部编版高中化学专题1第三单元第2课时不同类型的晶体学案苏教版必修1.docx

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部编版高中化学专题1第三单元第2课时不同类型的晶体学案苏教版必修1

第2课时　不同类型的晶体

一、不同类型的晶体结构

1．晶体

（1）晶体具有规则的几何外形，构成晶体的微粒有离子、分子、原子。

（2）常见的晶体类型有离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体。

（3）晶体有固定的熔、沸点。

2．离子晶体

下图为氯化钠晶体结构示意图，回答下列问题：

（1）构成氯化钠晶体的微粒是Na＋和Cl－，微粒间的相互作用力是离子键，晶体类型是离子晶体。

（2）氯化钠晶体中不存在氯化钠分子，所以NaCl不表示氯化钠的分子式，仅表示在NaCl晶体中钠离子与氯离子的个数比是1∶1。

3．分子晶体

下图为干冰晶体结构示意图。

回答下列问题：

（1）构成干冰晶体的微粒是CO2分子，微粒间的相互作用力是分子间作用力，晶体类型是分子晶体。

（2）干冰汽化时只需克服分子间作用力，对其分子内的共价键无影响。

4．原子晶体

下图为石英晶体结构示意图。

回答下列问题：

（1）构成石英晶体的微粒是Si原子和O原子。

微粒间的相互作用力是共价键，晶体类型是原子晶体。

（2）在石英晶体中，每个硅原子与4个氧原子结合，每个氧原子形成2个Si—O键。

（3）石英晶体的空间结构是正四面体型的空间网状结构。

（4）在石英晶体中，不存在SiO2分子，SiO2表示的意义是晶体中硅原子与氧原子的个数比为1∶2。

四种晶体的判断方法

（1）根据晶体的概念判断

（2）根据物质类别判断

①离子化合物（强碱和大多数盐）都是离子晶体；

②共价分子（单质或化合物）是分子晶体；

③常见的原子晶体，如二氧化硅、碳化硅、金刚石、晶体硅等。

（3）根据微粒间作用力判断

①离子晶体一定有离子键，可能有共价键，如Na2O2、NaOH等。

②分子晶体一定有分子间作用力（包括氢键），一定无离子键，有些可能在分子内存在共价键，如干冰。

③原子晶体一定有共价键，一定没有离子键。

④金属晶体一定有金属键，一定没有离子键。

例1

　（2018·温州下学期期末）下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是（　　）

A．CO2和SiO2B．MgCl2和NaOH

C．金刚石和SiO2D．氩和H2O

答案　C

解析　CO2和SiO2中均含有极性键，前者是分子晶体，后者是原子晶体，A错误；MgCl2和NaOH均是离子晶体，前者含有离子键，后者含有离子键和极性键，B错误；金刚石和SiO2均是原子晶体，且都含有共价键，C正确；氩分子中不存在化学键，形成的是分子晶体，H2O分子中含有共价键，形成的是分子晶体，D错误。

例2

　（2018·浙江诸暨段考）下列化学式能真实表示物质分子组成的是（　　）

A．NaOHB．CO2C．CD．SiO2

答案　B

解析　A项，NaOH是离子化合物，因此该化学式不是表示分子式，错误；B项，CO2是由分子构成的物质，该化学式表示的就是物质的分子，正确；C项，C是由原子构成的物质，该符号只表示物质的元素组成，错误；D项，SiO2是原子晶体，该化学式仅表示在物质中这两种元素的原子个数比是1∶2，不表示分子，错误。

二、不同类型晶体的特征

1．几种常见晶体的物理性质

请分析下表中所列的几种晶体的熔点、硬度，指出它们各属于哪一类晶体，并归纳出各类晶体性质的特点。

晶体

氯化钠

氯化钡

金刚石

二氧化硅

硫

白磷

熔点/℃

801

1560

>3550

1723

112.8

44.1

硬度

较硬

较硬

很硬

硬而脆

脆

软

晶体类型

离子晶体

原子晶体

分子晶体

晶体特性

熔点较高

硬度较大

熔点很高

硬度很大

熔点较低

硬度较小

2.金属晶体的物理性质

金属晶体有共同的物理性质，如有金属光泽、能导电和传热、具有延展性等。

不同金属的熔点、硬度差异大。

晶体熔、沸点的比较

（1）若晶体类型不同时，一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体。

（2）若晶体类型相同时：

①离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越多，熔、沸点越高。

②原子晶体中，原子的半径越小，共价键的键长越短，熔、沸点越高。

③分子晶体中若分子结构相似，相对分子质量越大，熔、沸点越高（若形成氢键，其熔、沸点反常高）。

例3

　（2018·浙江余姚4月质检）下列说法不正确的是（　　）

A．有些物质不含化学键，存在分子间作用力

B．石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体，加热熔化时需破坏共价键

C．氢氧化钠在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性

D．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子

答案　D

解析　稀有气体不含化学键，存在分子间作用力，故A正确；二氧化硅是原子晶体，原子晶体加热熔化时需破坏共价键，故B正确；氢氧化钠加热熔融破坏离子键，形成自由移动的钠离子和氢氧根离子，具有导电性，故C正确；金属晶体中含有金属阳离子，没有阴离子，故D错误。

例4

　下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是（　　）

A．SiO2　CsCl　I2　Br2B．SiO2　CsCl　Br2　I2

C．CsCl　SiO2　I2　Br2D．Br2　I2　CsCl　SiO2

答案　A

解析　先区分各选项中各物质的晶体类型，原子晶体的熔点>离子晶体的熔点>分子晶体的熔点。

其中I2的熔点高于Br2的熔点。

1．我们熟悉的食盐、金属、刨冰、钻石、水晶等都是晶体；而同样透明的玻璃却是非晶体。

下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是（　　）

A．是否是具有规则几何外形的固体

B．是否是具有固定组成的物质

C．是否是具有美观对称的外形

D．内部构成微粒是否在空间呈有规则的重复排列

答案　D

解析　有规则几何外形或美观对称的固体不一定都是晶体，如玻璃；具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也具有固定的组成。

晶体和非晶体的本质区别在于微观结构不同。

2．下列关于几种常见晶体的说法中错误的是（　　）

A．分子晶体中一定含有分子间作用力，但不一定含有共价键

B．离子晶体中一定含有离子键，但不一定含有共价键

C．原子晶体中一定含有共价键，硬度大，熔、沸点高

D．原子晶体都不导电

答案　D

解析　晶体硅属于原子晶体，是一种常用的半导体材料，故D项错误。

3．下表中是几种物质的熔点。

物质

Na2O

NaCl

AlF3

AlCl3

BCl3

Al2O3

CO2

SiO2

I2

熔点/℃

920

801

1291

190

－107

2073

－57

1723

113.5

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、干冰和I2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

答案　B

解析　AlF3是离子晶体，A项正确；AlCl3的熔点与分子晶体I2的熔点比较接近，而远低于离子晶体Na2O、NaCl、AlF3的熔点可推知，AlCl3是分子晶体，B项错误；C、Si是同主族元素，但CO2是分子晶体，而SiO2是原子晶体，C项正确；Na和Al是不同主族元素，但它们的氧化物Na2O、Al2O3均为离子晶体，D项正确。

4．（2018·曲靖市3月月考）单质硅的晶体结构如图所示。

下列关于单质硅晶体的说法不正确的是（　　）

A．是一种空间网状结构的晶体

B．晶体中每个硅原子与4个硅原子相连

C．晶体中最小环上的原子数目为8

D．晶体中最小环上的原子数目为6

答案　C

解析　单质硅是一种空间网状结构的原子晶体，A正确；晶体中每个硅原子与4个硅原子相连，B正确；根据单质硅的晶体结构可判断晶体中最小环上的原子数目为6，C错误，D正确。

5．下列各晶体中，含有的化学键类型相同且晶体类型也相同的一组是（　　）

A．SiO2和SO2B．SiO2和NaCl

C．NaCl和HClD．CCl4和CH4

答案　D

解析　SiO2、SO2、HCl、CCl4、CH4均含有共价键，除SiO2外形成的晶体均为分子晶体；SiO2形成的晶体为原子晶体，NaCl形成的晶体为离子晶体。

6．（2017·杭州二中模拟考试）已知氯化铝的熔点为190℃（2.02×105Pa），但它在180℃和常压下开始升华。

（1）氯化铝的晶体类型是________。

（2）在500℃，1.01×105Pa时，氯化铝的蒸气密度为11.92g·L－1（已折算成标准状况），则该条件下氯化铝的摩尔质量为________，化学式为________。

（3）请设计一个实验验证氯化铝是离子晶体还是分子晶体：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）分子晶体　

（2）267g·mol－1　Al2Cl6

（3）在加压条件下将氯化铝加热至熔融，测其导电性，若导电，则是离子晶体，若不导电，则为分子晶体

解析　

（2）在500℃，1.01×105Pa时氯化铝蒸气的摩尔质量为11.92g·L－1×22.4L·mol－1≈267g·mol－1，因为AlCl3的摩尔质量为133.5g·mol－1，所以氯化铝蒸气的化学式为Al2Cl6。

根据熔融态的物质能否导电即可验证某晶体是离子晶体还是分子晶体。

[对点训练]

题组一　晶体的结构微粒及其相互作用

1．（2017·金华十校期末）下列说法正确的是（　　）

A．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体

B．CO2和SiO2的熔、沸点和硬度差异很大，是由于它们所含的化学键类型不同

C．共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏

D．NaHSO4在熔融状态下离子键被削弱，电离出Na＋、HSO

答案　D

解析　冰醋酸（CH3COOH）溶于水后，电离出氢离子和醋酸根离子，该晶体是分子晶体，A错误；CO2和SiO2所含的化学键均为共价键，熔、沸点和硬度差异很大的原因是前者为分子晶体，后者为原子晶体，B错误；共价化合物溶于水，分子内共价键可能被破坏，如HCl溶于水电离出离子，共价键被破坏，也可能不被破坏，如CH3CH2OH溶于水还是分子形式；单质溶于水，分子内共价键可能被破坏，如Cl2溶于水和水反应生成HCl和HClO，Cl原子间共价键被破坏，C错误。

2．下列说法错误的是（　　）

A．含有离子键的晶体一定是离子晶体

B．离子晶体中一定不含共价键

C．Na2O和SiO2的晶体中都不存在单个分子

D．干冰与氖晶体熔化时克服的微粒间的作用力的类型相同

答案　B

解析　不是能写出化学式的物质中就存在分子，例如离子晶体、原子晶体中都不存在分子。

干冰与氖晶体都是分子晶体，熔化时克服的是分子间作用力。

3．下表列出的对晶体的说明中，错误的是（　　）

选项

A

B

C

D

晶体名称

碘化钾

干冰

石墨

碘

晶体中的粒子

阴、阳离子

分子

原子

分子

粒子间的作用

离子键

分子间作用力

共价键

分子间作用力

答案　C

解析　干冰和碘都是分子晶体，熔化时克服分子间作用力；石墨是混合型晶体，呈层状结构，层与层之间为分子间作用力，碳原子与碳原子之间形成共价键，熔化时两种作用力都需克服，故C错。

4．（2018·