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晶体的类型及性质


晶体的类型及性质 二. 知识重点: 1. 复习有关化学键的知识 2. 晶体的类型: (1)离子晶体 (2)原子晶体 (3)分子晶体 (4)金属晶体 3. 晶体的结构及性质:
比较 结构粒子 粒子间作用力 硬度 原子晶体 原子 共价键 高 离子晶体 阴、阳离子 离子键 硬而脆 分子晶体 分子 分子间作用力 小 金属晶体 金属离子和自由电子 金属键 一般较高 熔、沸点跨度大,有 熔点沸点 高 较高 低 的很高,较高,也有 的很低 一般不导电, 个别是半导 其他性质 体(如:硅晶 体)不溶于 水,无延展 性,导热差 金刚石、 晶体 实例 硅、 SiO2 、 溶于水或熔化时可导电, 晶体不导电。 不导热, 无 延展性 某些物质溶于水 可导电。晶体、 熔化时均不导 电。无导热性、 延展性 晶体可导电,导热及 延展性良好

NaCl 、 NaOH 、

He、H2、S、P4、 H2O、HCl、 H2SO4、NH3 及绝 大部分有机物等 各种金属单质及合金

NH 4 NO3 、 Na 2 O2 、

SiC 等

MgO 、

ONa


4. 性质与结构的关系: 形成晶体的作用力强弱直接影响晶体的物理性质。 5. 常见的几种晶体模型:( NaCl 、 CsCl 、干冰、金刚石及 SiO2 等)

【典型例题】
[例 1] 下列物质的熔点由高到低排列,正确的是( A. Li ? Na ? K ? Cs C. F2 ? Cl2 ? Br2 ? I 2 ) B. NaCl ? KCl ? RbCl ? CsCl D. 金刚石 ? 硅 ? 碳化硅

解析: 根据晶体类型判断熔沸点高低的规律为:(一般) 原子晶体 ? 离子晶体 ? 分子晶体 而同类晶体内熔、沸点高低判断规律是: 原子晶体内原子的半径越小,形成共价键的键长短,键能大则键牢固,熔沸点高。 离子晶体内阴、阳离子的半径越小,离子所带电荷越多则形成的离子键越牢固,熔沸 点越高。 相同结构的分子形成晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高。

金属晶体的熔沸点高低取决于金属离子的半径和自由电子数,离子半径小,自由电子 数多,则熔沸点高。 故应选 A、B。 答案:A、B [例 2] 下图表示一些晶体中的某些结构,它们分别是 NaCl 、 CsCl 、干冰、金刚石、石墨 结构中的某一种的某一部分。

A

B

C

D E (1)其中代表金刚石的是 (填编号字母,下同),其中每个碳原子最接近且 距离相等。金刚石属于 晶体。 (2)其中代表石墨的是 ,其每个正六边形占有的碳原子数平均为 个。

1mol 石墨中碳原子数与所形成的共价键数之比为
(3)其中表示 NaCl 的是 个。 (4)代表 CsCl 的是 (5)代表干冰的是 ,它属于 ,它属于
?


?

,每个 Na 周围与它最接近且距离相等的 Na 有

晶体,每个 Cs 与 晶体,每个 CO2 分子与 。

?

个 Cl 紧邻。 个 CO2 分

?

子紧邻。 (6)上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为:

NaCl 解析: 解此题首先要记住几种晶体的基本模型。 金刚石为 D, 石墨为 E, 干冰为 B,
为 A, CsCl 为 C,然后根据晶体的组成及空间构型回答后面问题。 值得注意的应为(2)和(3)、(4)、(5)中粒子紧邻的数值关系。 (2)当碳原子通过共用电子对形成六元环时,每一个碳原子被三个环所共用,则形成

一个正六边形平均碳原子为:

6?

1 ?2 3 。同理所成共价键被 2 个正六边形共同,则形成键

数平均为:

6?

1 ?3 2 ,二者之比为 2 : 3 。

(3)、(4)、(5)中先选择一个原子,寻找等距离且最近的原子。 答案: (1)D;原子晶体 (4)C;离子;8 (2)E;2; 2 : 3 (5)B;分子;12 ) D. Al (3)A;12 (6) E ? D ? A ? C ? B

[例 3] 下列化学式表示物质分子的是( A. Na2 SO4 B. SiO2

C. H 2 SO4

解析:在四种晶体中,只有分子晶体才存在真正的分子,所以四个备选答案中只有

C : H 2 SO4 才是分子晶体,存在真正的分子。
答案:C [例 4] 如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、电光等功能的晶体材料的最小结构 单元(晶胞)。晶体内与每个“ Ti ”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各 元素所带电荷均已略去)( A. 8; BaTi8 O12 C. 6; BaTiO3 ) B. 8; BaTi4 O9 D. 3; BaTi2 O3

△ Ba

○ Ti

● O

解析:解此类题要先了解分割法,上图为一个晶胞,它来自一种晶体的一部分,则顶

点粒子是切割后只剩 8 ,则 Ti 原子个数为:

1

8?

1 1 ?1 8 ,棱上的粒子是切割后只剩 4 ,则

O 原子个数为:

12 ?

1 ?3 4 ,立方体中心(体心)有一个完整的原子,则 Ba 原子个数为:1,

1 化学式为: BaTiO3 ,由图可见将该晶胞中任一顶点 Ti 为中心,补足晶胞,使其由 8 还原
为 1,可知有 6 个 O 原子紧邻。 答案:C

【模拟试题】
一. 选择题: 1. 金属的下列性质与自由电子无关的是( ) A. 密度大小 B. 导电性 C. 延展性 D. 导热性 2. 下列说法正确的是( ) A. NaCl 易溶于水,难溶于汽油 B. P4 具有正四面体结构,所以它是原子晶体 C. 分子晶体中分子间作用力越大,其化学性质越稳定 D. 离子晶体一般具有较高的熔点和沸点 3. 硒有两种同素异形体:灰硒和红硒。灰硒溶于三氯甲烷,红硒溶于二硫化碳,它们都 不溶于水,则灰硒和红硒的晶体是( ) A. 原子晶体 B. 分子晶体 C. 金属晶体 D. 以上均有可能 4. 共价键、金属键、离子键和分子间作用力都是构成物质的粒子间的不同作用,含有以 上所说的两种作用的晶体是( ) A. SiO2 晶体 B. CCl4 晶体 C. MgCl2 晶体 ) D. NaOH 晶体

5. 下列物质按熔点从低到高的顺序排列的是( A. F2、 Cl2 、 Br2 、 I 2 C. HF 、 HCl 、 HBr 、 HI

B. Li 、 Na 、 K 、 Rb D. Si 、 SiC 、 SiO2 、 NaCl

6. 在海洋底部存在大量称为“可燃冰”的物质,其蕴藏量是地球上煤、石油的几百倍, 因而是一种等待开发的巨大能源物质。 初步查明可燃冰是甲烷、 乙烷等可燃性气体的水合物。 有关可燃冰的下列推测中不正确的是( ) A. 高压、低温有助于可燃冰的形成 B. 常温、常压下可燃冰是一种稳定的物质 C. 可燃冰的微粒间可能存在一种比范德华力更强的相互作用力 D. 构成可燃冰的原子间存在极性共价键 7. 各晶体中其中任何 1 个原子都被相邻的 4 个原子所包围,以共价键形成四面体结构, 并向空间伸展形成立体网状结构的是( ) A. 甲烷 B. 石墨 C. 晶体硅 D. 水晶 8. 1993 年世界 10 大科技新闻称, 中国科学家徐志傅和美国科学家共同合成了世界上最大 的碳氢化合物, 其中 1 个分子是由 1134 个碳原子和 1146 个氢原子构成。 关于该物质的下列 说法中错误的是( ) A. 该物质属于烃类 B. 常温下呈固态 C. 具有类似金刚石的硬度 D. 能在空气中燃烧

9. 食盐晶体如下图所示。在晶体中●表示 Na ,○表示 Cl 离子。已知食盐的密度为

?

?

?g ? cm ?3 , NaCl 的摩尔质量为 Mg ? mol ?1 ,阿伏加德罗常数为 N,则在食盐晶体里 Na ?
离子和 Cl 离子的核间距大约是(
?



3

A.

2M cm ?N

3

B.

M cm 2 ?N

3

C.

2N cm ?N

3

D.

M cm 8 ?N

10. 下列关系正确的是(



? ? ? 3? A. 离子半径: Cl ? F ? Na ? Al

B. 熔点:石英 ? 食盐 ? 冰 ? 干冰
2? 2? 2? ? C. 结合 H 能力: SO4 ? SO3 ? CO3

D. 热稳定性: PH 3 ? H 2 S ? HCl ? HF 二. 填空题: 11. A、B、C 为同周期元素,已知 A 元素的原子 K、L 层电子数之和比 M、L 层电子数之 和大 1,B 元素原子与同周期其他元素的原子相比半径最小,C 元素原子的最外层电子数与 核外电子层相同。 (1)写出上述三种元素符号和名称: A: 、B: 、C: 。 (2)B 元素的阴离子的结构示意图为 。 (3)B 元素单质的晶体类型是 ,C 元素的晶体中微粒间较强的相互作用是 ,A、B 两元素形成的化合物的电子式为 ,其晶体类型为 。 (4)将 C 的单质与 A 的氧化物的水溶液共热发生反应的离子方程式为 。 (5)在 B 与 C 形成的化合物的水溶液中,放入少量 A 单质的现象为 ,发生 反应的离子方程式为 。 12. A、B 两元素的最外层都只有一个电子。A 的原子序数等于 B 的原子序数的 11 倍,A 的离子的电子层结构跟周期表中非金属性最强的元素的阴离子的电子层结构相同,元素 C 与 B 易五形成化合物 B2 C ,该化合物常温下呈液态。则: (1)A 的原子结构示意图为 (2)C 在固态时属于 ,在固态时属于 晶体。 ,

晶体。B 与 C 形成化合物 B2 C 的化学式为

电子式为

;它是由

键形成的

分子,在固态时属于

晶体。

13. 溴化碘( IBr )是一种卤素互化物,它有很高的化学活性,有许多性质跟卤素单质相 似。它在常温、常压下是深红色固体, 熔点 41℃, 沸点 116℃。固体溴化碘是 晶体, 含有 键。溴化碘与水反应,生成一种无氧酸和一种含氧酸,反应方程式是 。

【试题答案】
一. 1. A 9. B 2. AD 3. B 4. BD 5. A 6. B 7. C 8. C

提示:1mol NaCl 的体积: ?

M cm 3

M cm 3 1 mol 个 ,1 个 NaCl 晶体的体积: ?N ,2 个

M NaCl 晶体的边长: 2 ?N ,即等于 Na ? 与 Cl ? 的核间距。
3

注:每一个 NaCl 晶体的晶胞含 4 个 NaCl 。1 个 NaCl 晶体的体积为晶胞中 2 个立方 体。 10. AB 二. 11. (1) Na 、钠; Cl 、氯; Al 、铝

(2)
? ? Na ? [ ? Cl ?] ?? ?? ?

(3)分子晶体;金属键; (4) 2 Al ? 2OH
?

;离子晶体

? ? ? ? 2 AlO2 ? 3H 2 ? 3?

(5)A 在液面上游动,发出嘶嘶声并有白色沉淀生成; 6 Na ? 2 Al

? 6H 2O ? ? ?

2 Al (OH ) 3 ? ?3H 2 ? ?6 Na ?
12.

(1)

;金属
? H? O ?H ?? ?? ?

(2)分子; H 2 O ;

;极性;极性;分子

13. 分子;极性; IBr ? H 2 O ? HIO ? HBr

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学会感动 (接上期) 丁大卫的普普通通的话, 让我从另一个角度认识了我们的国旗, 也让我的眼泪不听话地 掉下来。当崔永元问丁大卫在中国感觉苦不苦时,丁大卫说,很好的,比如这次你们中央台 就让我这样一个平凡的人来做嘉宾,而且还让我坐飞机,吃很好的饭菜。 我看见崔永元有些不好意思地脸红了,他幽默地说:"我觉得你挺像我们中国的一个人; 雷锋!" 丁大卫想了想,说:"还真有点儿像。"大伙儿"轰"地一声善意地笑开了。"只是,雷锋挺平 常的,他只是一个凭良心做事的人,这样的人不应该只有一个,每个人都应该做得到的!" 他认真地补充道。没有人再笑了,就连崔永元的脸上都显出了小学生的表情。


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