人教版高中化学第4讲　晶体结构与性质.doc

第4讲　晶体结构与性质
课 程 标 准
知 识 建 构
1.能说出晶体与非晶体的区别。
2．能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律。
3．能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。
一、晶体的结构和性质
1．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒周期性有序排列
结构微粒无序排列
性质
特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
各向异性
各向同性
二者区
别方法
间接方法
看是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行X－射线衍射实验
(2)获得晶体的途径
①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
2．晶胞
(1)概念：描述晶体结构的最小的重复单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
3．四种晶体类型的比较
　　类型
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
比较　　
构成粒子
分子
原子
金属阳离子和自由电子
阴、阳离子
粒子间的相互作用力
分子间作用力
共价键
金属键
离子键
硬度
较小
很大
有的很大，有的很小
较大
熔、沸点
较低
很高
有的很高，有的很低
较高
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
电和热的良导体
晶体不导电，水溶液或熔融态导电
5.判断晶体类型的5种方法
(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的相互作用判断
①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。
②共价晶体的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。
③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。
④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。
(2)依据物质的类别判断
①活泼金属氧化物(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)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质与合金是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。
②共价晶体熔点高，常在一千至几千摄氏度。
③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如***。
(4)依据导电性判断
①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。
②共价晶体一般为非导体。
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离子晶体的硬度较大或略硬而脆。
②共价晶体的硬度大。
③分子晶体的硬度小且较脆。
④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)冰和碘晶体中相互作用力相同(　　)
(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性排列(　　)
(3)凡有规则外形的固体一定是晶体(　　)
(4)固体SiO2一定是晶体(　　)
(5)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(　　)
(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”(　　)
(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X－射线衍射实验(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√
二、典型晶体的结构模型
1．共价晶体(金刚石和二氧化硅)
①金刚石晶体中，每个C与另外相邻4个C形成共价键，C—C 键之间的夹角是109°28′，最小的环是六元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有2 mol。
②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键。
2．分子晶体
①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。
②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol“氢键”