高中-物质结构与性质(7)

晶胞计算的思维方法

1．晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。解决这类题，一是要掌握晶体“均摊法”的原理，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。 2．“均摊法”原理

特别提醒 ①在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。

②在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。

考点二 突破四类晶体的组成和性质

1．四类晶体的比较 类型比较 构成粒子 粒子间的分子晶体 原子晶体 金属晶体 金属阳离子、 自由电子 金属键 离子晶体 分子 分子间作用原子 共价键 阴、阳离子 离子键 相互作用力 硬度 力 较小 很大 有的很大，有的很小 有的很高，有的很低 常见溶剂难溶 较大 熔、沸点 较低 很高 较高 大多数易溶于水等极性溶剂 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 导电、导热性 一般不导电，一般不具有溶于水后有的导电 所有非金属氢化物(如水、硫化氢)、部分非金属单质(如卤素部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体导电性，个别为半导体 电和热的良导体 金属氧化物(如K2O、金属单质与Na2O)、强碱(如KOH、物质类别及举例 X2)、部分非金属氧化物(如CO2、SO2)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(有机盐除外) 硼)，部分非合金(如Na、金属化合物(如SiC、SiO2) Al、Fe、青铜) NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) 2．离子晶体的晶格能 (1)定义

气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ2mol

－1

。

(2)影响因素

①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。 ②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。 (3)与离子晶体性质的关系

晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。

晶体类型的5种判断方法

1．依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断

(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。 (2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。 (3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。 (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(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、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。

(3)常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。 (4)金属单质是金属晶体。

3．依据晶体的熔点判断 (1)离子晶体的熔点较高。 (2)原子晶体熔点很高。 (3)分子晶体熔点低。

(4)金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。 4．依据导电性判断

(1)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。 (2)原子晶体一般为非导体。

(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，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、硬而脆。 (2)原子晶体硬度大。 (3)分子晶体硬度小且较脆。

(4)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。 注意 (1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。

(2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42310－10m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54310－10m)短，所以熔、沸点高于金刚石。

(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点190℃)。

(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。

分类比较晶体的熔、沸点

1．不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律 原子晶体>离子晶体>分子晶体。

金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，如汞、镓、铯等熔、沸点很低，金属晶体一般不参与比较。 2．原子晶体

由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石>石英>碳化硅>硅。 3．离子晶体

一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。 4．分子晶体

(1)分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。

(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2

(3)组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。 (4)同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。 如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>

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考点三 突破五类晶体模型