晶体结构与性质
考点一 晶体和晶体类型
1知识梳理
1.晶体
(1)晶体与非晶体
晶体 | 非晶体 | ||
结构特征 | 结构微粒______排列 | 结构微粒______排列 | |
性质 特征 | 自范性 | ________ | ________ |
熔点 | ________ | ________ | |
异同表现 | ________ | ________ | |
二者区 别方法 | 间接方法 | 看是否有固定的________ | |
科学方法 | 对固体进行__________实验 | ||
(2)得到晶体的三条途径
①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接__________。
③溶质从溶液中析出。
2．晶胞
(1)概念：描述晶体结构的________。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有________。
②并置：所有晶胞____排列、____相同。
3．晶格能
(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：________。
(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____。
②离子的半径：离子的半径越____，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____，且熔点越____，硬度越____。
4．四种常见晶体类型
类型 比较 | 分子晶体 | 共价晶体 | 金属晶体 | 离子晶体 |
构成粒子 | ____ | ____ | 金属阳离子、自由电子 | ________ |
粒子间的相 互作用力 | ________(某些含氢键) | ______ | ______ | ______ |
硬度 | ____ | ____ | 有的____，有的____ | ____ |
熔、沸点 | ____ | ____ | 有的____，有的____ | ____ |
溶解性 | 相似相溶 | 难溶于任何溶剂 | 常见溶剂难溶 | 大多易溶于水等极性溶剂 |
导电、传热 性 | 一般不导电，溶于水后有的导电 | 一般不具有导电性，个别为半导体 | 电和热的良导体 | 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 |
[判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高( )
(2)具有规则几何外形的固体一定是晶体( )
(3)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块( )
(4)通过X射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体( )
(5)晶胞是晶体中的最小的“平行六面体”( )
(6)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列( )
(7)在分子晶体中一定有范德华力和化学键( )
(8)原子晶体(共价晶体)的熔点一定比金属晶体的高( )
(9)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( )
[提醒]
(1)晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六面体”。
(2)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)。
(3)原子晶体(共价晶体)中一定含有共价键，而分子晶体中不一定有共价键，如稀有气体的晶体。
(4)原子晶体(共价晶体)熔化时，破坏共价键，分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，分子内的共价键不被破坏。
2对点速练
练点一 晶胞与晶体类型判断
1．下图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是( )
A.碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构
B．用切割法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体
D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
BCl3 | Al2O3 | Na2O | NaCl | AlF3 | AlCl3 | 干冰 | SiO2 |
－107 | 2 073 | 920 | 801 | 1 291 | 190 | －57 | 1 723 |
2．下列数据是对应物质的熔点(℃)：
据此做出的下列判断中错误的是( )
A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
3．GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是______________________________。GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。
练后归纳
晶体类型与物质类别
原子晶体(共价晶体) | 金属晶体 | 离子晶体 | 分子晶体 | |
物质 类别 及举 例 | 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2) | 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) | 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) | 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) |
练点二 晶体的类型与性质
4．北京大学和中国科学院的化学工作者成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60。实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析中正确 A．K3C60晶体中既有离子键又有极性键 B．K3C60晶体的熔点比C60晶体的熔点低
C．该晶体熔化时能导电 D．C60分子中碳原子是采用sp3杂化的
5．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 | B组 | C组 | D组 |
金刚石：3 550 ℃ | Li：181 ℃ | HF：－83 ℃ | NaCl：801 ℃ |
硅晶体：1 410 ℃ | Na：98 ℃ | HCl：－115 ℃ | KCl：776 ℃ |
硼晶体：2 300 ℃ | K：64 ℃ | HBr：－89 ℃ | RbCl：718 ℃ |
二氧化硅：1 723 ℃ | Rb：39 ℃ | HI：－51 ℃ | CsCl：645 ℃ |
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B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)C组中HF熔点反常是由于_______________________________________________。
(4)D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
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因为________________________________________________________________________。
6．(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列各种晶体：①晶体硅；②硝酸钾；③金刚石；④碳化硅；⑤干冰；⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是________________________(填序号)。
(2)继C60后，科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象：熔点Si60>N60>C60，而破坏分子所需要的能量N60>C60>Si60，其原因是_______________________________________________
方法总结
晶体熔沸点高低的比较方法
1．首先看物质的状态，一般情况下固体>液体>气体；二是看物质所属类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体。
2．同类晶体熔沸点比较思路为：共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。
考点二 晶体结构的分析与计算
1知识梳理
1.典型晶体结构模型分析
