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1、第三节第三节原子晶体与分子晶体原子晶体与分子晶体了解金了解金刚刚石和干冰的宏石和干冰的宏观观性性质质及其区及其区别别，理解原子晶体和，理解原子晶体和分子晶体的空分子晶体的空间结间结构特点及微粒的堆构特点及微粒的堆积积方式，方式，认识认识原子晶原子晶体和分子晶体的区体和分子晶体的区别别。学会运用模型方法和学会运用模型方法和类类比方法，掌握区分不同比方法，掌握区分不同类类型晶体的型晶体的方法。方法。12共价共价键键是指成是指成键键原子之原子之间间靠靠_形成的化学形成的化学键键；按原子按原子轨轨道重叠方式分道重叠方式分为为_键键和和_键键；按；按_在成在成键键原子之原子之间间的位置，分的位置，分为为
2、极性极性键键和和_键键。分子之分子之间间存在一种存在一种电电性作用力，性作用力，这这种作用力称种作用力称为为_，它比化学，它比化学键键弱得多。弱得多。12共用共用电电子子对对共用共用电电子子对对非极性非极性范德范德华华力力原子晶体的概念原子晶体的概念：相：相邻邻原子原子间间以以_相互相互结结合形成的合形成的具有具有_结结构的晶体，叫原子晶体，又称共价构的晶体，叫原子晶体，又称共价晶体。晶体。构成原子晶体的微粒构成原子晶体的微粒：_。原子晶体内微粒间的作用力原子晶体内微粒间的作用力：_。笃学笃学一一原子晶体原子晶体1.共价共价键键空空间间立体网状立体网状2原子原子3共价共价键键原子晶体的物理性原
3、子晶体的物理性质质(1)原子晶体中，各原子原子晶体中，各原子间间均以共价均以共价键键相相结结合，原子晶体熔合，原子晶体熔化化时时必必须须破坏其中的共价破坏其中的共价键键，而共价，而共价键键的的键键能相能相对较对较大，大，破坏它需要很高的温度，所以熔点都很高。破坏它需要很高的温度，所以熔点都很高。对结对结构相似的构相似的原子晶体，原子半径越小，原子晶体，原子半径越小，键长键长越短，越短，键键能越大，晶体的能越大，晶体的熔点越高。熔点越高。(2)硬度大，不硬度大，不导电导电，难难溶于一般溶溶于一般溶剂剂。典型的原子晶体典型的原子晶体(1)金金刚刚石晶体：在金石晶体：在金刚刚石晶体中，每个碳原子被周
4、石晶体中，每个碳原子被周围围_个碳原子包个碳原子包围围，以共价，以共价键键跟跟_个碳原子个碳原子结结合形成合形成_，其，其CCC夹夹角角为为_，每个碳原子都采取，每个碳原子都采取_杂杂化。化。45444个共个共价价单键单键109.5sp31分子晶体的概念分子晶体的概念：分子：分子间间通通过过分子分子间间作用力作用力结结合形成的晶合形成的晶体，称体，称为为分子晶体。分子晶体。分子晶体中存在的微粒分子晶体中存在的微粒：_。粒子间的作用力粒子间的作用力：_。分子晶体的物理性质分子晶体的物理性质由于分子晶体中相由于分子晶体中相邻邻分子靠分子靠_相互吸引，相互吸引，因此分子晶体有熔点因此分子晶体有熔点_
5、、硬度、硬度_，易升，易升华华的特性。的特性。笃学二笃学二分子晶体分子晶体1.234分子分子分子分子间间作用力作用力分子分子间间的作用力的作用力低低小小典型的分子晶体典型的分子晶体(1)所有所有_，如水、硫化，如水、硫化氢氢、氨、甲、氨、甲烷烷等。等。(2)部分部分_，如，如卤卤素素(X2)、氧、氧(O2)、硫、硫(S8)、氮、氮(N2)、白磷、白磷(P4)、碳六十、碳六十(C60)等。等。(3)部分部分_，如，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。等。(4)几乎所有的几乎所有的_，如，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。等。(5)绝绝大多数大多数_，如
6、苯、乙醇、乙酸、葡萄糖，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。等。5非金属非金属氢氢化物化物非金属非金属单质单质非金属氧化物非金属氧化物酸酸有机物的晶体有机物的晶体分子晶体的分子晶体的结结构特征构特征(1)如果分子如果分子间间作用力只是范德作用力只是范德华华力力分子密堆分子密堆积积，即以一个分子，即以一个分子为为中心，其周中心，其周围围通常可以有通常可以有_个个紧邻紧邻的分子。的分子。(2)分子分子间还间还有其他作用力有其他作用力水分子之水分子之间间的主要作用力是的主要作用力是_，在冰的晶体中每个水，在冰的晶体中每个水分子周分子周围围只有只有_个个紧邻紧邻的水分子。的水分子。(1)每个每个CO2分子周分
7、子周围围离离该该分子最近且距离相等的分子最近且距离相等的CO2有有_个。个。(2)每个晶胞中有每个晶胞中有_个原子个原子(4个个CO2分子分子)。612氢键氢键471212分子晶体能否分子晶体能否导电导电？在什么条件下可以？在什么条件下可以导电导电？由于构成分子晶体的粒子是分子，不管是晶体或晶体熔化由于构成分子晶体的粒子是分子，不管是晶体或晶体熔化成的液体，都没有成的液体，都没有带电带电荷的离子存在，因此，分子晶体以荷的离子存在，因此，分子晶体以及它熔化成的液体都不及它熔化成的液体都不导电导电。分子晶体溶于水。分子晶体溶于水时时，水溶液，水溶液有的能有的能导电导电，如，如HCl溶于水；有的不溶
8、于水；有的不导电导电，如，如C2H5OH溶溶于水。于水。8如何理解冰融化如何理解冰融化为为水水时时密度增大？密度增大？在冰的晶体中，每个水分子周在冰的晶体中，每个水分子周围围只有只有4个个紧邻紧邻的水分子，的水分子，由于水分子之由于水分子之间间的主要作用力是的主要作用力是氢键氢键，氢键氢键跟共价跟共价键键一一样样具有方向性，即具有方向性，即氢键氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体子与四面体顶顶角方向的角方向的4个相个相邻邻水分子相互吸引，水分子相互吸引，这这一排一排列使冰晶体中的水分子的空列使冰晶体中的水分子的空间间利用率不高，留有相当大的利用率不高，
9、留有相当大的空隙。当冰空隙。当冰刚刚刚刚融化融化为为液液态态水水时时，热热运运动动使冰的使冰的结结构部分构部分解体，水分子解体，水分子间间的空隙减小，密度反而增大。的空隙减小，密度反而增大。9石墨晶体属于原子晶体石墨晶体属于原子晶体吗吗？提示提示如下如下图图所示，石墨晶体是所示，石墨晶体是层层状状结结构。构。层层内的碳原子内的碳原子呈呈sp2杂杂化化(形成形成3个个键键)，形成平面六元，形成平面六元环结环结构，构，层层内原子内原子的核的核间间距是距是142pm，键键角是角是120，相互作用是共价，相互作用是共价键键；层层与与层层之之间间的距离的距离为为335pm，层间层间存在范德存在范德华华力
10、。力。a石墨晶体结构模型石墨晶体结构模型b石墨晶体的平面石墨晶体的平面网状结构示意图网状结构示意图【慎思慎思1】金金刚刚石与石墨可列表比石与石墨可列表比较较如下如下晶体晶体金刚石金刚石石墨石墨碳原子杂化方式碳原子杂化方式sp3sp2碳原子成键数碳原子成键数43有无未成有无未成键键价价电电子子无无有有晶体内的相晶体内的相互作用互作用共价键共价键共价键、金属键、范共价键、金属键、范德华力德华力结构特征结构特征正四面体形立体网状正四面体形立体网状结构结构正六边形平面片层结正六边形平面片层结构构键角键角109.5120晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体称为混合晶体称为混合晶体性质性质熔、沸点高硬度最大熔
11、、沸点高硬度最大不导电不导电熔、沸点高硬度小，熔、沸点高硬度小，能导电有润滑性能导电有润滑性主要用途主要用途做钻石、钻头、刻划做钻石、钻头、刻划玻璃，可能成为替代玻璃，可能成为替代硅的新一代信息材料硅的新一代信息材料制造电极、润滑剂、制造电极、润滑剂、铅笔芯、中子减速剂铅笔芯、中子减速剂等等相互关系相互关系同素异形体同素异形体如何判断某晶体是原子晶体如何判断某晶体是原子晶体还还是分子晶体？是分子晶体？提示提示金属金属单质单质属于金属晶体，离子化合物属于离子晶体。属于金属晶体，离子化合物属于离子晶体。非金属非金属单质单质和共价化合物是属于原子晶体和共价化合物是属于原子晶体还还是分子晶体，是分子晶
12、体，可以从以下方面予以判断。可以从以下方面予以判断。(1)依据依据组组成晶体的微粒和微粒成晶体的微粒和微粒间间的作用判断。的作用判断。原子晶体的微粒是原子，粒子原子晶体的微粒是原子，粒子间间的作用是共价的作用是共价键键；分子晶；分子晶体的微粒是分子，粒子体的微粒是分子，粒子间间的作用是分子的作用是分子间间作用力。作用力。(2)依据物依据物质质的分的分类类判断。判断。常常见见的原子晶体有：的原子晶体有：单质单质：金：金刚刚石、晶体硼、晶体硅、石、晶体硼、晶体硅、晶体晶体锗锗；化合物：化合物：SiO2、SiC、BN、AlN、Si3N4等。等。【慎思慎思2】大多数非金属大多数非金属单质单质(除金除金
13、刚刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外石、石墨、晶体硅、晶体硼外)，气，气态氢态氢化物、非金属氧化物化物、非金属氧化物(除除SiO2外外)、酸、酸、绝绝大多数大多数有机物有机物(除有机除有机盐盐外外)都是分子晶体。都是分子晶体。(3)依据晶体的熔点判断。依据晶体的熔点判断。原子晶体的熔、沸点很高，常在原子晶体的熔、沸点很高，常在1000以上；而分子晶体以上；而分子晶体的熔点低，常在数百的熔点低，常在数百摄摄氏度以下至很低温度。氏度以下至很低温度。(4)依据依据导电导电性判断。性判断。原子晶体多数原子晶体多数为为非非导导体，但晶体硅、晶体体，但晶体硅、晶体锗锗是半是半导导体；分体；分子晶体子晶体为为非非
14、导导体，但部分分子晶体溶于水后能体，但部分分子晶体溶于水后能够导电够导电。(5)依据硬度和机械性能判断。依据硬度和机械性能判断。原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较较脆。脆。分子晶体、原子晶体熔沸点比分子晶体、原子晶体熔沸点比较较有哪些不同？有哪些不同？提示提示分子晶体的熔沸点高低与分子分子晶体的熔沸点高低与分子间间的作用力有关。的作用力有关。组组成和成和结结构相似的物构相似的物质质，相，相对对分子分子质质量越大，熔沸点越高，量越大，熔沸点越高，如熔沸点如熔沸点O2N2，HIHBrHCl。如果分子。如果分子间间存在存在氢键氢键，则则其沸点一般要高于其沸点一般要高于
15、组组成和成和结结构相似的没有构相似的没有氢键氢键的分子晶的分子晶体，如沸点：体，如沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3。组组成和成和结结构不相似的物构不相似的物质质，相，相对对分子分子质质量接近，分子的极性越大，量接近，分子的极性越大，其熔沸点就越高，如熔沸点：其熔沸点就越高，如熔沸点：CON2。晶体熔沸点的高低比晶体熔沸点的高低比较较：对对于分子晶体，一般来于分子晶体，一般来说说，对对于于组组成和成和结结构相似的物构相似的物质质，相，相对对分子分子质质量越大，分子量越大，分子间间作作用力越大，物用力越大，物质质的熔沸点也越高。的熔沸点也越高。对对于原子晶体，一般于原子晶体，一般来来说
16、说，原子，原子间键长间键长越短，越短，键键能越大，共价能越大，共价键键越越稳稳定，物定，物质质的熔沸点越高，硬度越大。的熔沸点越高，硬度越大。【慎思慎思3】原子晶体定义原子晶体定义：相：相邻邻原子之原子之间间以共价以共价键键相相结结合而形成空合而形成空间间网状网状结结构的晶体称构的晶体称为为原子晶体。原子晶体。常见的原子晶体常见的原子晶体：金：金刚刚石、晶体硅、晶体硼、二氧化硅、石、晶体硅、晶体硼、二氧化硅、碳化硅等碳化硅等原子晶体的物理性质原子晶体的物理性质原子晶体中的原子以原子晶体中的原子以较较强强共价共价键键相相连连接，因此在晶体中，接，因此在晶体中，原子不遵循原子不遵循紧紧密堆密堆积积
17、原原则则；原子晶体一般熔点都很高，硬；原子晶体一般熔点都很高，硬度都很大，度都很大，这这是由于原子晶体熔化是由于原子晶体熔化时时必必须须破坏其中的共价破坏其中的共价要点一要点一|原子晶体原子晶体123键键，而共价，而共价键键的的键键能相能相对较对较大，破坏它大，破坏它们们需要很多的能量。需要很多的能量。另外原子晶体另外原子晶体还还具有具有难难溶于水，固溶于水，固态时态时不不导电导电等性等性质质。特别提醒特别提醒：结结构决定性构决定性质质：原子晶体是由中性原子构成的，：原子晶体是由中性原子构成的，原子原子间间通通过过共价共价键紧键紧密地密地连连接在一起。共价接在一起。共价键键的的饱饱和性和和性和
18、方向性决定了原子晶体中每个原子的配位数是一定的，原方向性决定了原子晶体中每个原子的配位数是一定的，原子的相子的相对对位置也是确定的，彼此位置也是确定的，彼此连连接形成接形成稳稳定的空定的空间间立体立体网状网状结结构。构。常常见见的几种原子晶体的的几种原子晶体的结结构构(1)金金刚刚石石金金刚刚石晶体中每个碳原子以石晶体中每个碳原子以sp3杂杂化和它化和它紧邻紧邻的四个碳原子以共的四个碳原子以共价价键键相互相互结结合。合。晶体硅的晶体晶体硅的晶体结结构跟金构跟金刚刚石相石相近，即把金近，即把金刚刚石中的碳原子石中的碳原子换换成成硅原子。硅原子。4(2)水晶水晶SiO2晶体晶体结结构相当于将金构相
19、当于将金刚刚石中的石中的C原子全都改原子全都改换为换为Si原原子，同子，同时时在每两个在每两个Si原子中心原子中心联线联线的中的中间间增添一个增添一个O原子，原子，在晶体中只存在在晶体中只存在SiO键键，不存在，不存在SiSi键键和和OO键键。原子晶体的熔点高低与其内部的原子晶体的熔点高低与其内部的结结构密切相关：构密切相关：对结对结构相构相似的原子晶体来似的原子晶体来说说，原子半径越小，原子半径越小，键长键长越短，越短，键键能越大，能越大，晶体的熔点越高。晶体的熔点越高。特别提醒特别提醒：原子晶体共价：原子晶体共价键键的的强强弱的比弱的比较较：一般地一般地说说，原子半径越小，形成共价，原子半
20、径越小，形成共价键键的的键长键长越短，越短，键键能能越大，其熔、沸点越高。如：金越大，其熔、沸点越高。如：金刚刚石石碳化硅碳化硅晶体硅。晶体硅。5氮化硼氮化硼(BN)是一种新型是一种新型结结构材料，具有超硬、耐磨、构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等耐高温等优优良特性，下列各良特性，下列各组组物物质质熔化熔化时时，所克服的微粒，所克服的微粒间间作用与氮化硼熔化作用与氮化硼熔化时时克服的微粒克服的微粒间间作用都相同的是作用都相同的是()。A硝酸硝酸钠钠和金和金刚刚石石B晶体硅和水晶晶体硅和水晶C冰和干冰冰和干冰D苯和苯和萘萘解析解析由由题题意知意知BN和和SiO2为为原子晶体，熔化原子晶体，熔化时时
21、同种晶体同种晶体类类型克服的微粒型克服的微粒间间作用力相同。作用力相同。答案答案B【例例1】新型无机非金属材料大多属于原子晶体新型无机非金属材料大多属于原子晶体(具有熔点高、具有熔点高、硬度大、硬度大、强强度大、耐腐度大、耐腐蚀蚀等性等性质质)。取材于新材料和。取材于新材料和新科技的新科技的这类试题这类试题意在意在扩扩大学生大学生视视野、考野、考查查分析和分析和迁移能力，起点高、落点低是其命迁移能力，起点高、落点低是其命题题特点。特点。关于关于SiO2晶体的叙述正确的是晶体的叙述正确的是()。A通常状况下，通常状况下，60克克SiO2晶体中含有的分子数晶体中含有的分子数为为NA(NA表示阿伏加
22、德表示阿伏加德罗罗常数的数常数的数值值)B60克克SiO2晶体中，含有晶体中，含有2NA个个SiO键键C晶体中与同一硅原子相晶体中与同一硅原子相连连的的4个氧原子个氧原子处处于同一四面于同一四面体的体的4个个顶顶点点DSiO2晶体中含有晶体中含有1个硅原子，个硅原子，2个氧原子个氧原子【体验体验1】解析解析60克克SiO2晶体即晶体即1molSiO2，晶体中含有，晶体中含有SiO键键物物质质的量的量为为4mol(每个硅原子、氧原子分每个硅原子、氧原子分别别含有含有4个、个、2个未个未成成对电对电子，各拿出一个子，各拿出一个单电单电子形成子形成SiO共价共价键键)，含，含4NA个个SiO键键；S
23、iO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅氧原子个数比是硅氧原子个数比为为1 2。答案答案C分子晶体定义分子晶体定义：分子：分子间间通通过过分子分子间间作用力构成的晶体称作用力构成的晶体称为为分子晶体。分子晶体。(1)构成分子晶体的粒子是分子，粒子构成分子晶体的粒子是分子，粒子间间的相互作用是分子的相互作用是分子间间作用力。作用力。(2)原子首先通原子首先通过过共价共价键结键结合成分子，分子作合成分子，分子作为为基本构成微基本构成微粒，通粒，通过过分子分子间间作用力作用力结结合成分子晶体。合成分子晶体。分子晶体的类别分子晶体的类别：多数非金属：多数非金属单质
24、单质(除了金除了金刚刚石、晶体硅、石、晶体硅、晶体硼、石墨等晶体硼、石墨等)、多数非金属氧化物、多数非金属氧化物(如干冰、如干冰、CO、冰等、冰等)、非金属气、非金属气态氢态氢化物化物(如如NH3，CH4等等)、稀有气体、稀有气体、许许多多有机物等。有机物等。要点二要点二|分子晶体分子晶体12形成分子晶体的物形成分子晶体的物质类别质类别多数是共价化合物和非金属多数是共价化合物和非金属单质单质。分子晶体并不一定存在共价分子晶体并不一定存在共价键键，如稀有气体元素，如稀有气体元素单质单质形成形成的晶体中只有范德的晶体中只有范德华华力。力。常常见见的分子晶体的晶体的分子晶体的晶体结结构构(1)碘晶体
25、的晶胞是碘晶体的晶胞是长长方体，碘分子除了占据方体，碘分子除了占据长长方体的每个方体的每个顶顶点外，在每个面上点外，在每个面上还还有一个碘分子。有一个碘分子。(2)干冰：在分子晶体中，因分子之干冰：在分子晶体中，因分子之间间的相互作用通常不具的相互作用通常不具有方向性，因此分子晶体中的分子在堆有方向性，因此分子晶体中的分子在堆积积排列排列时时会尽可能会尽可能利用空利用空间间而采取而采取紧紧密堆密堆积积的方式，的方式，这这与金属晶体和离子晶与金属晶体和离子晶体的体的紧紧密堆密堆积积是相似的。是相似的。(3)冰：冰晶体主要是水分子依靠冰：冰晶体主要是水分子依靠氢键氢键形成的，由于形成的，由于氢键氢
26、键具具有一定的方向性，中央的水分子与周有一定的方向性，中央的水分子与周围围四个水分子四个水分子结结3合，合，边缘边缘的四个水分子也按同的四个水分子也按同样样的的规规律再与其他的水分子律再与其他的水分子结结合。合。氢键氢键：具有方向性和：具有方向性和饱饱和性，本和性，本质质上与共价上与共价键键的方向性的方向性和和饱饱和性不同。和性不同。方向性：方向性：XHY三个原子在同一方向上，原因是三个原子在同一方向上，原因是这样这样的的方向成方向成键键两原子两原子电电子云之子云之间间的排斥力最小，形成的的排斥力最小，形成的氢键氢键最最强强，体系更，体系更稳稳定。定。饱饱和性：每一个和性：每一个XH只能与一个
27、只能与一个Y原子形成原子形成氢键氢键，原因是，原因是H的原子半径很小，再有一个原子接近的原子半径很小，再有一个原子接近时时，会受到，会受到X、Y原原子子电电子云的排斥。子云的排斥。冰晶体中存在冰晶体中存在氢键氢键和范德和范德华华力，力，氢键氢键的作用要的作用要强强于范德于范德华华力，因此冰晶体主要依靠力，因此冰晶体主要依靠氢键氢键形成。形成。分子晶体的物理性分子晶体的物理性质质(1)由于分子由于分子间间作用力很弱，分子晶体气化或熔融作用力很弱，分子晶体气化或熔融时时，克服，克服分子分子间间的作用力，不破坏化学的作用力，不破坏化学键键，所以分子晶体一般具有，所以分子晶体一般具有较较低的熔点和沸点
28、，低的熔点和沸点，较较小的硬度，有小的硬度，有较较强强的的挥发挥发性。性。(2)由于分子晶体的构成微粒是分子，所以分子晶体在固由于分子晶体的构成微粒是分子，所以分子晶体在固态态或熔融状或熔融状态时态时都不都不导电导电。(3)不同分子晶体在溶解度上差不同分子晶体在溶解度上差别别很大，并且同一分子晶体很大，并且同一分子晶体在不同的溶在不同的溶剂剂中溶解度也有很大的差中溶解度也有很大的差别别，如碘易溶于，如碘易溶于CCl4等有机溶等有机溶剂剂，不易溶解于水，分子晶体在溶，不易溶解于水，分子晶体在溶剂剂中溶解情况中溶解情况一般符合一般符合“相似相溶相似相溶”的的经验经验性性规规律，非极性溶律，非极性溶
29、质质一般能溶一般能溶于非极性溶于非极性溶剂剂、极性溶、极性溶质质一般能溶于极性溶一般能溶于极性溶剂剂。4当下列物当下列物质质以晶体形式存在以晶体形式存在时时，其所属晶体，其所属晶体类类型和所型和所含化学含化学键类键类型分型分别别相同的是相同的是()。A氯氯化化钠钠和和氯氯化化氢氢B二氧化碳和二氧化硅二氧化碳和二氧化硅C四四氯氯化碳和四化碳和四氯氯化硅化硅D单质铁单质铁和和单质单质碘碘解析解析NaCl属于离子晶体，固属于离子晶体，固态态HCl属分子晶体，属分子晶体，A项项不不正确；正确；CO2(干冰干冰)属于分子晶体，属于分子晶体，SiO2(水晶水晶)属于原子晶体，属于原子晶体，B项项不正确；不
30、正确；单质铁单质铁属于金属晶体，属于金属晶体，单质单质碘属于分子晶体，碘属于分子晶体，D项项不正确；不正确；SiCl4与与CCl4分子内均含极性共价分子内均含极性共价键键，形成的，形成的晶体均是分子晶体，晶体均是分子晶体，C项项正确。正确。答案答案C【例例2】在四种在四种类类型的晶体中，只有分子晶体中才存在分子，型的晶体中，只有分子晶体中才存在分子，由分子构成的由分子构成的单质单质和化合物在固和化合物在固态时态时一定属于分子一定属于分子晶体。晶体。下列下列说说法中正确的是法中正确的是()。AC60汽化和汽化和I2升升华华克服的作用力相同克服的作用力相同B甲酸甲甲酸甲酯酯和乙酸的分子式相同，它和
31、乙酸的分子式相同，它们们的熔点相近的熔点相近C氯氯化化钠钠和和氯氯化化氢氢溶于水溶于水时时，破坏的化学，破坏的化学键键都是离子都是离子键键D用做高温陶瓷材料的用做高温陶瓷材料的Si3N4固体是分子晶体固体是分子晶体解析解析C60、I2均均为为分子晶体，汽化或升分子晶体，汽化或升华时华时均克服范德均克服范德华华力；力；B中乙酸分子可形成中乙酸分子可形成氢键氢键，其熔、沸点比甲酸甲，其熔、沸点比甲酸甲酯酯高。高。答案答案A【体验体验2】金金刚刚石和石墨都是碳元素的石和石墨都是碳元素的单质单质，但是二者在某些物理性，但是二者在某些物理性质质上却表上却表现现出出较较大的差异：金大的差异：金刚刚石是天然
32、石是天然矿矿物中最硬的，物中最硬的，而石墨却比而石墨却比较软较软；金；金刚刚石不石不导电导电，而石墨却能，而石墨却能导电导电。请请解解释释其原因。其原因。金金刚刚石与石墨表石与石墨表现现出了性出了性质质上的差异，上的差异，这这主要主要还还是两者在是两者在结结构上不同。构上不同。物物质质硬度大小与晶体中所存在作用硬度大小与晶体中所存在作用强强弱相关，作用弱相关，作用强强，不，不易易发发生形生形变变，硬度就大；作用弱，容易，硬度就大；作用弱，容易发发生形生形变变，硬度就，硬度就小。在金小。在金刚刚石中，每个碳原子与相石中，每个碳原子与相邻邻的四个碳原子以共价的四个碳原子以共价键结键结合，形成正四面
33、体合，形成正四面体结结构，构，CC共价共价键键是一种很是一种很强强的的作用，不容易作用，不容易发发生形生形变变，因此硬度很大；碳原子所有价，因此硬度很大；碳原子所有价电电子都参与成子都参与成键键，晶体中没有自由，晶体中没有自由电电子，所以不能子，所以不能导电导电。石墨晶体中，每个碳原子以三个石墨晶体中，每个碳原子以三个键键与另外三个碳原子与另外三个碳原子结结合，在同一平面内形成无数并置的正六合，在同一平面内形成无数并置的正六边边形的形的环环。平面与。平面与平面之平面之间间存在范德存在范德华华力，它是一种很弱的作用，很容易力，它是一种很弱的作用，很容易发发生形生形变变，因此石墨比，因此石墨比较软
34、较软；在每个碳原子上，都；在每个碳原子上，都还还有一个有一个价价电电子未参与成子未参与成键键，该电该电子所在的子所在的2p轨轨道与碳原子形成的道与碳原子形成的平面垂直，平面垂直，电电子可以在同一平面内自由移子可以在同一平面内自由移动动，相当于金属，相当于金属中的自由中的自由电电子，所以石墨可以子，所以石墨可以导电导电。【案例案例1】氮化氮化铝铝(AlN)常做砂常做砂轮轮及高温炉及高温炉衬衬材料，熔化状材料，熔化状态态下不下不导电导电，可知它属于，可知它属于()。A离子晶体离子晶体B原子晶体原子晶体C分子晶体分子晶体D无法判断无法判断解析解析熔化状熔化状态态下不下不导电导电的化合物必定是共价化合
35、物，排的化合物必定是共价化合物，排除是离子化合物的可能，又因除是离子化合物的可能，又因为为具有耐高温的性能，所以具有耐高温的性能，所以必定是原子晶体。必定是原子晶体。答案答案B碳和硅位于元素周期表的同一主族，最外碳和硅位于元素周期表的同一主族，最外层电层电子数相同，子数相同，化学性化学性质质也具有一定的相似性，如也具有一定的相似性，如单质单质都可以和氧气都可以和氧气发发生生反反应应，分，分别别生成氧化物生成氧化物CO2和和SiO2。CO2和和SiO2都属于酸性都属于酸性氧化物，可以与碱及碱性氧化物反氧化物，可以与碱及碱性氧化物反应应生成生成盐盐。但是，。但是，CO2和和SiO2的物理性的物理性
36、质质却存在很大差异，可能的原因是什么？却存在很大差异，可能的原因是什么？可能会可能会认为认为的原因是：二者的的原因是：二者的组组成和成和结结构相似，相构相似，相对对分子分子质质量越大，熔沸点越高。量越大，熔沸点越高。这样这样分析得出的分析得出的结论结论与事与事实实有一有一定的一致性，即定的一致性，即SiO2的硬度和熔沸点高于干冰，但并不能的硬度和熔沸点高于干冰，但并不能解解释释CO2和和SiO2性性质质差异差异为为什么如此之大。什么如此之大。在分析在分析问题时问题时，千万不能只注重表面，要从本，千万不能只注重表面，要从本质质上做深入上做深入的分析。的分析。其其实实CO2和和SiO2只是只是组组
37、成相似，在成相似，在结结构上存在很大差构上存在很大差别别：CO2的晶体干冰是分子晶体，影响其硬度和熔、沸点的是的晶体干冰是分子晶体，影响其硬度和熔、沸点的是存在于分子之存在于分子之间间的范德的范德华华力。力。SiO2是原子晶体，影响其硬度和熔沸点的是原子之是原子晶体，影响其硬度和熔沸点的是原子之间间的共的共价价键键。共价共价键键的的键键能要比分子能要比分子间间作用力大得多，因此才作用力大得多，因此才导导致致SiO2和和CO2在硬度和熔、沸点上的巨大差异。在硬度和熔、沸点上的巨大差异。固固态态CO2(即干冰即干冰)是分子晶体，是分子晶体，CO2分子之分子之间间存在分子存在分子间间作用力，作用力，
38、这这种分子种分子间间作用力很弱，作用力很弱，这这种作用只有几到几十种作用只有几到几十焦每摩焦每摩尔尔，很容易破坏它使晶体，很容易破坏它使晶体变变成液体或气体，故干冰成液体或气体，故干冰的熔点、沸点很低，硬度很小。的熔点、沸点很低，硬度很小。SiO2是原子晶体，晶体中是原子晶体，晶体中不存在不存在SiO2分子，而是每一个硅原子和四个氧原子形成四分子，而是每一个硅原子和四个氧原子形成四个共价个共价键键，每一个氧原子被两个硅原子共用。由于，每一个氧原子被两个硅原子共用。由于SiO2晶晶体是由硅原子和氧原子按体是由硅原子和氧原子按1 2的比例通的比例通过过共价共价键结键结合形成合形成的立体网状的立体网
39、状结结构的晶体，共价构的晶体，共价键键的的键键能很大，破坏能很大，破坏这这些共些共价价键键需要很高的能量，所以需要很高的能量，所以SiO2晶体的熔沸点和硬度很高。晶体的熔沸点和硬度很高。两种物两种物质质在性在性质质上的巨大差异根本原因在于它上的巨大差异根本原因在于它们们在在结结构上构上的不同。的不同。下列化学式既能表示物下列化学式既能表示物质质的的组组成，又能表示物成，又能表示物质质分分子式的是子式的是()。ANH4NO3BSiO2CC6H5OHDFe解析解析在四种在四种类类型的晶体中，除分子晶体中含有型的晶体中，除分子晶体中含有单单独存在独存在的分子外，其余晶体中都不存在的分子外，其余晶体中都不存在单单个的分子，化学式个的分子，化学式仅仅仅仅代表物代表物质质中原子的最中原子的最简组简组成，而不能表示其真正的分子。成，而不能表示其真正的分子。A为为离子晶体，离子晶体，B为为原子晶体，原子晶体，D为为金属晶体，只有金属晶体，只有C为为分分子晶体。子晶体。答案答案C【案例案例2】同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全