2010-2011學(xué)年高中化學(xué) 第三章 第二節(jié) 分子晶體與原子晶體同步學(xué)案 新人教版選修3

第二節(jié)分子晶體與原子晶體一、分子晶體1分子晶體的熔、沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小。對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，分子間作用力也增大，熔、沸點(diǎn)升高，如I2>Br2>Cl2>F2，O2>N2。組成相似的分子，有極性的比無極性的分子間作用力大，熔、沸點(diǎn)高，如SO2>CO2。有氫鍵的分子晶體，還要考慮氫鍵的強(qiáng)弱。2結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量大的其熔、沸點(diǎn)不一定大。例如：H2O與H2S，H2O的沸點(diǎn)比H2S高，因?yàn)樗肿娱g有氫鍵，H2S分子中只有范德華力，而氫鍵比范德華力強(qiáng)。二、原子晶體1原子晶體熔、沸點(diǎn)高低原子晶體的熔、沸點(diǎn)取決于共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能，鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高，如金剛石>金剛砂>晶體硅。有時(shí)鍵能的大小、鍵長(zhǎng)的長(zhǎng)短是可直接通過形成共價(jià)鍵的非金屬原子所屬元素的電負(fù)性來判斷的。2分子晶體熔化時(shí)，一般只破壞分子間作用力，原子晶體熔化時(shí)要破壞化學(xué)鍵。3分子晶體與原子晶體的比較晶體類型分子晶體原子晶體定義分子間通過分子間作用力形成的晶體相鄰原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體基本微粒分子原子物質(zhì)類別多數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物金剛石、碳化硅(SiC)、晶體硅、二氧化硅等少數(shù)非金屬單質(zhì)及共價(jià)化合物物理性質(zhì)硬度和密度較小，熔、沸點(diǎn)較低硬度和密度大，熔、沸點(diǎn)高決定熔、沸點(diǎn)高低的因素范德華力(或氫鍵)的強(qiáng)弱共價(jià)鍵的強(qiáng)弱導(dǎo)電性某些溶于水能導(dǎo)電均不導(dǎo)電晶體硅(Si)和金剛砂(SiC)都是與金剛石相似的原子晶體，請(qǐng)根據(jù)下表中數(shù)據(jù)，分析其熔點(diǎn)、硬度的大小與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。晶體鍵能/kJ·mol1鍵長(zhǎng)/pm熔點(diǎn)/摩氏硬度金剛石(CC)348154390010金剛砂(CSi)30118427009.5晶體硅(SiSi)22623414106.5解析在原子晶體里，所有原子都以共價(jià)鍵相互結(jié)合，整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所以，影響原子晶體的熔點(diǎn)、硬度的主要因素就是共價(jià)鍵的鍵能大小，鍵能越大，原子晶體的熔點(diǎn)、硬度越高，而共價(jià)鍵的鍵能又與鍵長(zhǎng)相關(guān)，一般來說，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小。答案鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大；反之，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小，熔點(diǎn)越低，硬度越小。原子晶體物理性質(zhì)的差異主要是由共價(jià)鍵鍵能的不同造成的，鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。而鍵能又與鍵長(zhǎng)有關(guān)，鍵長(zhǎng)可由成鍵原子半徑的相對(duì)大小得出。一般來說，成鍵原子的半徑之和越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小。SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相似，對(duì)其作出如下推測(cè)不正確的是()ASiCl4晶體是分子晶體B常溫、常壓下SiCl4是氣體CSiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子DSiCl4熔點(diǎn)高于CCl4解析由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu)，所以一定屬于分子晶體。影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的因素是分子間作用力的大小，在這兩種分子中都只有范德華力，SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于CCl4的相對(duì)分子質(zhì)量，所以SiCl4的分子間作用力和熔、沸點(diǎn)應(yīng)該比CCl4高一些，CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4與它結(jié)構(gòu)相似，因此也應(yīng)該是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性鍵的非極性分子。答案B影響分子晶體物理性質(zhì)的主要因素是存在于晶體中的分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)。由于分子間作用力比化學(xué)鍵鍵能小得多，因此分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，硬度也很小。1怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？提示從碳到鍺，核電荷數(shù)增大，電子層數(shù)增多，原子半徑依次增大，CC鍵、SiSi鍵、GeGe鍵的鍵長(zhǎng)依次增大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，而熔化時(shí)破壞的是共價(jià)鍵，因此鍵的穩(wěn)定性是CC鍵>SiSi鍵>GeGe鍵，所以金剛石、硅、鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降。2“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體?！边@種說法對(duì)嗎？為什么？提示不對(duì)。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價(jià)鍵，而它們都是分子晶體；如金剛石、晶體Si、SiC、SiO2中都有共價(jià)鍵，它們都是原子晶體；只有相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體。1分子原子2分子原子3.原子晶體分子晶體微粒原子分子微粒間作用力共價(jià)鍵分子間作用力4.這種錯(cuò)誤說法的根源在于沒有明確構(gòu)成原子晶體的微粒是原子。5屬于原子晶體的是：金剛石、石英、金剛砂屬于分子晶體的是：干冰、冰、硫黃、C60、碘、白磷、苯甲酸、稀有氣體的晶體、氧的晶體、氮的晶體6略。712個(gè)1下列說法正確的是()A原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵B稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體C干冰升華時(shí)，分子內(nèi)共價(jià)鍵會(huì)發(fā)生斷裂D金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物答案B解析本題主要考查常見晶體的相關(guān)知識(shí)。單質(zhì)類型為原子晶體(晶體硅、金剛石)的物質(zhì)，只有非極性共價(jià)鍵，而化合物型的晶體(SiO2)中則含有極性共價(jià)鍵，A不正確；稀有氣體為單原子分子，故B正確；干冰升華時(shí)破壞的是CO2分子之間的作用力，分子內(nèi)的CO共價(jià)鍵沒有變化，C不正確；只有活潑金屬與活潑非金屬才能形成離子化合物，而AlCl3等物質(zhì)則為共價(jià)化合物，D不正確。2水的沸點(diǎn)為100，硫化氫的分子結(jié)構(gòu)跟水相似，但它的沸點(diǎn)卻很低，是60.7，引起這種差異的主要原因是()A范德華力 B共價(jià)鍵 C氫鍵 D相對(duì)分子質(zhì)量答案C解析水分子間可以形成氫鍵。H原子與電負(fù)性大的原子(如N、O、F)形成氫鍵，而使其熔、沸點(diǎn)升高，表現(xiàn)出不同于同一主族元素組成的結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的特性。3金剛石是典型的原子晶體，下列關(guān)于金剛石的說法中錯(cuò)誤的是()A晶體中不存在獨(dú)立的“分子”B碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合C是硬度最大的物質(zhì)之一D化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)答案D解析在金剛石中，碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在具有有限固定組成的分子。由于碳的原子半徑比較小，碳與碳之間的共價(jià)鍵鍵能高，所以金剛石的硬度很大，因此A、B、C選項(xiàng)是正確的；但是由于金剛石是碳的單質(zhì)，可以在空氣或氧氣中燃燒生成CO2分子，故D選項(xiàng)的說法是錯(cuò)誤的。4我國(guó)的激光技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位，據(jù)報(bào)道，有科學(xué)家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松，與此同時(shí)再用射頻電火花噴射氮?dú)?，此時(shí)碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜。據(jù)稱，這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬。其原因可能是()A碳、氮原子構(gòu)成平面結(jié)構(gòu)的晶體 B碳氮鍵比金剛石中的碳碳鍵更短C氮原子電子數(shù)比碳原子電子數(shù)多 D碳、氮的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)均不活潑答案B解析由“這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬”可知該晶體應(yīng)該是一種原子晶體，原子晶體是一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而不是平面結(jié)構(gòu)，所以A選項(xiàng)是錯(cuò)誤的；由于氮原子的半徑比碳原子的半徑要小，所以二者所形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)要比碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短，所以該晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度應(yīng)該比金剛石更高，因此B選項(xiàng)是正確的；而原子的電子數(shù)和單質(zhì)的活潑性一般不會(huì)影響到所形成的晶體的硬度等，所以C、D選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。5下列物質(zhì)固態(tài)時(shí)熔點(diǎn)的比較正確的是()AF2>Cl2>Br2 B金剛石>P4>O2CS>HBr>金剛石 DI2>CH4>冰答案B解析A項(xiàng)中F2、Cl2、Br2均是分子晶體，由“組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高”可知熔點(diǎn)：F2<Cl2<Br2；不同晶體類型熔點(diǎn)的判斷：一般地，原子晶體的熔點(diǎn)大于分子晶體的熔點(diǎn)，在常溫時(shí)，P4為固體，O2為氣體，所以B項(xiàng)正確；同理，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)狀況下HBr、CH4是氣態(tài)，冰、I2、S是固態(tài)，所以C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。6X是核外電子數(shù)最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量?jī)H次于Y，W可以形成自然界中最硬的原子晶體。下列敘述錯(cuò)誤的是()AWX4是沼氣的主要成分B固態(tài)X2Y是分子晶體CZW是原子晶體D瑪瑙、水晶和玻璃的成分都是ZY2答案D解析由題意可知，X是H，Y是O，Z是Si，W是C。所以WX4是CH4，它是沼氣的主要成分；X2Y是H2O，屬于分子晶體；ZW為SiC，屬于原子晶體；ZY2為SiO2，是瑪瑙和水晶的成分，但是玻璃的主要成分是硅酸鹽。7下列有關(guān)分子晶體的說法中一定正確的是()A分子內(nèi)均存在共價(jià)鍵 B分子間一定存在范德華力C分子間一定存在氫鍵 D其結(jié)構(gòu)一定為分子密堆積答案B解析稀有氣體元素組成的晶體中，不存在由多個(gè)原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何化學(xué)鍵，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負(fù)性較強(qiáng)的N、O、F原子結(jié)合的氫原子的分子間或者分子內(nèi)，所以B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，所以D選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。8根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的物質(zhì)是()A熔點(diǎn)2 700，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)B無色晶體，熔點(diǎn)3 550，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑C無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800，熔化時(shí)能導(dǎo)電D熔點(diǎn)56.6，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電答案B解析本題考查的是各類晶體的物理性質(zhì)特征。A項(xiàng)符合金屬晶體的特征，B項(xiàng)符合原子晶體的特征，C項(xiàng)應(yīng)該是離子晶體，D項(xiàng)符合分子晶體的特征。所以應(yīng)該選擇B項(xiàng)。9下列說法中正確的是()A冰融化時(shí)，分子中氫氧鍵發(fā)生斷裂B原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越高C分子晶體中共價(jià)鍵鍵能越大，該分子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)一定也越高D分子晶體中分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定答案B解析分子晶體的熔、沸點(diǎn)取決于分子間作用力，而分子中的共價(jià)鍵影響的是分子的穩(wěn)定性，所以A、C、D都是錯(cuò)誤的；原子晶體是原子間通過共價(jià)鍵形成的，其熔、沸點(diǎn)取決于共價(jià)鍵強(qiáng)弱，所以應(yīng)該選擇B選項(xiàng)。10在常溫、常壓下呈氣態(tài)的化合物，降溫使其固化得到的晶體屬于()A分子晶體 B原子晶體C離子晶體 D何種晶體無法判斷答案A解析使粒子結(jié)合成原子晶體或離子晶體的共價(jià)鍵、離子鍵比較強(qiáng)，所以這兩種類型的晶體在常溫下一般均為固態(tài)。常溫下為氣態(tài)的物質(zhì)一般由分子組成，其固化后為分子晶體。11下列性質(zhì)適合分子晶體的是()A熔點(diǎn)1 070，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B熔點(diǎn)1 003.1，液態(tài)時(shí)導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電C能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8，沸點(diǎn)444.6D熔點(diǎn)97.81，易液化，液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電答案CD解析主要根據(jù)分子晶體的性質(zhì)特點(diǎn)來判斷，分子晶體熔、沸點(diǎn)一般較低，液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電。12如圖所示是某原子晶體A空間結(jié)構(gòu)中的一個(gè)單元，A與某物質(zhì)B反應(yīng)生成C，其實(shí)質(zhì)是每個(gè)AA鍵中插入一個(gè)B原子，則C物質(zhì)的化學(xué)式為()AAB BA5B4 CAB2 DA2B5答案C13在金剛石的晶體中，含有由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上所需碳原子數(shù)及每個(gè)碳原子上任意兩個(gè)CC鍵間的夾角是()A6個(gè)120° B5個(gè) 108° C4個(gè)109°28 D6個(gè)109 °28答案D解析根據(jù)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知最小環(huán)上碳原子數(shù)為6個(gè)，任意兩個(gè)CC鍵夾角為109°28。14氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高硬度材料，該晶體類型應(yīng)該是_晶體。試根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)推測(cè)氮化碳晶體與金剛石相比較，硬度更大的應(yīng)該是_晶體，熔點(diǎn)較低的應(yīng)是_晶體。答案原子氮化碳金剛石解析根據(jù)原子晶體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)特點(diǎn)，氮化碳晶體是由兩種非金屬構(gòu)成的且硬度很大，應(yīng)為原子晶體；由氮原子和碳原子的原子半徑可知，NC的鍵長(zhǎng)比CC的鍵長(zhǎng)要短，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，表現(xiàn)在性質(zhì)上也就是熔點(diǎn)越高，硬度越大。15(1)構(gòu)成分子晶體的粒子是_，這類粒子間的作用力一定有_，還可能有_。如果分子間作用力只是_，若以一個(gè)分子為中心，其周圍通常可以有_個(gè)緊鄰的分子，分子晶體的這一特征稱為_。干冰中CO2分子采取的就是這樣的堆積方式。若分子內(nèi)存在吸引電子能力較強(qiáng)、半徑較小的_原子與H原子所形成的共價(jià)鍵，則會(huì)形成氫鍵，氫鍵不僅具有飽和性，也具有_。能形成氫鍵的物質(zhì)較多，如_等。在冰中，每個(gè)水分子與相鄰的_個(gè)水分子形成氫鍵，呈_立體結(jié)構(gòu)。(2)在原子晶體中，所有原子都以_鍵結(jié)合，整個(gè)原子晶體是一個(gè)三維的_結(jié)構(gòu)。在金剛石中，C原子采取_雜化方式，每個(gè)C原子與另外_個(gè)C原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，鍵角為_，晶體中最小碳環(huán)由_個(gè)C原子構(gòu)成，且不在同一個(gè)平面內(nèi)。晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，SiO2的晶體結(jié)構(gòu)可以看作是在晶體硅的SiSi鍵之間插入_原子而形成的，在12 g SiO2晶體中含有化學(xué)鍵的物質(zhì)的量為_mol。答案(1)分子范德華力氫鍵范德華力12分子密堆積N、O、F方向性HF、NH3、H2O4正四面體(2)共價(jià)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)sp34109°286氧0.8解析本題考查了分子密堆積和氫鍵，以及典型的分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)。在SiO2晶體中每一個(gè)硅原子都與周圍的四個(gè)氧原子形成了四個(gè)硅氧鍵，并且不存在共用的情況，所以SiO2晶體中化學(xué)鍵的數(shù)目為硅原子數(shù)目的四倍。12 g SiO2晶體的物質(zhì)的量是0.2 mol，所以化學(xué)鍵的物質(zhì)的量為0.8 mol。16溴化碘是一種鹵素互化物，具有很高的化學(xué)活性，有許多性質(zhì)跟鹵素單質(zhì)相似。它在常溫下是深紅色固體，熔點(diǎn)41，沸點(diǎn)116，則固體溴化碘是_晶體，含有_鍵。答案分子極性共價(jià)解析溴化碘(IBr)熔、沸點(diǎn)較低，由分子晶體的特性可知應(yīng)為分子晶體，是由兩種不同的非金屬元素構(gòu)成的共價(jià)化合物，所含有的化學(xué)鍵為極性共價(jià)鍵。17已知氯化鋁的熔點(diǎn)為190(2.02×105Pa)，但它在180即開始升華。(1)氯化鋁是_(填“離子化合物”或“共價(jià)化合物”)。(2)在500K和1.01×105Pa時(shí)，它的蒸氣密度(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí))為11.92g·L1，且已知它的結(jié)構(gòu)中有配位鍵，氯化鋁的化學(xué)式為_，結(jié)構(gòu)式為_。(3)無水氯化鋁在空氣中強(qiáng)烈地“發(fā)煙”，其原因是_。(4)設(shè)計(jì)一個(gè)更可靠的實(shí)驗(yàn)，判別氯化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是_。答案(1)共價(jià)化合物(2)Al2Cl6(3)氯化鋁為強(qiáng)酸弱堿鹽，與空氣中的水發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生HCl，HCl在空氣中形成酸霧而“發(fā)煙”(4)在一定條件下，將AlCl3晶體加熱至熔融，然后做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，若不導(dǎo)電，則AlCl3為共價(jià)化合物解析由題給數(shù)據(jù)可知氯化鋁的熔點(diǎn)較低，不可能是離子化合物，只能是共價(jià)化合物。(1)因?yàn)槁然X的熔、沸點(diǎn)較低，所以屬于分子晶體，故氯化鋁是共價(jià)化合物。(2)M(氯化鋁)11.92 g·L1×22.4 L·mol1267 g·mol1，所以氯化鋁的化學(xué)式為Al2Cl6，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中有配位鍵，所以其結(jié)構(gòu)式為(3)氯化鋁為強(qiáng)酸弱堿鹽，與空氣中的水發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生HCl，HCl在空氣中形成酸霧而“發(fā)煙”。(4)判斷氯化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物，可在其熔融狀態(tài)下，試驗(yàn)其是否導(dǎo)電，若不導(dǎo)電，則為共價(jià)化合物。1下列分子晶體，關(guān)于熔、沸點(diǎn)高低的敘述中，正確的是()ACl2>I2 BSiCl4>CCl4 CNH3<PH3 DC(CH3)4>CH3(CH2)2CH3答案B解析A、B選項(xiàng)屬于無氫鍵存在的分子結(jié)構(gòu)相似的情況，相對(duì)分子質(zhì)量大的熔、沸點(diǎn)高；C選項(xiàng)屬于有氫鍵存在的分子結(jié)構(gòu)相似的情況，存在氫鍵的熔、沸點(diǎn)高；D選項(xiàng)屬于相對(duì)分子質(zhì)量相同，但分子結(jié)構(gòu)不同的情況，支鏈多的熔、沸點(diǎn)低。2氮化硼(BN)是一種新型結(jié)構(gòu)材料，具有超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)良特性，下列各組物質(zhì)熔化時(shí)，所克服的微粒間作用與氮化硼熔化時(shí)克服的微粒間作用都相同的是()A硝酸鈉和金剛石 B晶體硅和水晶C冰和干冰 D苯和萘答案B解析由題意知BN、SiO2和晶體Si均為原子晶體，熔化時(shí)同種晶體類型克服的微粒間作用力相同。3二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其晶體模型如下圖所示。請(qǐng)認(rèn)真觀察該晶體模型后回答以下問題：二氧化硅的晶胞結(jié)構(gòu)(1)二氧化硅晶體中最小環(huán)為_元環(huán)。(2)每個(gè)硅原子為_個(gè)最小環(huán)共有。(3)每個(gè)最小環(huán)平均擁有_個(gè)硅原子、_個(gè)氧原子。答案(1)12(2)12(3)1解析如將金剛石晶體中的碳原子換成硅原子，則可得到晶體硅。與金剛石晶體相比，晶體硅中原子半徑較大，SiSi鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)。如在每個(gè)SiSi鍵中插入一個(gè)氧原子，則可得到SiO2晶體，即圖所示的晶體結(jié)構(gòu)。利用金剛石結(jié)構(gòu)所得結(jié)論，二氧化硅晶體中的最小環(huán)應(yīng)為12元環(huán)(6個(gè)氧原子和6個(gè)硅原子交替成環(huán))；同理，每個(gè)硅原子為12個(gè)最小環(huán)共有；每個(gè)最小環(huán)平均擁有6×1/121/2個(gè)硅原子和6×1/61個(gè)氧原子。4分子晶體中一定有共價(jià)鍵嗎？分子晶體熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵嗎？答案不一定，如稀有氣體晶體中只有分子間作用力而無化學(xué)鍵。分子晶體熔化時(shí)只破壞分子間作用力，不破壞共價(jià)鍵。5二氧化硅和二氧化碳的熔、沸點(diǎn)為何相差很大？答案SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體，熔化時(shí)破壞的分別是為共價(jià)鍵和分子間作用力，故SiO2熔、沸點(diǎn)高，而CO2熔、沸點(diǎn)低。1下列敘述不正確的是()A由分子構(gòu)成的物質(zhì)其熔點(diǎn)一般較低B分子晶體在熔化時(shí)，共價(jià)鍵沒有被破壞C分子晶體中一定存在共價(jià)鍵D分子晶體中分子間作用力越大，其化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定答案CD解析由分子構(gòu)成的物質(zhì)，即分子晶體中存在兩種作用力，一種是分子內(nèi)部原子與原子間存在的共價(jià)鍵(稀有氣體除外)，另一種是分子與分子間的作用力，當(dāng)分子晶體熔化或汽化時(shí)，破壞的是分子間作用力而不是共價(jià)鍵，其溶于水時(shí)破壞的不一定是共價(jià)鍵，例如乙醇。2下列物質(zhì)中，屬于原子晶體的化合物是()A水晶 B晶體硅 C金剛石 D干冰答案A解析晶體硅、金剛石是原子晶體，但不是化合物；干冰為分子晶體。3在40 GPa高壓下，用激光器加熱到1 800 K時(shí)，人們成功制得原子晶體干冰，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與SiO2原子晶體相似，下列說法正確的是()A原子晶體干冰易汽化，可用作制冷劑B原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)C原子晶體干冰的硬度小，不能用作耐磨材料D1 mol原子晶體干冰中含2 mol CO鍵答案B解析已制得原子晶體干冰，所以應(yīng)具有原子晶體的性質(zhì)，熔、沸點(diǎn)高，硬度大。所以B正確。4有關(guān)晶體的敘述中正確的是()A在SiO2晶體中，由Si、O構(gòu)成的最小單元環(huán)中共有8個(gè)電子B在12 g金剛石中，含CC共價(jià)鍵鍵數(shù)為4NAC干冰晶體熔化只需克服分子間作用力D金屬晶體是由金屬原子直接構(gòu)成的答案C解析金剛石中每個(gè)C原子平均擁有2個(gè)CC共價(jià)鍵，12 g 金剛石中，CC鍵數(shù)應(yīng)為2NA；金屬晶體是由金屬離子和自由電子形成的。5下列物質(zhì)的晶體中，不存在分子的是()A二氧化硅 B二氧化硫 C二氧化碳 D二硫化碳答案A解析在SiO2、SO2、CO2、CS2中，只有SiO2屬于原子晶體，不存在分子。6干冰汽化時(shí)，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是()A分子內(nèi)共價(jià)鍵 B分子間作用力C分子間的距離 D分子內(nèi)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)答案BC解析分子晶體汽化時(shí)，只是分子間距離變大了，從而引起分子間作用力也發(fā)生變化，而分子本身并沒有變化。7CH4、NH3、H2O、HF的熔、沸點(diǎn)由大到小的關(guān)系是()ACH4、NH3、H2O、HF BH2O、HF、NH3、CH4CHF、CH4、NH3、H2O DHF、H2O、CH4、NH3答案B解析由于HF、H2O、NH3中存在氫鍵，故其熔、沸點(diǎn)比CH4高。8.六氟化硫分子為正八面體構(gòu)型(分子結(jié)構(gòu)如圖)，難溶于水，在高溫下仍有良好的絕緣性，在電器工業(yè)方面具有廣泛用途。下列推測(cè)正確的是()ASF6各原子均達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)BSF6易燃燒生成SO2CSF6分子是含有極性鍵的非極性分子DSF6是原子晶體答案C解析據(jù)信息六氟化硫分子為正八面體構(gòu)型知SF6為分子晶體，而非原子晶體；據(jù)信息六氟化硫分子在高溫下仍有良好的絕緣性，說明SF6不易燃；據(jù)圖示知S原子不是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。綜上所述選C。9氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1 300反應(yīng)獲得。(1)氮化硅屬于_晶體(填晶體類型)。(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相連，同時(shí)每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請(qǐng)寫出氮化硅的化學(xué)式：_。(3)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。答案(1)原子(2)Si3N4(3)3SiCl42N26H2Si3N412HCl解析由于氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高，所以應(yīng)屬于原子晶體；第(2)問可根據(jù)化合價(jià)S、輕松解出答案。10.(1)上圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，觀察圖形，確定在干冰中每個(gè)CO2分子周圍有個(gè)與之緊鄰且等距離的CO2分子。在干冰中撒入鎂粉，用紅熱的鐵棒引燃后，再蓋上另一塊干冰，出現(xiàn)的現(xiàn)象為，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(1) 下列三種晶體CO2，CS2，SiO2的熔點(diǎn)由高到低的順序是_>_>_(用序號(hào)填空)，其原因是_。答案(1)12鎂粉在干冰中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，并有黑色物質(zhì)生成2MgCO22MgOC(2)SiO2是原子晶體，CO2、CS2是分子晶體，所以SiO2熔點(diǎn)最高；CO2和CS2組成和結(jié)構(gòu)相似，且CS2的相對(duì)分子質(zhì)量大于CO2的相對(duì)分子質(zhì)量，所以CS2的熔點(diǎn)高于CO2解析(1)以晶胞中的任意一個(gè)頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以通過該頂點(diǎn)的三條棱邊為坐標(biāo)軸建立起一個(gè)三維直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)原點(diǎn)的周圍可以無隙并置8個(gè)晶胞，這樣在每一個(gè)坐標(biāo)軸上都可以看到有兩個(gè)與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO2分子等距離的CO2分子，但是這些CO2分子與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO2分子的距離并不是最近的，其最近的CO2分子應(yīng)該是每一個(gè)晶胞的面心上的，共有12個(gè)這樣的CO2分子。(2)一般來說，原子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體的熔點(diǎn)，因?yàn)樵泳w熔化時(shí)要破壞共價(jià)鍵，而分子晶體熔化時(shí)只是克服分子間作用力，分子間作用力比共價(jià)鍵弱得多。如果同為分子晶體，當(dāng)分子的組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。11下圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu)，它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨結(jié)構(gòu)中的某一種的某一部分。(1)其中代表金剛石的是(填編號(hào)字母，下同)，其中每個(gè)碳原子與_個(gè)碳原子最接近且距離相等。金剛石屬于_晶體。(2)其中代表石墨的是_，其中每個(gè)正六邊形占有碳原子數(shù)平均為_個(gè)。(3)其中代表NaCl的是_，每個(gè)Na周圍與它最接近且距離相等的Na有_個(gè)。(4)代表CsCl的是_，它屬于_晶體，每個(gè)Cs與_個(gè)Cl緊鄰。(5)代表干冰的是_，它屬于_晶體，每個(gè)CO2分子與_個(gè)CO2分子緊鄰。答案(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C離子8(5)B分子12解析根據(jù)不同物質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來辨別圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶體是簡(jiǎn)單立方單元，每個(gè)Na與6個(gè)Cl緊鄰，每個(gè)Cl又與6個(gè)Na緊鄰，但觀察Na與距離最近且等距離的Na數(shù)時(shí)要拋開Cl，從空間結(jié)構(gòu)上看是12個(gè)Na，即x、y、z軸面上各有4個(gè)Na。CsCl晶體由Cs、Cl分別構(gòu)成立方結(jié)構(gòu)，但Cs組成立方體的中心有1個(gè)Cl，Cl組成的立方體中心又鑲?cè)?個(gè)Cs，可稱為“體心立方”結(jié)構(gòu)。Cl緊鄰8個(gè)Cs，Cs緊鄰8個(gè)Cl。干冰也是立方體結(jié)構(gòu)，但在立方體每個(gè)正方形面的中央都有另一個(gè)CO2分子也組成立方結(jié)構(gòu)，彼此相互套入面的中心。每個(gè)CO2分子在三維空間里，x、y、z三個(gè)面各緊鄰4個(gè)CO2分子，共12個(gè)CO2分子。金剛石的基本單元是正四面體。每個(gè)碳原子緊鄰4個(gè)其他碳原子。石墨的片層由正六邊形結(jié)構(gòu)組成，每個(gè)碳原子緊鄰另外3個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子為三個(gè)六邊形共用，即每個(gè)六邊形占有1個(gè)碳原子的各1/3，所以大的結(jié)構(gòu)中每個(gè)六邊形占有的碳原子數(shù)是6×2個(gè)。