晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識清單

【知識網(wǎng)絡(luò)】

_（構(gòu)成微粒：分子］

T微粒間作用力：分子間作用力）

（空間結(jié)構(gòu)（原子(

F分

L共「"晶體特征：熔、沸點低,熔融狀態(tài)不導(dǎo)電;

子

價熔融時不破壞共價鍵

晶

（共體）一晶________________>

體

體<_典型的晶體：冰、干冰、b、S、稀有氣'

〕

〕

（堅硬難溶共價鍵t器翳、體（固態(tài)）、Go,

」結(jié)構(gòu)特征：存在分子，分子內(nèi)原子之間形

Y成共價鍵,個別分字篇體中無共價鍵J

「（定義：陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體

金屬陽離子和自由電子?構(gòu)成微粒

熔沸點高低理金屬鍵?微粒醺作用-（構(gòu)成微粒：陰離子和陽離子口

-H微粒間的相互作用：離子鍵）

金屬鍵無方向性、無飽和性—延展］

導(dǎo)電一物理特性T物理性質(zhì)：熔沸點較高.硬而盛］

自由電子T

L導(dǎo)熱JU典型晶胞：NaCI型.CsCI型）

【知識歸納】

考點1晶體和晶體類型

一、晶體和非晶體

1.結(jié)構(gòu)判據(jù)：結(jié)構(gòu)微粒是否有序排列

2.外形判據(jù)

（1）晶體一定具有規(guī)則幾何外形

（2）具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體

3.性質(zhì)判據(jù)

（1）自范性判據(jù):本質(zhì)差異（能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)）

（2）熔點判據(jù)：是否有固定的熔點

（3）性向判據(jù)：硬度、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等物性在不同方向上是否相同

①晶體：各向異性

②非晶體：各向同性

4.獲得晶體的途徑

煤融態(tài)物質(zhì)溶質(zhì)從溶液中

氣態(tài)物質(zhì)冷卻

5.實驗鑒別

（1）常規(guī)鑒別：看固體是否有固定的熔點

（2）儀器鑒別：對固體進行X射線衍射實驗

6.非晶體、等離子體和液晶的比較

聚集狀態(tài)組成與結(jié)構(gòu)特征主要性能

內(nèi)部微粒的排列呈現(xiàn)雜亂無章（長程無某些非晶體合金強度和硬度高、耐腐

非晶體

序，短程有序）的分布狀態(tài)的固體蝕性強，非晶態(tài)硅對光的吸收系數(shù)大

由電子、陽離子和電中性粒子組成，整

等離子體具有良好的導(dǎo)電性和流動性

體上呈電中性，帶電離子能自由移動

內(nèi)部分子的排列沿分子長軸方向呈現(xiàn)既具有液體的流動性、黏度、形變性，

液晶

出有序的狀態(tài)又具有晶體的導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等

二、金屬鍵和金屬晶體

1.金屬鍵

（1）概念：金屬陽離子和自由電子之間存在的強的相互作用。

（2）本質(zhì)：金屬原子脫落下來的位蚯形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共

用，從而把所有金屬原子維系在一起?

（3）成鍵粒子：金屬陽離子和自由電子

（4）存在：金屬單質(zhì)或合金

（5）特征：無方向性和無飽和性。

（6）金屬鍵的強弱比較

①原子半徑越大，價電子數(shù)越少，金屬鍵越弱；

②原子半徑越小，價電子數(shù)越多，金屬鍵越強。

2.金屬晶體

（1）概念：原子間以金屬鍵結(jié)合形成的晶體。

（2）用電子氣理論解釋金屬的性質(zhì)

通性理論解釋

當(dāng)金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對遣動，但排列方

延展

式不變，金屬陽離子與自由電子形成的電子氣沒直被破壞，所以金屬有良

性

好的延展性。

導(dǎo)電在外加電場的作用下，金屬晶體中的電子氣在電場中定向移動而形成電

性流，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性。

導(dǎo)熱電子氣中的自由電子在運動時經(jīng)常與金屬原子發(fā)生碰撞，從而引起兩者能

性量的交換。

三、分子晶體

1.概念及粒子間作用力

（1）概念：只含分子的晶體。

（2）粒子間作用力

①相鄰分子間以分子間作用力結(jié)合;

②分子內(nèi)原子之間以共價鍵結(jié)合。

2.堆積方式

項目分子密堆積分子非密堆積

作用力只有分子間作用力，無氫鍵有分子間氫鍵，它具有方向性

空間特點每個分子周圍一般有個緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙

舉例C60、干冰、12、。2HF、NH3、冰

3.常見分子晶體及物質(zhì)類別

物質(zhì)種類實例

所有非金屬氫化物H2O、NH3、CH4等

部分非金屬單質(zhì)鹵素（X2）、。2、N?、白磷（P4）、硫（S8）等

部分非金屬氧化物C02、P4Oio>SO2、SO3等

幾乎所有的酸HN03、H2so4、H3Po八H2SQ等

絕大多數(shù)有機物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等

4.分子晶體的物理性質(zhì)

物理性質(zhì)原因

一般熔、沸點較低，硬度較小，易揮發(fā)，易升華分子間作用力較弱

固態(tài)和熔融態(tài)一般不導(dǎo)電，但有的在水溶液中能

沒有自由移動的帶電粒子

導(dǎo)電

非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑:極性溶質(zhì)易溶于分子晶體的溶解性一般滿足“相似相溶”

極性溶劑原理

四、共價晶體

1.共價晶體的結(jié)構(gòu)特點

d構(gòu)成粒子卜原子

器|作用力）-共價錢

晶

俄J整塊晶體是一個三維的共價

X空間結(jié)構(gòu)）-鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),不存在單個

的小分子，是一個“巨分子”

2.共價晶體與物質(zhì)的類別

物質(zhì)種類實例

某些單質(zhì)晶體硼、晶體硅、晶體鋁、金剛石等

某些非金屬化合物碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）等

3.共價晶體的熔、沸點

（1）特點：共價晶體具有很面的熔點。原因：共價晶體熔化時必須破壞共價鍵,而破壞

它們需要很高的溫度。

（2）影響因素：結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔

點越道。

4.對分子晶體和共價晶體的認識誤區(qū)

（1）共價晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是一個“巨分子”，沒有小分子存在；而

分子晶體中存在真實的分子。

（2）共價晶體的化學(xué)式不表示實際組成，只表示組成原子的個數(shù)比，如SiCh只是表示晶

體中Si與0的原子個數(shù)比為1：2。而分子晶體的化學(xué)式表示真實的組成。

（3）由原子構(gòu)成的晶體不一定是共價晶體，如稀有氣體組成的晶體屬于分子晶體。

五、離子晶體

1.概念：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。

2.結(jié)構(gòu)特點

（1）構(gòu)成微粒：陽離子和陰離子。

（2）微粒間的作用力：離子鍵。

（3）方向性和飽和性

①由于靜電作用沒直方向性，故離子鍵沒有方向性。

②只要條件允許，陰陽離子周圍可以盡可能多地吸引異號離子，故離子鍵也沒有飽

和性。。

3.離子鍵強弱：陰、陽離子半徑越小，所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強。

4.離子晶體的性質(zhì)

性質(zhì)原因

離子晶體中有較強的離子鍵，熔化或升華時需消耗較多的能量。所以離子晶

熔沸點體有較高的熔、沸點和難揮發(fā)性。通常情況下，同種類型的離子晶體，離子

半徑越小，離子鍵越強，熔、沸點越高

硬而脆。離子晶體表現(xiàn)出較高的硬度。當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時.，部分離子

硬度

鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破碎

不導(dǎo)電，但熔融或溶于水后能導(dǎo)電。離子晶體中，離子鍵較強，陰、陽離子

不能自由移動，即晶體中無自由移動的離子，因此離子晶體不導(dǎo)電。當(dāng)升高

溫度時，陰、陽離子獲得足夠的能量克服了離子間的相互作用力，成為自由

導(dǎo)電性

移動的離子，在外加電場的作用下，離子定向移動而導(dǎo)電。離子晶體溶于水

時，陰、陽離子受到水分子的作用成了自由移動的離子（或水合離子），在外

加電場的作用下，陰、陽離子定向移動而導(dǎo)電

大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑（如水），難溶于非極性溶劑（如汽油、苯、

CC14）。當(dāng)把離子晶體放入水中時，水分子對離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引，使

溶解性

離子晶體中的離子克服離子間的相互作用力而離開晶體，變成在水中自由移

動的離子

離子晶體中陰、陽離子交替出現(xiàn)，層與層之間如果滑動，同性離子相鄰而使

延展性

斥力增大導(dǎo)致不穩(wěn)定，所以離子晶體無延展性

5.離子晶體組成的認識誤區(qū)

（1）離子晶體中不一定都含有金屬元素，如NH4cl是離子晶體。

（2）離子晶體中除離子鍵外不一定不含其他化學(xué)鍵，如NaOH晶體中還含有極性共價鍵,

Na2O2晶體中還含有非極性共價鍵。

（3）由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCb是由金屬元素A1

和非金屬元素C1組成的分子晶體。

（4）含有金屬離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體中含有金屬陽離子。

（5）離子晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰、陽離子的個數(shù)比，而不是表示其分子組成。

六、晶體類型的判斷

1.微粒判據(jù)（本質(zhì)判據(jù)）

晶體類型離子晶體分子晶體金屬晶體共價晶體

構(gòu)成微粒陰陽離子分子金屬陽離子和自由電子原子

2.作用力判據(jù)（本質(zhì)判據(jù)）

晶體類型離子晶體分子晶體金屬晶體共價晶體

作用力離子鍵分子間作用力金屬鍵共價鍵

3.結(jié)構(gòu)判據(jù)：共價晶體為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

4.組成判據(jù)

（1）金屬晶體：金屬單質(zhì)（除汞外）與合金

（2）共價晶體：金剛石、晶體硅、二氧化硅、碳化硅

（3）離子晶體：金屬和非金屬形成的晶體及錢鹽，AlCb等除外

（4）分子晶體

①典型物質(zhì)：非金屬和非金屬形成的晶體和AlCb

②反例物質(zhì)：鍍鹽及共價晶體

5.性能判據(jù)

（1）金屬晶體：導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性、機械性能良好

（2）蚯晶體：硬度較大或略硬而脆，大部分易溶于水

（3）共價晶體：硬度很大，熔沸點很高，不溶于任何常見的溶劑

（4）分壬晶體：硬度小；熔沸點很低，常溫下呈氣體或液體；揮發(fā)性很強

6.用途判據(jù)

（1）共價晶體:常用于制作半導(dǎo)體材料

（2）共價晶體：常用于制作超硬、耐磨材料

（3）共價晶體：常用于制作耐高溫、耐腐蝕材料

（4）分子晶體:常用于制作致冷劑

（5）金屬晶體:常用于制作導(dǎo)電材料

7.實驗判據(jù)

（1）離子晶體:熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物晶體

（2）分子晶體或共價晶體:熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物晶體

（3）金屬晶體：固體和熔融狀態(tài)下都能導(dǎo)電的晶體

七、晶體熔沸點的比較

1.晶體熔沸點的比較

f固體>流體>氣體

廠（原子晶體）f鍵長晝鍵能X,熔沸點高，硬度大

半徑小電荷芟，熔沸點高，硬度大

L（分子晶體）一>三因素四要點

左下角的金屬熔沸點最返

右上角的非金屬熔沸點睨

中上方的碳的熔沸點最巨

2.分子晶體熔沸點的比較

「（先看分子量）一組成和結(jié)構(gòu)相似，分子量越大，熔沸點越高

一（看氫鍵類型）一分子間氫鍵熔沸點過，分子內(nèi)氫鍵熔沸點迪

形成的分子間氫鍵越多，熔沸點越道

L（看分子極性）組成相似分子量相近，極性分子的熔沸點邕

3.簡答模板：體類型|=-響因素=|作用力麗=酷留

（1）共價晶體：A和B都是共價晶體，A的原子半徑小，鍵長短，鍵能大，共價鍵強,

熔沸點高（硬度大）

（2）離子晶體：A和B都是離子晶體，A的離子半徑小，離子所帶電荷多，離子鍵強（晶

格能大），熔沸點高

（3）金屬晶體：A和B都是金屬晶體，A的離子半徑小，離子所帶電荷多，金屬鍵強，

熔沸點高（硬度大）

（4）分子晶體

①A和B都是分子晶體，A的相對分子質(zhì)量大，分子間作用力強，熔沸點高

②A和B都是分子晶體，A中存在分子間氫鍵，分子間作用力強，熔沸點高

③A和B都是分子晶體，A中存在分子內(nèi)氫鍵，分子間作用力弱，熔沸點低

（5）不同晶體

①A是離子晶體，靠較強的離子鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)

合，所以A的熔沸點高

②A是共價%體，靠較強的共價鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)

合，所以A的熔沸點高

③A是金屬露體，靠較強的金屬鍵結(jié)合，B為分子晶體，靠較弱的分子間作用力結(jié)

合，所以A的熔沸點高

考點2晶體結(jié)構(gòu)及計算

一、晶體結(jié)構(gòu)

1.晶胞

（1）概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。

（2）結(jié)構(gòu)：晶胞一般都是平行六面體，晶體是由無數(shù)晶胞無隙并置而成。

卜無隙I-相鄰晶胞之間無任何間隙O

方置一所有晶胞都是壬丘排列的.取向相圓0

—L所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、

相同占一

4個數(shù)及幾何排列是完全相同的。

2.晶胞中微粒個數(shù)：均攤法

晶胞正或長方體正六棱柱正三棱柱

示意圖固鼻/

：,*??)

：6)了…IX

1

頂點上微粒

86n

J]_

側(cè)棱上微粒

436

J_j_

上下棱微粒

444

J_j_

面點上微粒

222

內(nèi)部的微粒111

3.金屬晶體的四種堆積方式

堆積面心立方體心立六方最簡單立

名稱最密堆積方堆積密堆積方堆積

堆積能酸姐翁

模型71圓

積Q

Al型A2型或鉀A3型

型Po型

或銅型型或鎂型

…ABCABC…-ABAB-

堆積(r￡D,q

yTj?

方式、d。

ZAJDA\

配位

128126

數(shù)

晶胞-1

2

結(jié)構(gòu)1Q

a“，“,

投影上'…，：/….：A/24

圖03

1/:X：工…一.yy…工

4.典型離子晶體的空間構(gòu)型

特點單立方結(jié)構(gòu)方結(jié)構(gòu)小立方體的體體心各有1個F

心各有1個Zi?+

配位Ca2+：8

684

數(shù)F：4

常見分子晶體和共價晶體的晶胞

晶胞二氧化碳金剛石碳化硅二氧化硅

齪/xa

JO-75——0C

圖示

a

?示一個CQ分子a

將金剛石中內(nèi)將晶體硅中每個

結(jié)構(gòu)特點面心立方同ZnS部的4個碳原硅硅鍵中間插入

子換成硅原子1個氧原子

配位數(shù)1244Si4；0：2

一：-Y—1—Y—1—

圈因YY

投影圖二；：—Y—1—Y—1—

YY

2二二:；—

6.金剛石、晶體硅和二氧化硅的結(jié)構(gòu)

(1)結(jié)構(gòu)特點

①基本結(jié)構(gòu)：正四面體結(jié)構(gòu),中心原子配位數(shù)為4

②空間構(gòu)型：立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鍵角為109。28',都是他雜化

(2)最小的環(huán)

被共用的最小環(huán)數(shù)

晶體最小環(huán)

原了共價鍵

金剛石2元環(huán)C：12C-C鍵：6

二氧Si：12

十二元環(huán)Si-0鍵：6

化硅0：6

(3)化學(xué)鍵數(shù)

①金剛石：Imol金剛石中含?NA個C-C鍵

②晶體硅：Imol晶體硅中含?NA個Si-Si鍵

③二氧化硅：Imol二氧化硅京含［NA個Si-O鍵

石墨的結(jié)構(gòu)

(1)結(jié)構(gòu)特點

①基本結(jié)構(gòu)：層狀結(jié)構(gòu)

②層內(nèi)構(gòu)型：平面正六邊形結(jié)構(gòu),鍵角為120°,雜化方式：立

③最小碳環(huán)：有4個碳原子，實際含2個碳原子

(2)化學(xué)鍵

①Imol石墨中含有UmolC—C鍵(g鍵)

②層和層的自由電子構(gòu)成1個大土鍍廠沿層的平行方向可導(dǎo)電

(3)微粒間作用力

①層內(nèi)部：共價鍵

②層之間：范德華力

③石墨的大萬鍵具有金屬鍵的性質(zhì)

(4)物理性質(zhì)

①熔點：比金剛石的高，C—C鍵的鍵長比金剛石中的短

②質(zhì)地：比較柔軟，層與層間的距離比C—C鍵的鍵長長,作用力小

（5）晶體類型：混合鍵型晶體

晶體的有關(guān)計算

1.晶體中某些幾何體中的數(shù)量關(guān)系（晶胞參數(shù)為“）

(1)立方體體對角線=在分面對角線=目

(2)面心立方晶胞相鄰的兩個面心間的距離=4

(3)正四面體中各量的關(guān)系

品

Q一

3