离子晶体的熔沸点主要由离子半径和离子所带电荷数（离子键强弱）决定，分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量的大小决定，共价晶体的熔沸点主要由晶体中共价键的强弱决定，且共价键越强，熔点越高。4、金属熔沸点高低的比较： （1）同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔沸点升高。  （2）同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔沸点降低。 （3）合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。 （4）金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低（-38.9℃），而铁等金属熔点很高（1535℃）。5、共价晶体与金属晶体熔点比较共价晶体的熔点不一定都比金属晶体的高，如金属钨的熔点就高于一般的原子晶体。6、分子晶体与金属晶体熔点比较分子晶体的熔点不一定就比金属晶体的低，如汞常温下是液体，熔点很低。7、判断晶体类型的主要依据？   一看构成晶体的粒子（分子、原子、离子）；二看粒子间的相互作用；另外，分子晶体熔化时，化学键并未发生改变，如冰→水。8、化学键化学变化过程一定发生就化学键的断裂和新化学键的形成，但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化，如食盐的熔化会破坏离子键，食盐结晶过程会形成离子键，但均不是化学变化过程。9、判断晶体类型的方法？（1）依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断  ① 离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用力是离子键。  ② 共价晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键。  ③ 分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。   ④ 金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用力是金属键。（2）依据物质的分类判断  ① 金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。  ② 大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。  ③ 常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。  ④ 金属单质（除汞外）与合金是金属晶体。（3）依据晶体的熔点判断  ① 离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度。 ② 共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度。 ③ 分子晶体的熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④ 金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。（4）依据导电性判断① 离子晶体的水溶液及熔化时能导电。② 共价晶体一般为非导体。③ 分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。④ 金属晶体是电的良导体。 （5）依据硬度和机械性能判断① 离子晶体硬度较大或较硬、脆。② 共价晶体硬度大。③ 分子晶体硬度小且较脆。④ 金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。（6）判断晶体的类型也可以根据物质的物理性质：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 固态不导电，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共价晶体，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。⑤ 熔点在一千摄氏度以下无共价晶体。⑥ 熔点低，能溶于有机溶剂的晶体是分子晶体。10、晶体熔沸点高低的判断？ （1）不同类型晶体的熔沸点：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体（除少数外）＞分子晶体；金属晶体熔沸点有的很高，如钨，有的很低，如汞（常温下是液体）。 （2）同类型晶体的熔沸点：   ① 共价晶体：结构相似，半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高。如金刚石＞氮化硅＞晶体硅。② 分子晶体：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越强，晶体熔沸点越高。如CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4。   若相对分子质量相同，如互为同分异构体，一般支链数越多，熔沸点越低，特殊情况下分子越对称，则熔沸点越高。   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。③ 金属晶体：所带电荷数越大，原子半径越小，则金属键越强，熔沸点越高。如Al＞Mg＞Na＞K。④ 离子晶体：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＞KBr＞KI。11、Na2O2Na2O2的阴离子为O22-，阳离子为Na+，故晶体中阴、阳离子的个数比为1：2。12、堆积方式离子晶体中，阴、阳离子采用不等径密圆球的堆积方式。13、稳定性分子的稳定性是由分子中原子间化学键的强弱决定。14、冰的熔化 冰是分子晶体，冰融化时破坏了分子间作用力和部分氢键，化学键并未被破坏。15、离子晶体熔化离子晶体熔化时，离子键被破坏而电离产生自由移动的阴阳离子而导电，这是离子晶体的特征。16、离子晶体特例① 离子晶体不一定都含有金属元素，如NH4Cl② 离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如NaOH、Na2O217、非离子晶体特例① 溶于水能导电的不一定是离子晶体，如HCl等② 熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如Si、石墨、金属等。③ 金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。