晶体结构与性质讲义(学).docx

常见晶体类型的结构和性质晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体结构构成晶体的粒子微粒间的作用力性质熔沸点变化较大硬度差别较大溶解性多数易溶于极性溶剂相似相溶一般不溶不溶于水（某些可与水反应）机械加工性能不良（脆）不良（脆）不良（脆）良好导热性不良不良不良良好导电性晶体不导电不导电一般不导电导电熔融态导电不导电不导电导电溶液多数导电可能导电不溶于水不溶于水（某些可与水反应）熔化时克服的作用力实例金属氧化物(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、绝大多数有机物一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，一部分非金属化合物(如SiC、BN，SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)注意：1. 范德华力，金属键和离子键既没有饱和性，又没有方向性，氢键和共价键既有饱和性又有方向性（影响微粒的堆积方式有关）。【典例分析】共价键、离子键，氢键，金属键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，在熔化时不只破坏其中一种力的是 A．干冰 B．氯化钠 C．冰 D．金刚石晶体比较熔沸点高低（1）不同晶体：一般来说：原子晶体离子晶体分子晶体。（2）同种晶体：1.分子晶体：1. 氢键2.极性3.分子量(结构相似的情况下)同分异构体之间：（1）一般是支链越多，熔沸点越低。如：正戊烷异戊烷新戊烷（2）结构越对称，熔沸点越低。如：邻二甲苯间二甲苯对二甲苯2.原子晶体：键长越短，键能越大，熔沸点越高3.离子晶体：离子半径越小，离子所带电荷越多，离子间作用力越强，晶格能越大，熔沸点越高，硬度越大。4.金属晶体：金属离子半径越小，价电子数越多，金属键越强，熔沸点越高，硬度越大。注意：金属键只用于解释物理性质（熔沸点，硬度）。二，具体晶体模型1.分子晶体（1）干冰型（范德华力）①该晶胞中平均占有个CO2分子②每个CO2分子周围等距离且最近的CO2有个③设晶胞边长为a cm，密度为ρg/cm3，计算其摩尔质量M=总结：对于分子间只存在无方向和饱和性的范德华力的分子晶体，分子一般采用堆积。（2）冰型（氢键+范德华力）①H2O中O杂化：sp3杂化，VSEPR构型：正四面体。②冰中含有的作用力分子内：共价键分子间：范德华力、氢键③氢键有方向性和饱和性，冰中每个水分子周围有个水分子，1mol冰中含有NA氢键，这一排列使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，这也正是冰的密度小于水的原因。总结：对于分子间除了范德华力外还存在有方向性和饱和性的氢键的分子晶体，分子一般采用堆积例1、解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是A．HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低C．F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D．H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点例2、下列是关于分子晶体所具有性质的本质原因叙述，其中正确的是（ ） A 构成晶体的基本微粒是分子 B 熔融时不导电 C 晶体微粒间以分子间作用力相结合 D 熔点一般比原子晶体低例3、下列性质符合分子晶体的是（）A.熔点1070℃，易熔于水，水溶液能导电B.熔点是10.31℃，液体不导电，水溶液能导电C.熔点97.81℃，质软，能导电，密度是0.97g/cm3D.熔点较高，熔化时能导电，水溶液也能导电2．原子晶体（1）金刚石①金刚石中每个C原子以杂化，分别与个相邻的C 原子形成个σ键，故键角为。②每个C原子均可与相邻的4 个C构成实心的正四面体，向空间无限延伸得到立体网状的金刚石晶体。③在金刚石中最小的环是元环，晶胞为面心立方系，体内含有4个碳原子，共8个原子④晶体中C原子个数与C-C键数之比为。24g金刚石中含有C—C数目为NA。（2）二氧化硅（硅晶体与金刚石结构一致）①二氧化硅中Si原子均以杂化，分别与个O原子成键，每个O原子与个Si原子成键，故Si：O=1：2②最小环为元环，有个Si原子，个氧原子。④60g二氧化硅晶体中含有Si-O数目为NA。（3）石墨（混合型晶体）（略）①石墨中C原子以杂化②最小环为元环，平均含有碳原子个，C-C键为个③石墨分层:层内为共价键，层间为范德华力和金属键，故硬度小，可导电④石墨中r（C-C）比金刚石中r（C-C）短，故熔点：石墨金刚石例题分析：单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据金刚石晶体硅晶体硼熔点/℃＞382316832573硬度107.09.5（1）晶体硼的晶体类型属于_________晶体，理由是______________________；晶体硼的熔沸点介于金刚石和晶体硅之间的原因是_________________