2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識清單-三十一 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識清單

【知識網(wǎng)絡(luò)】

_（構(gòu)成微粒：分子］

T微粒間作用力：分子間作用力）

（空間結(jié)構(gòu)（原子(

F分

L共「"晶體特征：熔、沸點(diǎn)低,熔融狀態(tài)不導(dǎo)電;

子

價(jià)熔融時(shí)不破壞共價(jià)鍵

晶

（共體）一晶________________>

體

體<_典型的晶體：冰、干冰、b、S、稀有氣'

〕

〕

（堅(jiān)硬難溶共價(jià)鍵t器翳、體（固態(tài)）、Go,

」結(jié)構(gòu)特征：存在分子，分子內(nèi)原子之間形

Y成共價(jià)鍵,個(gè)別分字篇體中無共價(jià)鍵J

「（定義：陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體

金屬陽離子和自由電子?構(gòu)成微粒

熔沸點(diǎn)高低理金屬鍵?微粒醺作用-（構(gòu)成微粒：陰離子和陽離子口

-H微粒間的相互作用：離子鍵）

金屬鍵無方向性、無飽和性—延展］

導(dǎo)電一物理特性T物理性質(zhì)：熔沸點(diǎn)較高.硬而盛］

自由電子T

L導(dǎo)熱JU典型晶胞：NaCI型.CsCI型）

【知識歸納】

考點(diǎn)1晶體和晶體類型

一、晶體和非晶體

1.結(jié)構(gòu)判據(jù)：結(jié)構(gòu)微粒是否有序排列

2.外形判據(jù)

（1）晶體一定具有規(guī)則幾何外形

（2）具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體

3.性質(zhì)判據(jù)

（1）自范性判據(jù):本質(zhì)差異（能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)）

（2）熔點(diǎn)判據(jù)：是否有固定的熔點(diǎn)

（3）性向判據(jù)：硬度、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等物性在不同方向上是否相同

①晶體：各向異性

②非晶體：各向同性

4.獲得晶體的途徑

煤融態(tài)物質(zhì)溶質(zhì)從溶液中

氣態(tài)物質(zhì)冷卻

5.實(shí)驗(yàn)鑒別

（1）常規(guī)鑒別：看固體是否有固定的熔點(diǎn)

（2）儀器鑒別：對固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)

6.非晶體、等離子體和液晶的比較

聚集狀態(tài)組成與結(jié)構(gòu)特征主要性能

內(nèi)部微粒的排列呈現(xiàn)雜亂無章（長程無某些非晶體合金強(qiáng)度和硬度高、耐腐

非晶體

序，短程有序）的分布狀態(tài)的固體蝕性強(qiáng)，非晶態(tài)硅對光的吸收系數(shù)大

由電子、陽離子和電中性粒子組成，整

等離子體具有良好的導(dǎo)電性和流動(dòng)性

體上呈電中性，帶電離子能自由移動(dòng)

內(nèi)部分子的排列沿分子長軸方向呈現(xiàn)既具有液體的流動(dòng)性、黏度、形變性，

液晶

出有序的狀態(tài)又具有晶體的導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等

二、金屬鍵和金屬晶體

1.金屬鍵

（1）概念：金屬陽離子和自由電子之間存在的強(qiáng)的相互作用。

（2）本質(zhì)：金屬原子脫落下來的位蚯形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共

用，從而把所有金屬原子維系在一起?

（3）成鍵粒子：金屬陽離子和自由電子

（4）存在：金屬單質(zhì)或合金

（5）特征：無方向性和無飽和性。

（6）金屬鍵的強(qiáng)弱比較

①原子半徑越大，價(jià)電子數(shù)越少，金屬鍵越弱；

②原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)。

2.金屬晶體

（1）概念：原子間以金屬鍵結(jié)合形成的晶體。

（2）用電子氣理論解釋金屬的性質(zhì)

通性理論解釋

當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對遣動(dòng)，但排列方

延展

式不變，金屬陽離子與自由電子形成的電子氣沒直被破壞，所以金屬有良

性

好的延展性。

導(dǎo)電在外加電場的作用下，金屬晶體中的電子氣在電場中定向移動(dòng)而形成電

性流，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性。

導(dǎo)熱電子氣中的自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)常與金屬原子發(fā)生碰撞，從而引起兩者能

性量的交換。

三、分子晶體

1.概念及粒子間作用力

（1）概念：只含分子的晶體。

（2）粒子間作用力

①相鄰分子間以分子間作用力結(jié)合;

②分子內(nèi)原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合。

2.堆積方式

項(xiàng)目分子密堆積分子非密堆積

作用力只有分子間作用力，無氫鍵有分子間氫鍵，它具有方向性

空間特點(diǎn)每個(gè)分子周圍一般有個(gè)緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙

舉例C60、干冰、12、。2HF、NH3、冰

3.常見分子晶體及物質(zhì)類別

物質(zhì)種類實(shí)例

所有非金屬氫化物H2O、NH3、CH4等

部分非金屬單質(zhì)鹵素（X2）、。2、N?、白磷（P4）、硫（S8）等

部分非金屬氧化物C02、P4Oio>SO2、SO3等

幾乎所有的酸HN03、H2so4、H3Po八H2SQ等

絕大多數(shù)有機(jī)物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等

4.分子晶體的物理性質(zhì)

物理性質(zhì)原因

一般熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小，易揮發(fā)，易升華分子間作用力較弱

固態(tài)和熔融態(tài)一般不導(dǎo)電，但有的在水溶液中能

沒有自由移動(dòng)的帶電粒子

導(dǎo)電

非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑:極性溶質(zhì)易溶于分子晶體的溶解性一般滿足“相似相溶”

極性溶劑原理

四、共價(jià)晶體

1.共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

d構(gòu)成粒子卜原子

器|作用力）-共價(jià)錢

晶

俄J整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)

X空間結(jié)構(gòu)）-鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),不存在單個(gè)

的小分子，是一個(gè)“巨分子”

2.共價(jià)晶體與物質(zhì)的類別

物質(zhì)種類實(shí)例

某些單質(zhì)晶體硼、晶體硅、晶體鋁、金剛石等

某些非金屬化合物碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）等

3.共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)

（1）特點(diǎn)：共價(jià)晶體具有很面的熔點(diǎn)。原因：共價(jià)晶體熔化時(shí)必須破壞共價(jià)鍵,而破壞

它們需要很高的溫度。

（2）影響因素：結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔

點(diǎn)越道。

4.對分子晶體和共價(jià)晶體的認(rèn)識誤區(qū)

（1）共價(jià)晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是一個(gè)“巨分子”，沒有小分子存在；而

分子晶體中存在真實(shí)的分子。

（2）共價(jià)晶體的化學(xué)式不表示實(shí)際組成，只表示組成原子的個(gè)數(shù)比，如SiCh只是表示晶

體中Si與0的原子個(gè)數(shù)比為1：2。而分子晶體的化學(xué)式表示真實(shí)的組成。

（3）由原子構(gòu)成的晶體不一定是共價(jià)晶體，如稀有氣體組成的晶體屬于分子晶體。

五、離子晶體

1.概念：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。

2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）構(gòu)成微粒：陽離子和陰離子。

（2）微粒間的作用力：離子鍵。

（3）方向性和飽和性

①由于靜電作用沒直方向性，故離子鍵沒有方向性。

②只要條件允許，陰陽離子周圍可以盡可能多地吸引異號離子，故離子鍵也沒有飽

和性。。

3.離子鍵強(qiáng)弱：陰、陽離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)。

4.離子晶體的性質(zhì)

性質(zhì)原因

離子晶體中有較強(qiáng)的離子鍵，熔化或升華時(shí)需消耗較多的能量。所以離子晶

熔沸點(diǎn)體有較高的熔、沸點(diǎn)和難揮發(fā)性。通常情況下，同種類型的離子晶體，離子

半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高

硬而脆。離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí).，部分離子

硬度

鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎

不導(dǎo)電，但熔融或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，陰、陽離子

不能自由移動(dòng)，即晶體中無自由移動(dòng)的離子，因此離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高

溫度時(shí)，陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間的相互作用力，成為自由

導(dǎo)電性

移動(dòng)的離子，在外加電場的作用下，離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。離子晶體溶于水

時(shí)，陰、陽離子受到水分子的作用成了自由移動(dòng)的離子（或水合離子），在外

加電場的作用下，陰、陽離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電

大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑（如水），難溶于非極性溶劑（如汽油、苯、

CC14）。當(dāng)把離子晶體放入水中時(shí)，水分子對離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引，使

溶解性

離子晶體中的離子克服離子間的相互作用力而離開晶體，變成在水中自由移

動(dòng)的離子

離子晶體中陰、陽離子交替出現(xiàn)，層與層之間如果滑動(dòng)，同性離子相鄰而使

延展性

斥力增大導(dǎo)致不穩(wěn)定，所以離子晶體無延展性

5.離子晶體組成的認(rèn)識誤區(qū)

（1）離子晶體中不一定都含有金屬元素，如NH4cl是離子晶體。

（2）離子晶體中除離子鍵外不一定不含其他化學(xué)鍵，如NaOH晶體中還含有極性共價(jià)鍵,

Na2O2晶體中還含有非極性共價(jià)鍵。

（3）由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCb是由金屬元素A1

和非金屬元素C1組成的分子晶體。

（4）含有金屬離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體中含有金屬陽離子。

（5）離子晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰、陽離子的個(gè)數(shù)比，而不是表示其分子組成。

六、晶體類型的判斷

1.微粒判據(jù)（本質(zhì)判據(jù)）

晶體類型離子晶體分子晶體金屬晶體共價(jià)晶體

構(gòu)成微粒陰陽離子分子金屬陽離子和自由電子原子

2.作用力判據(jù)（本質(zhì)判據(jù)）

晶體類型離子晶體分子晶體金屬晶體共價(jià)晶體

作用力離子鍵分子間作用力金屬鍵共價(jià)鍵

3.結(jié)構(gòu)判據(jù)：共價(jià)晶體為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

4.組成判據(jù)

（1）金屬晶體：金屬單質(zhì)（除汞外）與合金

（2）共價(jià)晶體：金剛石、晶體硅、二氧化硅、碳化硅

（3）離子晶體：金屬和非金屬形成的晶體及錢鹽，AlCb等除外

（4）分子晶體

①典型物質(zhì)：非金屬和非金屬形成的晶體和AlCb

②反例物質(zhì)：鍍鹽及共價(jià)晶體

5.性能判據(jù)

（1）金屬晶體：導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性、機(jī)械性能良好

（2）蚯晶體：硬度較大或略硬而脆，大部分易溶于水

（3）共價(jià)晶體：硬度很大，熔沸點(diǎn)很高，不溶于任何常見的溶劑

（4）分壬晶體：硬度?。蝗鄯悬c(diǎn)很低，常溫下呈氣體或液體；揮發(fā)性很強(qiáng)

6.用途判據(jù)

（1）共價(jià)晶體:常用于制作半導(dǎo)體材料

（2）共價(jià)晶體：常用于制作超硬、耐磨材料

（3）共價(jià)晶體：常用于制作耐高溫、耐腐蝕材料

（4）分子晶體:常用于制作致冷劑

（5）金屬晶體:常用于制作導(dǎo)電材料

7.實(shí)驗(yàn)判據(jù)

（1）離子晶體:熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物晶體

（2）分子晶體或共價(jià)晶體:熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物晶體

（3）金屬晶體：固體和熔融狀態(tài)下都能導(dǎo)電的晶體

七、晶體熔沸點(diǎn)的比較

1.晶體熔沸點(diǎn)的比較

f固體>流體>氣體

廠（原子晶體）f鍵長晝鍵能X,熔沸點(diǎn)高，硬度大

半徑小電荷芟，熔沸點(diǎn)高，硬度大

L（分子晶體）一>三因素四要點(diǎn)

左下角的金屬熔沸點(diǎn)最返

右上角的非金屬熔沸點(diǎn)睨

中上方的碳的熔沸點(diǎn)最巨

2.分子晶體熔沸點(diǎn)的比較

「（先看分子量）一組成和結(jié)構(gòu)相似，分子量越大，熔沸點(diǎn)越高

一（看氫鍵類型）一分子間氫鍵熔沸點(diǎn)過，分子內(nèi)氫鍵熔沸點(diǎn)迪

形成的分子間氫鍵越多，熔沸點(diǎn)越道

L（看分子極性）組成相似分子量相近，極性分子的熔沸點(diǎn)邕

3.簡答模板：體類型|=-響因素=|作用力麗=酷留

（1）共價(jià)晶體：A和B都是共價(jià)晶體，A的原子半徑小，鍵長短，鍵能大，共價(jià)鍵強(qiáng),

熔沸點(diǎn)高（硬度大）

（2）離子晶體：A和B都是離子晶體，A的離子半徑小，離子所帶電荷多，離子鍵強(qiáng)（晶

格能大），熔沸點(diǎn)高

（3）金屬晶體：A和B都是金屬晶體，A的離子半徑小，離子所帶電荷多，金屬鍵強(qiáng)，

熔沸點(diǎn)高（硬度大）

（4）分子晶體

①A和B都是分子晶體，A的相對分子質(zhì)量大，分子間作用力強(qiáng)，熔沸點(diǎn)高

②A和B都是分子晶體，A中存在分子間氫鍵，分子間作用力強(qiáng)，熔沸點(diǎn)高

③A和B都是分子晶體，A中存在分子內(nèi)氫鍵，分子間作用力弱，熔沸點(diǎn)低

（5）不同晶體

①A是離子晶體，靠較強(qiáng)的離子鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)

合，所以A的熔沸點(diǎn)高

②A是共價(jià)%體，靠較強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)

合，所以A的熔沸點(diǎn)高

③A是金屬露體，靠較強(qiáng)的金屬鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)

合，所以A的熔沸點(diǎn)高

考點(diǎn)2晶體結(jié)構(gòu)及計(jì)算

一、晶體結(jié)構(gòu)

1.晶胞

（1）概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。

（2）結(jié)構(gòu)：晶胞一般都是平行六面體，晶體是由無數(shù)晶胞無隙并置而成。

卜無隙I-相鄰晶胞之間無任何間隙O

方置一所有晶胞都是壬丘排列的.取向相圓0

—L所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、

相同占一

4個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的。

2.晶胞中微粒個(gè)數(shù)：均攤法

晶胞正或長方體正六棱柱正三棱柱

示意圖固鼻/

：,*??)

：6)了…IX

1

頂點(diǎn)上微粒

86n

J]_

側(cè)棱上微粒

436

J_j_

上下棱微粒

444

J_j_

面點(diǎn)上微粒

222

內(nèi)部的微粒111

3.金屬晶體的四種堆積方式

堆積面心立方體心立六方最簡單立

名稱最密堆積方堆積密堆積方堆積

堆積能酸姐翁

模型71圓

積Q

Al型A2型或鉀A3型

型Po型

或銅型型或鎂型

…ABCABC…-ABAB-

堆積(r￡D,q

yTj?

方式、d。

ZAJDA\

配位

128126

數(shù)

晶胞-1

2

結(jié)構(gòu)1Q

a“，“,

投影上'…，：/….：A/24

圖03

1/:X：工…一.yy…工

4.典型離子晶體的空間構(gòu)型

特點(diǎn)單立方結(jié)構(gòu)方結(jié)構(gòu)小立方體的體體心各有1個(gè)F

心各有1個(gè)Zi?+

配位Ca2+：8

684

數(shù)F：4

常見分子晶體和共價(jià)晶體的晶胞

晶胞二氧化碳金剛石碳化硅二氧化硅

齪/xa

JO-75——0C

圖示

a

?示一個(gè)CQ分子a

將金剛石中內(nèi)將晶體硅中每個(gè)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)面心立方同ZnS部的4個(gè)碳原硅硅鍵中間插入

子換成硅原子1個(gè)氧原子

配位數(shù)1244Si4；0：2

一：-Y—1—Y—1—

圈因YY

投影圖二；：—Y—1—Y—1—

YY

2二二:；—

6.金剛石、晶體硅和二氧化硅的結(jié)構(gòu)

(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①基本結(jié)構(gòu)：正四面體結(jié)構(gòu),中心原子配位數(shù)為4

②空間構(gòu)型：立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鍵角為109。28',都是他雜化

(2)最小的環(huán)

被共用的最小環(huán)數(shù)

晶體最小環(huán)

原了共價(jià)鍵

金剛石2元環(huán)C：12C-C鍵：6

二氧Si：12

十二元環(huán)Si-0鍵：6

化硅0：6

(3)化學(xué)鍵數(shù)

①金剛石：Imol金剛石中含?NA個(gè)C-C鍵

②晶體硅：Imol晶體硅中含?NA個(gè)Si-Si鍵

③二氧化硅：Imol二氧化硅京含［NA個(gè)Si-O鍵

石墨的結(jié)構(gòu)

(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①基本結(jié)構(gòu)：層狀結(jié)構(gòu)

②層內(nèi)構(gòu)型：平面正六邊形結(jié)構(gòu),鍵角為120°,雜化方式：立

③最小碳環(huán)：有4個(gè)碳原子，實(shí)際含2個(gè)碳原子

(2)化學(xué)鍵

①Imol石墨中含有UmolC—C鍵(g鍵)

②層和層的自由電子構(gòu)成1個(gè)大土鍍廠沿層的平行方向可導(dǎo)電

(3)微粒間作用力

①層內(nèi)部：共價(jià)鍵

②層之間：范德華力

③石墨的大萬鍵具有金屬鍵的性質(zhì)

(4)物理性質(zhì)

①熔點(diǎn)：比金剛石的高，C—C鍵的鍵長比金剛石中的短

②質(zhì)地：比較柔軟，層與層間的距離比C—C鍵的鍵長長,作用力小

（5）晶體類型：混合鍵型晶體

晶體的有關(guān)計(jì)算

1.晶體中某些幾何體中的數(shù)量關(guān)系（晶胞參數(shù)為“）

(1)立方體體對角線=在分面對角線=目

(2)面心立方晶胞相鄰的兩個(gè)面心間的距離=4

(3)正四面體中各量的關(guān)系

品

Q一

3