化學(xué)必修2學(xué)案專題一第三單元第2課時不同類型的晶體

第2課時不同類型的晶體一、晶體1.3．液晶的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)特點液晶是一種介于晶體狀態(tài)和液態(tài)之間的中間態(tài)物質(zhì)，它兼有液體和晶體的某些特點，表現(xiàn)出一些獨特的性質(zhì)，通常只有那些分子較大，分子形狀呈長形或蝶形的物質(zhì)，才易形成液晶態(tài)。二、幾種晶體類型1．離子晶體(1)含義：離子化合物中的陰、陽離子按一定的方式有規(guī)則地排列形成的晶體。①構(gòu)成微粒：陰、陽離子；②微粒間作用力：離子鍵。(2)實例——NaCl的晶體結(jié)構(gòu)：2．分子晶體(1)含義：由分子構(gòu)成的物質(zhì)所形成的晶體。①構(gòu)成微粒：分子；②微粒間作用力：分子間作用力。(2)實例——干冰晶體的結(jié)構(gòu)：3．原子晶體(1)含義：原子間通過共價鍵結(jié)合形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。①構(gòu)成微粒：原子；②微粒間作用力：共價鍵。(2)實例——石英晶體結(jié)構(gòu)4．金屬晶體(1)含義：由金屬單質(zhì)或合金形成的晶體是金屬晶體。(2)構(gòu)成微粒：金屬陽離子和自由電子。(3)微粒間作用力：金屬鍵。三、常見晶體的比較探究點一四種常見的晶體類型注意：在原子晶體、離子晶體、金屬晶體中不存在單個的分子，因此無分子式，只有化學(xué)式。如“NaCl”表示組成晶體中Na＋、Cl－的最簡整數(shù)比，不是分子式。特別提醒：(1)熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物不可能是分子晶體，因為分子晶體在熔融狀態(tài)下也不能電離出自由移動的離子，分子晶體一般只能在水溶液中電離，而離子晶體在水溶液或熔融狀態(tài)下都能電離出自由移動的離子。(2)分子間作用力只對由分子構(gòu)成的物質(zhì)的物理性質(zhì)如熔、沸點，揮發(fā)性等有影響，與化學(xué)性質(zhì)無關(guān)。特別與穩(wěn)定性無關(guān)，分子的穩(wěn)定性由分子內(nèi)部化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定。(3)從物質(zhì)分類的角度歸納常見的分子晶體時要注意：分類的依據(jù)不同，類別也不同。可以說是“大多數(shù)有機(jī)物”“大多數(shù)共價化合物”等都是分子晶體；還可以說“所有的酸、某些弱堿、非金屬的氫化物、很多非金屬氧化物、很多非金屬單質(zhì)、稀有氣體”等都是分子晶體。(4)原子晶體必須是“空間網(wǎng)狀”結(jié)構(gòu)，僅平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不是原子晶體，如石墨晶體不是原子晶體。原子晶體的化學(xué)式不是分子式，如同離子晶體，其化學(xué)式只是該物質(zhì)組成的原子個數(shù)最簡整數(shù)比。1．溶于水能導(dǎo)電的晶體一定是離子晶體嗎？提示：不一定。離子晶體溶于水能導(dǎo)電，但溶于水能導(dǎo)電的晶體卻不一定是離子晶體，如HCl氣體溶于水形成鹽酸能導(dǎo)電，但HCl形成的是分子晶體。因此判斷一種化合物是否為離子晶體，應(yīng)看其在熔融狀態(tài)是否導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的為離子晶體。2．物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時，化學(xué)鍵一定發(fā)生變化嗎？提示：不一定。離子晶體、原子晶體狀態(tài)發(fā)生變化時分別破壞了離子鍵和共價鍵，但分子晶體狀態(tài)發(fā)生變化時破壞的是分子間作用力，化學(xué)鍵不發(fā)生變化?！纠?】自然界中的CaF2又稱螢石，是一種難溶于水的固體物質(zhì)，屬于典型的離子晶體，下列一定能說明CaF2是離子晶體的是()A．CaF2難溶于水，其水溶液的導(dǎo)電性極弱B．CaF2的熔沸點較高，硬度較大C．CaF2固體不導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電D．CaF2在有機(jī)溶劑(如苯)中的溶解度極小【思路分析】晶體的類型由構(gòu)成晶體的微粒決定。不同的晶體因為結(jié)構(gòu)、存在的作用力不完全相同，性質(zhì)上表現(xiàn)出了較大的差異性。在對晶體的類型及性質(zhì)進(jìn)行判斷分析時，一般通過物質(zhì)的類別判斷出物質(zhì)所屬晶體類型，根據(jù)晶體類型判斷具體物質(zhì)的性質(zhì)；也可通過不同類型的晶體具有的特征性質(zhì)去判斷晶體類型，從而進(jìn)一步判斷出晶體的其他性質(zhì)?！窘馕觥侩x子晶體中含有離子鍵，離子鍵在熔融狀態(tài)下能夠被破壞，電離出自由移動的陰、陽離子，所以離子晶體在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?。這是判斷某晶體是否為離子晶體的實驗依據(jù)?！敬鸢浮緾美國LawreceLiermore國家實驗室(LINL)成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的原子晶體，下列關(guān)于CO2的原子晶體說法正確的是(D)A．CO2的原子晶體和分子晶體互為同分異構(gòu)體B．在一定條件下，CO2原子晶體轉(zhuǎn)化為CO2分子晶體是物理變化C．CO2的原子晶體和CO2分子晶體具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)D．在CO2的原子晶體中，每一個C原子周圍結(jié)合4個O原子，每一個O原子跟兩個C原子相結(jié)合解析：同分異構(gòu)體是針對分子而言，而CO2原子晶體中不存在分子，故A錯誤；CO2的原子晶體轉(zhuǎn)化為CO2的分子晶體，發(fā)生了舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成，因此是化學(xué)變化，B錯誤；CO2的原子晶體和分子晶體的物理性質(zhì)相差很大，C錯誤；CO2原子晶體的結(jié)構(gòu)和SiO2原子晶體結(jié)構(gòu)是相似的，因而D是正確的。探究點二物質(zhì)熔、沸點高低的判斷方法1．不同類型晶體熔、沸點高低的一般規(guī)律為：原子晶體>離子晶體>分子晶體。如熔點或沸點：金剛石>氯化鈉>干冰。2．同種晶體類型的物質(zhì)：晶體內(nèi)微粒間的作用力越大，熔、沸點越高。(1)原子晶體：比較共價鍵的強(qiáng)弱，一般地說，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越牢固，物質(zhì)的熔、沸點越高。如熔點：金剛石(C)>金剛砂(SiC)>晶體硅(Si)。(2)離子晶體：比較離子鍵的強(qiáng)弱，一般來說，陰、陽離子帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用力越大，離子鍵越強(qiáng)，物質(zhì)的熔、沸點越高。如熔點：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。(3)分子晶體：組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點越高(具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常的高)。如熔點：I2>Br2>Cl2>F2。(4)金屬晶體：①金屬單質(zhì)晶體內(nèi)，金屬陽離子半徑越小，價電子越多，則金屬陽離子與自由電子之間的作用力越強(qiáng)，即金屬鍵越強(qiáng)，物質(zhì)的熔、沸點越高。如熔點：Li>Na>K>Rb>Cs。②合金的熔點比它各成分單獨存在時的熔點都低。如熔點：硅>鋁>硅鋁合金。3．有時可借助于常識或記憶有關(guān)數(shù)據(jù)來比較某些物質(zhì)熔、沸點的高低。如熔點：Na>H2O>CH4，即熔點：固體>液體>氣體。4．有機(jī)物同分異構(gòu)體之間，分子主鏈越長，其沸點越高，但熔點并不如此。如沸點：正丁烷(－0.5℃)>異丁烷(－11.7熔沸點很高的一定是原子晶體嗎？提示：不一定，有可能是混合型晶體石墨，也有可能是金屬晶體(如鎢的熔點為3410℃【例2】碳化硅(又名金剛砂)具有類似于金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子與硅原子是交替排列的?，F(xiàn)有3種晶體：①硝酸鉀②碳化硅③干冰，熔點由高到低的順序是()A．①②③B．①③②C．②①③D．③①②【思路分析】不同類型晶體的組成微粒間相互作用的強(qiáng)弱是熔點不同的原因?！窘馕觥肯跛徕泴儆陔x子晶體，碳化硅屬于原子晶體，干冰屬于分子晶體，一般來說，熔點：原子晶體>離子晶體>分子晶體，故它們的熔點由高到低的順序是碳化硅>硝酸鉀>干冰?！敬鸢浮緾下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與化學(xué)鍵強(qiáng)弱無關(guān)的是(A)A．F2、Cl2、Br2、I2的熔點、沸點逐漸升高B．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱C．金剛石的硬度、熔點、沸點都高于晶體硅D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次降低解析：F2、Cl2、Br2、I2形成的晶體為分子晶體，熔化時僅破壞分子間作用力，與化學(xué)鍵無關(guān)，A對；熱穩(wěn)定性是指物質(zhì)受熱分解的難易程度，而HX分解時要破壞H—X鍵，從HF到HI其鍵能依次減小，故其穩(wěn)定性依次減弱，B錯；由于金剛石中碳碳鍵的鍵能大于晶體硅中硅硅鍵的鍵能，因此金剛石的硬度、熔點、沸點較晶體硅高，C錯；NaX為離子晶體，熔化時破壞離子鍵，D錯。1．共價鍵、離子鍵、金屬鍵、分子間作用力都是微粒間的作用力，含有以上中的兩種作用力的晶體是(B)A．SiO2 B．CCl4C．NaCl D．金剛石解析：A、D項都是原子晶體，僅含共價鍵；C項NaCl中僅含離子鍵；B項CCl4是分子晶體，含分子間作用力和共價鍵。2．下列關(guān)于晶體的說法，正確的是(A)A．在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子B．在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子C．原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高D．分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低解析：運用分子晶體、原子晶體、金屬晶體的差異進(jìn)行分析。在原子晶體中構(gòu)成晶體的微粒是原子；在離子晶體中構(gòu)成晶體的微粒是陽離子和陰離子；在分子晶體中構(gòu)成晶體的微粒是分子(或單原子分子)；在金屬晶體中構(gòu)成晶體的微粒是金屬陽離子和自由電子，故選項B錯誤。晶體的熔點一般是原子晶體>離子晶體>分子晶體，而金屬晶體的熔點相差比較大，晶體硅的熔點(1410℃)要比金屬鎢的熔點(31403．處于固體狀態(tài)的下列物質(zhì)，其晶體類型正確的一組是(C)序號離子晶體分子晶體原子晶體AKOHSO3ArBH2SO4硫黃石墨CCH3COONH4H2O水晶DBa(OH)2玻璃金剛石解析：A項Ar為分子晶體；B項H2SO4為分子晶體，石墨為混合型晶體；D項玻璃為混合物，不屬于晶體。4．下列說法不正確的是(D)A．有些物質(zhì)不含化學(xué)鍵，存在分子間作用力B．石英是由硅原子和氧原子構(gòu)成的原子晶體，加熱熔化時需破壞共價鍵C．氫氧化鈉在熔融狀態(tài)下離子鍵被破壞，形成自由移動的離子，具有導(dǎo)電性D．任何晶體中，若含有陽離子就一定有陰離子解析：稀有氣體不含化學(xué)鍵，存在分子間作用力，故A正確；二氧化硅是原子晶體，原子晶體加熱熔化時需破壞共價鍵，故B正確；氫氧化鈉加熱熔融破壞離子鍵，形成自由移動的鈉離子和氫氧根離子，具有導(dǎo)電性，故C正確；金屬晶體中含有金屬陽離子，沒有陰離子，故D錯誤。5．在常溫常壓下呈氣態(tài)的化合物，降溫使其固化得到的晶體屬于(A)A．分子晶體 B．原子晶體C．離子晶體 D．何種晶體無法判斷解析：常溫常壓下呈氣態(tài)的化合物一定是共價化合物，因此固化得到的晶體是分子晶體。6．下列物質(zhì)發(fā)生變化時，所克服的粒子間相互作用屬于同種類型的是(A)A．干冰和碘分別變?yōu)闅怏wB．干冰和氯化銨分別受熱變?yōu)闅怏wC．二氧化硅和鐵分別受熱熔化D．食鹽和葡萄糖分別溶解在水中解析：A中干冰和碘都為分子晶體，受熱變?yōu)闅怏w時都克服分子間作用力；B中干冰屬于分子晶體，受熱變?yōu)闅怏w時克服分子間作用力，而氯化銨為離子晶體，受熱變?yōu)闅怏w時發(fā)生分解反應(yīng)，克服(破壞)化學(xué)鍵；C中二氧化硅為原子晶體，受熱熔化時克服共價鍵，而鐵屬于金屬晶體，受熱熔化時克服金屬鍵；D中食鹽為離子晶體，溶解時克服離子鍵，而葡萄糖為分子晶體，溶解時克服分子間作用力。7．已知下表中幾種物質(zhì)的熔沸點：NaClKBrAlCl3單質(zhì)XSiCl4熔點/℃8017301902300－70沸點/℃14131380180250053據(jù)此判斷，下列說法錯誤的是(D)A．AlCl3晶體加熱易升華 B．SiCl4是分子晶體C．單質(zhì)X可能是原子晶體 D．AlCl3是原子晶體解析：AlCl3的沸點比熔點低，所以加熱能升華；SiCl4的熔、沸點比較低，一定是分子晶體；單質(zhì)X的熔、沸點很高，有可能是原子晶體；AlCl3是共價化合物，且其熔、沸點較低，所以不是原子晶體。8．(1)氯酸鉀熔化，粒子間克服了離子鍵的作用；二氧化硅熔化，粒子間克服了共價鍵的作用；碘的升華，粒子間克服了分子間作用力。三種晶體熔點由高到低的順序是二氧化硅>氯酸鉀>碘。(2)下列六種晶體：①CO2，②NaCl，③Si，④CS2，⑤金剛石，它們的熔點從低到高的順序為①④②③⑤(填序號)。(3)A、B、C、D四種晶體的性質(zhì)如下：A．固態(tài)時能導(dǎo)電，能溶于鹽酸B．能溶于CS2，不溶于水C．固態(tài)時不導(dǎo)電，液態(tài)時能導(dǎo)電，可溶于水D．固態(tài)、液態(tài)時均不導(dǎo)電，熔點為3500試推斷它們的晶體類型。A：金屬晶體；B：分