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1、第3章 晶体结构与性质 章末专题复习【专题突破】一、化学键类型及其与物质类别的关系1化学键类型及其比较类型离子键共价键金属键概念阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的化学键金属阳离子和自由电子之间的静电作用成键微粒阴、阳离子原子金属阳离子、自由电子作用本质阴、阳离子间的静电作用共用电子对(电子云重叠)对两原子核产生的电性作用金属阳离子和自由电子之间的静电作用形成条件活泼金属和活泼非金属化合时形成离子键非金属元素形成单质或化合物时形成共价键能形成自由电子键的强弱判断离子电荷数越大，离子半径越小，键能越大原子半径越小，共用电子对数越多，键能越大金属阳离子半
2、径越小，离子所带电荷数越多，金属键越强影响性质离子化合物的熔沸点、硬度等分子的稳定性，原子晶体的熔沸点、硬度等金属单质的熔沸点等存在(举例)离子化合物，如NaCl非金属单质，如H2；共价化合物，如HCl；离子化合物，如NaOH金属单质，如Na【典例1】对于A族元素，下列叙述中不正确的是()ASiO2和CO2中，Si和O、C和O之间都是共价键BC、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8CCO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D该族元素的主要化合价是4价和2价2化学键与物质类别的关系(1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如金刚石、晶体硅、氮气等。
3、(2)只含极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的化合物，如HCl、NH3等。(3)既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、C2H6等。(4)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。如MgO、NaCl中只含有离子键，NaOH、Na2O2、NH4Cl中既含有离子键，又含有共价键。(5)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。(6)构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，在这些原子的分子中不存在化学键。(7)非金属元素的原子之间也可以形成离子键，如NH4Cl等。(8)金属键只存在于金属单质或合金中。3离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系化学键的种类实例非金属单质无
4、化学键稀有气体分子(单原子分子)He、Ne非极性共价键O=O、ClCl、HH(均为非极性分子)共价化合物只有共价键极性分子：、非极性分子：、O=C=O特例：AlCl3离子化合物只有离子键离子键、极性共价键【典例2】下列叙述正确的是()两种原子构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键两种不同非金属元素原子间形成的化学键都是极性键含有非极性键的化合物一定是共价化合物只要是离子化合物，其熔点就比共价化合物的熔点高难失去电子的原子，易形成阴离子单质分子中不存在化学键，化合物的分子中才存在化学键离子化合物中一定含有离子键A只有B只有C只有D只有二、晶体类型与结构、性质的关系晶体的类型直接决定着晶体的物理
5、性质，如熔点、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定的，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。1四类晶体的结构和性质比较类型比较离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子粒子间的作用力离子键(强)共价键分子间作用力粒子间的静电作用物质的性质熔、沸点较高很高低一般较高，少部分低硬度硬而脆大小一般较大，少部分小导电性不良(熔融或水溶液能导电)绝缘体(半导体)不良晶体、熔融均导电传热性不良不良不良良延展性不良不良不良良溶解性易溶于极性溶剂，难溶于有机溶剂不溶于任何溶剂“相似相溶”难溶(Na等与水反
6、应)典型实例NaCl、KBr单质：金刚石化合物：SiO2单质：O2化合物：干冰Na、Mg【典例3】下列叙述正确的是()A分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C离子晶体中可能含有共价键D金属晶体的熔点和沸点都很高2晶体类型与化学键的关系(1)离子晶体与化学键的关系离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键。注意可以再细化：离子晶体中一定含有离子键，可能含有极性共价键、非极性共价键、配位键。含有离子键的化合物一定是离子化合物。离子晶体一定是由阴、阳离子构成的，但晶体中可以含有分子。如，结晶水合物。离子晶体中一定含有阳离子，但含有阳离子的晶体不一定是离子晶体。
7、非金属元素也可以形成离子化合物。如NH4Cl、NH4NO3等都是离子化合物。(2)分子晶体与化学键(力)的关系分子晶体中一定含有分子间作用力。稀有气体形成的晶体是分子晶体，而稀有气体是单原子分子，其晶体中只含有分子间作用力。除稀有气体外的其他分子晶体均含有分子间作用力和分子内共价键。分子晶体中的分子间作用力决定物质的物理性质(如熔点、沸点、硬度、溶解性等)，而共价键决定分子的化学性质。(3)原子晶体与化学键的关系原子晶体中一定有共价键，且只有共价键，无分子间作用力。原子晶体一定是由原子构成的，可以是同种元素的原子，也可以是不同种元素的原子。共价化合物形成的晶体可能是原子晶体，也可能是分子晶体。
8、含有共价键的化合物不一定是共价化合物。原子晶体可以由极性键构成，也可以由非极性键构成。(4)金属晶体与化学键的关系金属晶体中一定有金属键，但有时也有不同程度的其他键。如，合金中可含有共价键。金属键不一定就比分子间作用力强。如，汞常温下为液态，就说明汞中的金属键很弱。具有金属光泽且能导电的单质不一定就是金属，如石墨能导电，有金属光泽，却属于非金属。【典例4】已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法正确的是()AC3N4晶体是分子晶体BC3N4晶体中CN键的键长比金刚石中CC键的键长要长CC3N4晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接
9、3个C原子DC3N4晶体中微粒间通过离子键结合三、四种重要晶体的结构特点1氯化钠晶体(1)Na、Cl在晶体中按确定的比例和一定的规则排列，使整个离子晶体不显电性且能量最低。离子晶体中无单个分子存在。(2)离子的配位数为6。(3)在每个结构单元(晶胞)中，处于不同位置的微粒在该单元中的份额也有所不同，一般规律是顶点上的微粒属于该单元的份额是；棱上的微粒在该单元中所占的份额为；面上的微粒在该单元中所占的份额为；中心位置上的微粒完全属于该单元，即份额为1。例如：氯离子数：864钠离子数：1214因此，钠离子数与氯离子数之比为11，氯化钠的化学式为NaCl。2金刚石晶体(1)碳原子间通过共价键相结合而
10、形成空间网状结构的原子晶体，整个晶体中无单个分子。(2)微观构型：正四面体，每个碳原子与4个碳原子成键，每个碳原子上的任意两个CC键的夹角都是10928。(3)最小的环：六元环。(4)每个C原子参与形成六元环的总数：12个。3干冰晶体(1)干冰晶体中分子之间通过范德华力相结合，当熔化时，分子内的化学键并不断裂。(2)每个二氧化碳分子周围与之相邻且等距的二氧化碳分子数为12。(3)每个结构单元中含二氧化碳分子数为864。【典例5】下图表示1个晶胞，该晶胞为正方体结构，原子(或分子、离子)位于正方体的顶角和面心。请回答下列问题(只需回答一种代表物即可)：(1)若这是1个分子晶体的晶胞，其代表物质是
11、_。(2)若这是1个金属晶体的晶胞，其代表物质是_。(3)若这是1个不完整的金刚石的晶胞，则晶胞中其他碳原子的数目和位置是_。(4)若这是1个不完整的NaCl晶胞，且顶角和面心的实心球表示Na，则晶胞中Cl的位置是_。(5)若这是1个不完整的CaF2晶胞，且已知CaF2和Ca2的配位数为8，则图中实心球表示Ca2还是F？。四、物质熔、沸点高低的比较规律比较判断晶体熔、沸点的高低时，首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的因素。1不同类晶体：一般情况下，原子晶体离子晶体分子晶体；金属晶体(除少数外)分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞、铯、镓
12、等。2同种类型晶体：构成晶体质点间的作用力大，则熔、沸点高，反之则低。(1)离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔、沸点就越高。例如：NaClCsCl；MgOMgCl2。(2)分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，则熔、沸点越高。如I2Br2Cl2F2。组成和结构不相似的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高。如CON2。同分异构体之间一般支链越多，熔、沸点越低。如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷。若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高。如沸点：HFHIHBrHCl。(3)原子晶体：一般半径越小，键长越短，键能越大，则熔、沸
13、点越高。例如：金刚石二氧化硅碳化硅晶体硅。(4)金属晶体：金属阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则金属键越强，熔、沸点越高。例如：AlMgNa。【典例6】下列说法中，正确的是()A冰熔化时，分子中HO键发生断裂B原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点越高C分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔、沸点就越高D分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定答案精析专题突破【典例1】BC的原子序数为6，最外层电子数是4，次外层电子数为2，所以B不正确；CO2和SiO2都是共价化合物、酸性氧化物，因此A、C正确；第A族元素的主要化合价为4价和2价，D正确。【典例2】AH2O2、C2H6等都含有非极性共价键
14、，错；过氧化钠中含有非极性键，它是离子化合物，错；二氧化硅、碳化硅、氮化硅等都是原子晶体，也是共价化合物，它们的熔点高于离子晶体，错；稀有气体原子既难失去电子，又难得到电子，错；除稀有气体外，氮气、氧气、氯气、S8等单质都含非极性共价键，错。【典例3】C稀有气体为单原子分子，晶体中分子内无共价键，A不正确；SiO2晶体为原子晶体，硅原子与氧原子间为极性键，B不正确；Na2O2、铵盐等离子晶体中含有共价键，C正确；不同金属晶体、金属键强弱不同，其熔、沸点差别很大，D不正确。【典例4】C由题给信息“具有比金刚石更大的硬度”，说明C3N4晶体是原子晶体，且晶体中CN键比金刚石中CC键键长要短，即键更
15、强；由“原子间均以单键结合”可得每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子。【典例5】(1)干冰(答案合理即可)(2)铜(答案合理即可)(3)4个，其他4个碳原子位于4个互不相邻的小立方体的中心(4)体心和12条棱的中心(5)Ca2解析(1)这是1个面心立方结构，如果是1个分子晶体，典型物质就是CO2、I2等。(2)如果是金属晶体的晶胞，则为面心立方最密堆积，金属中的Ca、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ag都是此类。(3)金刚石完整的晶胞如图乙所示，由此可以看出，其他4个碳原子位于4个互不相邻的小立方体的中心。(4)在氯化钠晶体中，每个Na的周围与之相连的Cl有6个，当实心球代表Na时，Cl在体心和12条棱的中心。(5)CaF2晶体是面心立方晶胞，Ca2占据立方体的8个顶角和6个面心，而F占据8个小立方体的体心，故图中的实心球代表Ca2。【典例6】B冰熔化时，只破坏了分子间作用力，不破坏共价键，A错误；分子晶体的熔、沸点高低与分子间的作用力有关，与分子中的共价键无关，所以C错误；分子的稳定性与分子中的共价键有关，与分子间作用力无关，所以D错误。