資源簡介

第31講　物質的聚集狀態　常見晶體類型
1.了解晶體和非晶體的區別。
2．了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結構微粒、微粒間作用力的區別。
3.了解分子晶體、 共價晶體、 離子晶體、金屬晶體結構與性質的關系。
4．了解四種晶體類型熔點、沸點、溶解性等性質的不同。
考點一　物質的聚集狀態　晶體與非晶體
1.物質的聚集狀態
(1)物質的聚集狀態除了固態、液態、氣態，還有晶態、非晶態以及介乎晶態和非晶態之間的塑晶態、液晶態等。
(2)等離子體和液晶
概念 主要性能
等離子體 由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體 具有良好的導電性和流動性
液晶 介于液態和晶態之間的物質狀態 既具有液體的流動性、黏度、形變性，又具有晶體的導熱性、光學性質等
2.晶體與非晶體
(1)晶體與非晶體的比較
晶體 非晶體
結構特征 結構微粒周期性有序排列 結構微粒無序排列
性質特征 自范性 ________ 無
熔點 ________ 不固定
異同表現 ________ 各向同性
二者區別方法 間接方法 看是否有固定的________
科學方法 對固體進行________________實驗
(2)得到晶體的途徑
①熔融態物質凝固；
②氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華)；
③溶質從溶液中析出。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．晶體和非晶體的本質區別是晶體中粒子在微觀空間里呈現周期性的有序排列：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．晶體的熔點一定比非晶體的熔點高：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變為完美的立方體塊：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例[2022·湖北卷]C60在高溫高壓下可轉變為具有一定導電性、高硬度的非晶態碳玻璃。下列關于該碳玻璃的說法錯誤的是(　　)
A．具有自范性
B．與C60互為同素異形體
C．含有sp3雜化的碳原子
D．化學性質與金剛石有差異
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【對點演練】
考向一　物質聚集狀態的多樣性
1．下列有關物質特殊聚集狀態與結構的說法不正確的是(　　)
A．液晶中分子的長軸取向一致，表現出類似晶體的各向異性
B．等離子體是一種特殊的氣體，由陽離子和電子兩部分構成
C．純物質有固定的熔點，但其晶體顆粒尺寸在納米量級時也可能發生變化
D．超分子內部的分子間一般通過非共價鍵或分子間作用力結合成聚集體
2．水的狀態除了氣、液和固態外，還有玻璃態。它是由液態水急速冷卻到165 K時形成的。玻璃態的水無固定形狀，不存在晶體結構，且密度與普通液態水的密度相同，下列有關玻璃態水的敘述正確的是(　　)
A．水由液態變為玻璃態，體積縮小
B．水由液態變為玻璃態，體積膨脹
C．玻璃態是水的一種特殊狀態
D．在玻璃態水的X射線圖譜上有分立的斑點或明銳的衍射峰
考向二　晶體與非晶體的區別
3．玻璃是常見的非晶體，在生產生活中有著廣泛的用途，如圖是玻璃的結構示意圖，下列有關玻璃的說法錯誤的是(　　)
A．玻璃內部微粒排列是無序的
B．玻璃熔化時吸熱，溫度不斷上升
C．光導纖維和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶體
D．利用X射線衍射實驗可以鑒別石英玻璃和水晶
考點二　常見晶體類型與性質
分子晶體 共價晶體 金屬晶體 離子晶體
構成微利 ________ ________ 金屬陽離子、自由電子 ____________
微粒間的相互作用力 ________________________ ________ ________ ________
硬度 較小 很大 有的很大，有的很小 較大
熔、沸點 較低 很高 有的很高，有的很低 較高
溶解性 相似相溶 難溶于一般溶劑 一般不溶于水，少數與水反應 大多易溶于水等極性溶劑
導電、導熱性 一般不導電，溶于水后有的導電 一般不具有導電性，個別為半導體 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態導電
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．分子晶體不導電，溶于水后也都不導電：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．離子晶體是由陰、陽離子構成的，所以離子晶體能夠導電：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．共價晶體的熔點一定比離子晶體的高：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．金屬導電是因為在外加電場作用下產生自由電子：________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例1 [2021·天津卷，2]下列各組物質的晶體類型相同的是(　　)
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl
C．Cu和Ag D．SiC和MgO
典例2 (1)[2023·山東卷]－40 ℃時，F2與冰反應生成HOF和HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體，固態HOF的晶體類型為________。
(2)[2023·全國甲卷]圖1所示的幾種碳單質，它們互為________，其中屬于共價晶體的是________，C60間的作用力是________。
【對點演練】
1．(1)CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：
Sn為ⅣA族元素、單質Sn與干燥Cl2反應生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4固體的晶體類型為________。
(2)苯胺()的晶體類型是________。
2．在下列物質中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石、晶體氬。
(1)其中只含有離子鍵的離子晶體是________________。
(2)其中既含有離子鍵又含有極性共價鍵的離子晶體是________________。
(3)其中既含有離子鍵又含有極性共價鍵和配位鍵的離子晶體是________________。
(4)其中既含有離子鍵又含有非極性共價鍵的離子晶體是________________。
(5)其中形成的晶體是分子晶體的是________________________。
(6)其中含有極性共價鍵的共價晶體是________________。
3．下列有關晶體類型的判斷正確的是(　　)
A SiI4：熔點120.5 ℃，沸點271.5 ℃ 共價晶體
B B：熔點2 300℃，沸點2 550 ℃，硬度大 金屬晶體
C Sb銻：熔點630.74℃，沸點1 750 ℃，晶體導電 共價晶體
D FeCl3：熔點282 ℃，易溶于水，也易溶于有機溶劑 分子晶體
答題規范⑤ 解釋晶體熔、沸點高低的原因
【模型構建】
1．不同類型晶體熔、沸點比較
典例1 (1)金剛石的熔點比NaCl高，原因是__________________________________。
(2)SiO2的熔點比CO2高，原因是________________________________________________。
答題模板：×××為×××晶體，而×××為×××晶體。
2．同類型晶體熔、沸點比較
a.分子晶體
典例2 (1)NH3的沸點比PH3高，原因是________________________________________。
(2)CO2比CS2的熔、沸點低，原因是______________________________________________。
(3)CO比N2的熔、沸點高，原因是________________________________________________。
(4) 的沸點比高，原因是________________________________________________________________。
答題模板：
①同為分子晶體，×××存在氫鍵，而×××僅存在較弱的范德華力。
②同為分子晶體，×××的相對分子質量大，范德華力強，熔、沸點高。
③同為分子晶體，兩者的相對分子質量相同(或相近)，×××的極性大，熔、沸點高。
④同為分子晶體，×××形成分子間氫鍵，而×××形成的則是分子內氫鍵，分子間氫鍵會使熔、沸點升高。
b．共價晶體
典例3 Si單質比化合物SiC的熔點低，理由是________________________________________________________________。
答題模板： 同為共價晶體，×××晶體的鍵長短，鍵能大，熔、沸點高。
c．離子晶體
典例4 (1)ZnO和ZnS的晶體結構相似，熔點較高的是ZnO，理由是________________________________________。
(2)FeO的熔點小于Fe2O3的熔點，原因是________________________________________。
答題模板：①陰、陽離子電荷數相等，則看陰、陽離子半徑：
同為離子晶體，Rn－(或Mn＋)半徑小于Xn－(或Nn＋)，故×××晶體晶格能大(或離子鍵強)，熔、沸點高。
②陰離子(或陽離子)電荷數不相等，陰離子(或陽離子)半徑不相同：
同為離子晶體，Rn－(或Mn＋)半徑小于Xm－(或Nm＋)，Rn－(或Mn＋)電荷數大于Xm－(或Nm＋)，故×××晶體晶格能大(或離子鍵強)，熔、沸點高。
【規范精練】
1．已知：K2O的熔點為770 ℃，Na2O的熔點為1 275 ℃，二者的晶體類型均為________，K2O的熔點低于Na2O的原因是________________________________________。
2．已知氨(NH3，熔點：－77.8 ℃、沸點：－33.5 ℃)，聯氨(N2H4，熔點：2 ℃、沸點：113.5 ℃)，解釋其熔、沸點高低的主要原因：__________________________________________。
3．已知氮化硼與砷化鎵屬于同種晶體類型。則兩種晶體熔點較高的是________(填化學式)，其理由是__________________________________________________________。
4．S位于周期表中第________族，該族元素氫化物中，H2Te比H2S沸點高的原因是________________________________________，H2O比H2Te沸點高的原因是________________________________________________________________________。
5．[2023·全國乙卷，35(2)]已知一些物質的熔點數據如下表：
物質 熔點/℃
NaCl 800.7
SiCl4 －68.8
GeCl4 －51.5
SnCl4 －34.1
Na與Si均為第三周期元素，NaCl熔點明顯高于SiCl4，原因是______________________。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點變化趨勢及其原因__________________________。SiCl4的空間結構為________，其中Si的軌道雜化形式為________。
考點三　常見晶體的結構模型
1.典型的分子晶體——干冰和冰
(1)干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有________個。
(2)冰晶體中，每個水分子與相鄰的________個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成________ mol氫鍵。
2.典型的共價晶體——金剛石、二氧化硅
(1)金剛石和二氧化硅晶體結構模型比較
結構模型 晶胞
金剛石
二氧化硅
(2)金剛石和二氧化硅結構特點
金剛石 a.碳原子采取________雜化，鍵角為________ b.每個碳原子與周圍緊鄰的4個碳原子以共價鍵結合成________結構，向空間伸展形成空間網狀結構 c.最小碳環由________個碳原子組成，每個碳原子被________個六元環共用 d.金剛石晶胞的每個頂點和面心均有1個C原子，晶胞內部有________個C原子，內部的C在晶胞的體對角線的處，每個金剛石晶胞中含有________個C原子
二氧化硅 a.Si原子采取sp3雜化，正四面體內O—Si—O鍵角為109°28′ b.每個Si原子與4個O原子形成4個共價鍵，Si原子位于正四面體的中心，O原子位于正四面體的頂點，同時每個O原子被2個硅氧正四面體共用，晶體中Si原子與O原子個數比為1∶2 c.最小環上有12個原子，包括6個O原子和6個Si原子 d.1 mol SiO2晶體中含Si—O數目為________ e.SiO2晶胞中有________個Si原子位于立方晶胞的頂點，有________個Si原子位于立方晶胞的面心，還有________個Si原子與________個O原子在晶胞內構成4個硅氧四面體。每個SiO2晶胞中含有________個Si原子和________個O原子
3.典型的離子晶體——NaCl、CsCl、CaF2
(1)NaCl型：在晶體中，每個Na＋同時吸引________個Cl－，每個Cl－同時吸引________個Na＋，配位數為________。每個晶胞含________個Na＋和________個Cl－。
(2)CsCl型：在晶體中，每個Cl－吸引________個Cs＋，每個Cs＋吸引________個Cl－，配位數為________。
(3)CaF2型：在晶體中，每個Ca2＋吸引________個F－，每個F－吸引________個Ca2＋，每個晶胞含________個Ca2＋，________個F－。
4．過渡晶體與混合型晶體
(1)過渡晶體：純粹的分子晶體、共價晶體、離子晶體和金屬晶體四種典型晶體是不多的，大多數晶體是它們之間的過渡晶體。人們通常把偏向離子晶體的過渡晶體當作離子晶體來處理，把偏向共價晶體的過渡晶體當作共價晶體來處理。
(2)混合型晶體
石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是________________，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數是________，C原子采取的雜化方式是________。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．石墨為混合型晶體，因層間存在分子間作用力，故熔點低于金剛石：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．構成粒子是原子的晶體一定為共價晶體：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．分子晶體中一定含范德華力，可能含共價鍵或氫鍵：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．離子晶體中陰、陽離子的配位數一定相同：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例
[2023·湖南卷，11節選]科學家合成了一種高溫超導材料，其晶胞結構如圖所示。判斷下列說法是否正確。
(1)晶體中與K＋最近且距離相等的Ca2＋有8個[2023·湖南卷，11B](　　)
(2)晶胞中B和C原子構成的多面體有12個面[2023·湖南卷，11C](　　)
【對點演練】
1．金剛石和石墨是碳元素形成的兩種單質，下列說法正確的是(　　)
A．金剛石和石墨晶體中最小的環均含有6個碳原子
B．在金剛石中每個C原子連接4個六元環，石墨中每個C原子連接3個六元環
C．金剛石與石墨中碳原子的雜化方式均為sp2
D．金剛石中碳原子數與C—C數之比為1∶4，而石墨中碳原子數與C—C數之比為1∶3
2.
碳化硅(SiC)晶體具有多種結構，其中一種晶體的晶胞(如圖所示)與金剛石的類似。下列判斷正確的是(　　)
A.該晶體屬于分子晶體
B．該晶體中存在極性鍵和非極性鍵
C．該晶體中Si的化合價為－4
D．該晶體中C的雜化類型為sp3
3．有關晶體的結構如圖所示，下列說法不正確的是(　　)
A．在NaCl晶體中，距Cl－最近的Na＋形成正八面體
B．在CaF2晶體中，每個晶胞平均含有4個Ca2＋
C．冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體結構
D．該氣態團簇分子的分子式為EF
第31講　物質的聚集狀態　常見晶體類型
考點一
夯實·必備知識
2．(1)有　固定　各向異性　熔點　X射線衍射
易錯診斷
1．正確。
2．錯誤。晶體的熔點不一定比非晶體的熔點高。
3．正確。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例　解析：自范性是晶體的性質，碳玻璃為非晶態，所以沒有自范性，A錯誤；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的單質，所以互為同素異形體，B正確；碳玻璃具有高硬度，因而結構與金剛石具有一定的相似性，所以含有sp3雜化的碳原子形成化學鍵，C正確；金剛石與碳玻璃屬于同素異形體，性質差異主要表現在物理性質上，化學性質上也有著活性的差異，D正確。
答案：A
對點演練
1．解析：液晶分子沿分子長軸方向有序排列，從而表現出類似晶體的各向異性，故A正確；等離子體是由陽離子、電子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體，故B錯誤；純物質有固定的熔點，但其晶體顆粒尺寸在納米量級時也可能發生變化，熔點可能下降，故C正確；超分子內部的多個分子間一般通過非共價鍵或分子間作用力結合成聚集體，故D正確。
答案：B
2．解析：玻璃態水無固定形狀，不存在晶體結構，因密度與普通液態水相同，故水由液態變為玻璃態時體積不變。
答案：C
3．解析：根據玻璃的結構示意圖可知，構成玻璃的粒子無周期性排列，是無序的，所以玻璃是非晶體，因此沒有固定的熔點，A、B對；玻璃屬于非晶體，但光導纖維屬于晶體，C錯；區分晶體與非晶體最科學的方法是對固體進行X射線衍射實驗，D對。
答案：C
考點二
夯實·必備知識
分子　原子　陰、陽離子　范德華力(某些含氫鍵)　共價鍵　金屬鍵　離子鍵　
易錯診斷
1．錯誤。分子晶體均不導電，有的溶于水后導電，有的溶于水后不導電。
2．錯誤。離子晶體均不導電，但溶于水或熔融狀態時能導電。
3．錯誤。不一定。
4．錯誤。金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構成的。在外加電場作用下自由電子可以定向移動而導電。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例1　解析：SiO2為共價晶體，SO3為分子晶體，A錯誤；I2為分子晶體，NaCl為離子晶體，B錯誤；Cu和Ag都為金屬晶體，C正確；SiC為共價晶體，MgO為離子晶體，D錯誤。
答案：C
典例2　答案：(1)分子晶體　(2)同素異形體　金剛石　范德華力(分子間作用力)
對點演練
1．答案：(1)分子晶體　(2)分子晶體
2．答案：(1)NaCl、Na2S
(2)NaOH、(NH4)2S
(3)(NH4)2S
(4)Na2S2
(5)H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶體氬
(6)SiO2、SiC
3．答案：D
答題規范⑤
模型認知
典例1　答案：(1)金剛石是共價晶體，而NaCl是離子晶體。
(2)SiO2是共價晶體，而CO2是分子晶體。
典例2　答案：(1)同為分子晶體，NH3分子間存在較強的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力
(2)同為分子晶體，CS2的相對分子質量大，范德華力強，熔、沸點高。
(3)同為分子晶體，兩者相對分子質量相同，CO的極性大，熔、沸點高。
(4) 形成分子內氫鍵，而形成分子間氫鍵，分子間氫鍵會使沸點升高
典例3　答案：晶體硅與SiC均屬于共價晶體，晶體硅中的Si—Si比SiC中Si—C的鍵長長，鍵能低，所以熔點低
典例4　答案：(1)ZnO和ZnS同屬于離子晶體，O2－半徑小于S2－，故ZnO晶格能大(或離子鍵強)，熔點高
(2)同為離子晶體，Fe2＋半徑比Fe3＋大，所帶電荷數也小于Fe3＋，FeO的晶格能比Fe2O3小
規范精練
1．答案：離子晶體　K＋的半徑大于Na＋，K2O的晶格能小于Na2O
2．答案：聯氨分子間形成氫鍵的數目多于氨分子形成的氫鍵
3．答案：BN　兩種晶體均為共價晶體，N和B原子半徑較小，鍵能較大，熔點較高
4．答案：ⅥA　兩者均為分子晶體且結構相似，H2Te相對分子質量比H2S大，分子間作用力更強　兩者均為分子晶體，H2O分子間存在氫鍵
5．答案：鈉的電負性小于硅，氯化鈉為離子晶體，而SiCl4為分子晶體　SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶體，分子晶體的熔點由分子間作用力決定，分子間作用力越大則其熔點越高；隨著其相對分子質量增大，其分子間作用力依次增大
考點三
夯實·必備知識
1．(1)12　(2)4　2
2．(2)sp3　109°28′　正四面體　6　12　4　8　4NA　8　6　4　16　8　16
3．(1)6　6　6　4　4　(2)8　8　8　(3)8　4　4　8
4．(2)分子間作用力　2　sp2
易錯診斷
1．錯誤。石墨晶體中的碳碳鍵比金剛石中碳碳鍵鍵長短、鍵能大，故石墨熔點高于金剛石的熔點。
2．錯誤。不一定，像稀有氣體晶體，可以看作由原子構成(也可以看作由分子構成)。
3．正確。
4．錯誤。離子晶體中陰、陽離子的配位數之比，等于化學式中對應個數之比。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例　解析：(1)根據晶胞結構可知，K＋位于晶胞頂點，Ca2＋位于體心，每個K＋為8個晶胞共用，則晶體中與K＋最近且距離相等的Ca2＋有8個，正確；
(2)根據晶胞結構可知，晶胞中B和C原子構成的多面體有14個面，錯誤。
答案：(1)√　(2)×
對點演練
1．解析：金剛石中每個C原子連接12個六元環，石墨中每個C原子連接3個六元環，B項錯誤；金剛石中碳原子采取sp3雜化，而石墨中碳原子采取sp2雜化，C項錯誤；金剛石中每個碳原子與周圍其他4個碳原子形成共價鍵，而每個共價鍵為2個碳原子所共有，則每個碳原子平均形成的共價鍵數為4×＝2，故碳原子數與C—C數之比為1∶2；石墨晶體中每個碳原子與周圍其他3個碳原子形成共價鍵，同樣可求得每個碳原子平均形成的共價鍵數為3×＝1.5，故碳原子數與C—C數之比為2∶3，D項錯誤。
答案：A
2．解析：與金剛石類似，該晶體屬于共價晶體，A錯誤；根據該晶體的晶胞結構圖可知，該晶體只存在Si—C極性共價鍵，B錯誤；Si—C中，C的電負性更強，共用電子對偏向C原子，所以Si的化合價為＋4，C錯誤；每個C原子與4個Si原子形成4個σ鍵，C原子沒有孤電子對，所以C的雜化類型為sp3，D正確。
答案：D
3．解析：氟化鈣晶胞中，Ca2＋位于頂點和面心，數目為8×＋6×＝4，故B正確；氣態團簇分子不同于晶胞，氣態團簇分子中含有4個E原子、4個F原子，則分子式為E4F4或F4E4，故D錯誤。
答案：D(共52張PPT)
第31講　物質的聚集狀態　常見晶體類型
1.了解晶體和非晶體的區別。
2．了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結構微粒、微粒間作用力的區別。
3.了解分子晶體、 共價晶體、 離子晶體、金屬晶體結構與性質的關系。
4．了解四種晶體類型熔點、沸點、溶解性等性質的不同。
考點一
考點二
考點三
考點一
1.物質的聚集狀態
(1)物質的聚集狀態除了固態、液態、氣態，還有晶態、非晶態以及介乎晶態和非晶態之間的塑晶態、液晶態等。
(2)等離子體和液晶
概念 主要性能
等離子體 由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體 具有良好的導電性和流動性
液晶 介于液態和晶態之間的物質狀態 既具有液體的流動性、黏度、形變性，又具有晶體的導熱性、光學性質等
2.晶體與非晶體
(1)晶體與非晶體的比較
晶體 非晶體
結構特征 結構微粒周期性有序排列 結構微粒無序排列
性質特征 自范性 ________ 無
熔點 ________ 不固定
異同表現 ________ 各向同性
二者區別方法 間接方法 看是否有固定的________
科學方法 對固體進行________________實驗
有
固定
各向異性
熔點
X射線衍射
(2)得到晶體的途徑
①熔融態物質凝固；
②氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華)；
③溶質從溶液中析出。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．晶體和非晶體的本質區別是晶體中粒子在微觀空間里呈現周期性的有序排列：
__________________________________________________________。
2．晶體的熔點一定比非晶體的熔點高：
___________________________________________________________。
3．缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變為完美的立方體塊：
___________________________________________________________。
正確。
錯誤。晶體的熔點不一定比非晶體的熔點高。
正確。
【教考銜接】
典例[2022·湖北卷]C60在高溫高壓下可轉變為具有一定導電性、高硬度的非晶態碳玻璃。下列關于該碳玻璃的說法錯誤的是(　　)
A．具有自范性
B．與C60互為同素異形體
C．含有sp3雜化的碳原子
D．化學性質與金剛石有差異
答案：A
解析：自范性是晶體的性質，碳玻璃為非晶態，所以沒有自范性，A錯誤；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的單質，所以互為同素異形體，B正確；碳玻璃具有高硬度，因而結構與金剛石具有一定的相似性，所以含有sp3雜化的碳原子形成化學鍵，C正確；金剛石與碳玻璃屬于同素異形體，性質差異主要表現在物理性質上，化學性質上也有著活性的差異，D正確。
考向一　物質聚集狀態的多樣性
1．下列有關物質特殊聚集狀態與結構的說法不正確的是(　　)
A．液晶中分子的長軸取向一致，表現出類似晶體的各向異性
B．等離子體是一種特殊的氣體，由陽離子和電子兩部分構成
C．純物質有固定的熔點，但其晶體顆粒尺寸在納米量級時也可能發生變化
D．超分子內部的分子間一般通過非共價鍵或分子間作用力結合成聚集體
答案：B
解析：液晶分子沿分子長軸方向有序排列，從而表現出類似晶體的各向異性，故A正確；等離子體是由陽離子、電子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體，故B錯誤；純物質有固定的熔點，但其晶體顆粒尺寸在納米量級時也可能發生變化，熔點可能下降，故C正確；超分子內部的多個分子間一般通過非共價鍵或分子間作用力結合成聚集體，故D正確。
2．水的狀態除了氣、液和固態外，還有玻璃態。它是由液態水急速冷卻到165 K時形成的。玻璃態的水無固定形狀，不存在晶體結構，且密度與普通液態水的密度相同，下列有關玻璃態水的敘述正確的是(　　)
A．水由液態變為玻璃態，體積縮小
B．水由液態變為玻璃態，體積膨脹
C．玻璃態是水的一種特殊狀態
D．在玻璃態水的X射線圖譜上有分立的斑點或明銳的衍射峰
答案：C
解析：玻璃態水無固定形狀，不存在晶體結構，因密度與普通液態水相同，故水由液態變為玻璃態時體積不變。
考向二　晶體與非晶體的區別
3．玻璃是常見的非晶體，在生產生活中有著廣泛的用途，如圖是玻璃的結構示意圖，下列有關玻璃的說法錯誤的是(　　)
A．玻璃內部微粒排列是無序的
B．玻璃熔化時吸熱，溫度不斷上升
C．光導纖維和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶體
D．利用X射線衍射實驗可以鑒別石英玻璃和水晶
答案：C
解析：根據玻璃的結構示意圖可知，構成玻璃的粒子無周期性排列，是無序的，所以玻璃是非晶體，因此沒有固定的熔點，A、B對；玻璃屬于非晶體，但光導纖維屬于晶體，C錯；區分晶體與非晶體最科學的方法是對固體進行X射線衍射實驗，D對。
考點二
分子晶體 共價晶體 金屬晶體 離子晶體
構成微利 ________ ________ 金屬陽離子、自由電子 ____________
微粒間的相互作用力 ________________________ ________ ________ ________
硬度 較小 很大 有的很大，有的很小 較大
分子
原子
陰、陽離子
范德華力
(某些含氫鍵)
共價鍵
金屬鍵
離子鍵
熔、沸點 較低 很高 有的很高，有的很低 較高
溶解性 相似相溶 難溶于一般溶劑 一般不溶于水，少數與水反應 大多易溶于水等極性溶劑
導電、導熱性 一般不導電，溶于水后有的導電 一般不具有導電性，個別為半導體 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態導電
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．分子晶體不導電，溶于水后也都不導電：
___________________________________________________________。
2．離子晶體是由陰、陽離子構成的，所以離子晶體能夠導電：
___________________________________________________________。
3．共價晶體的熔點一定比離子晶體的高：
___________________________________________________________。
4．金屬導電是因為在外加電場作用下產生自由電子：
___________________________________________________________。
錯誤。分子晶體均不導電，有的溶于水后導電，有的溶于水后不導電。
錯誤。離子晶體均不導電，但溶于水或熔融狀態時能導電。
錯誤。不一定。
錯誤。金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構成的。在外加電場作用下自由電子可以定向移動而導電。
【教考銜接】
典例1 [2021·天津卷，2]下列各組物質的晶體類型相同的是(　　)
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl
C．Cu和Ag D．SiC和MgO
答案：C
解析：SiO2為共價晶體，SO3為分子晶體，A錯誤；I2為分子晶體，NaCl為離子晶體，B錯誤；Cu和Ag都為金屬晶體，C正確；SiC為共價晶體，MgO為離子晶體，D錯誤。
典例2 (1)[2023·山東卷]－40 ℃時，F2與冰反應生成HOF和HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體，固態HOF的晶體類型為________。
(2)[2023·全國甲卷]圖1所示的幾種碳單質，它們互為_________，其中屬于共價晶體的是________，C60間的作用力是___________________。
分子晶體
同素異形體
金剛石
范德華力(分子間作用力)
【對點演練】
1．(1)CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：
Sn為ⅣA族元素、單質Sn與干燥Cl2反應生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4固體的晶體類型為________。
(2)苯胺( )的晶體類型是________。
分子晶體
分子晶體
2．在下列物質中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石、晶體氬。
(1)其中只含有離子鍵的離子晶體是________________。
(2)其中既含有離子鍵又含有極性共價鍵的離子晶體是________________。
(3)其中既含有離子鍵又含有極性共價鍵和配位鍵的離子晶體是________________。
(4)其中既含有離子鍵又含有非極性共價鍵的離子晶體是________________。
(5)其中形成的晶體是分子晶體的是____________________________。
(6)其中含有極性共價鍵的共價晶體是________________。
NaCl、Na2S
NaOH、(NH4)2S
(NH4)2S
Na2S2
H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶體氬
SiO2、SiC
3．下列有關晶體類型的判斷正確的是(　　)
A SiI4：熔點120.5 ℃，沸點271.5 ℃ 共價晶體
B B：熔點2 300℃，沸點2 550 ℃，硬度大 金屬晶體
C Sb銻：熔點630.74℃，沸點1 750 ℃，晶體導電 共價晶體
D FeCl3：熔點282 ℃，易溶于水，也易溶于有機溶劑 分子晶體
答案：D
答題規范⑤ 解釋晶體熔、沸點高低的原因
【模型構建】
1．不同類型晶體熔、沸點比較
典例1 (1)金剛石的熔點比NaCl高，原因是
__________________________________。
(2)SiO2的熔點比CO2高，原因是
________________________________________________。
答題模板：×××為×××晶體，而×××為×××晶體。
金剛石是共價晶體，而NaCl是離子晶體。
SiO2是共價晶體，而CO2是分子晶體。
2．同類型晶體熔、沸點比較
a.分子晶體
典例2 (1)NH3的沸點比PH3高，原因是
___________________________________________________________。
(2)CO2比CS2的熔、沸點低，原因是
__________________________________________________。
(3)CO比N2的熔、沸點高，原因是
____________________________________________________。
(4) 的沸點比 高，原因是
___________________________________________________________。
同為分子晶體，NH3分子間存在較強的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力
同為分子晶體，CS2的相對分子質量大，范德華力強，熔、沸點高。
同為分子晶體，兩者相對分子質量相同，CO的極性大，熔、沸點高。
形成分子內氫鍵，而 形成分子間氫鍵，分子間氫鍵會使沸點升高
答題模板：
①同為分子晶體，×××存在氫鍵，而×××僅存在較弱的范德華力。
②同為分子晶體，×××的相對分子質量大，范德華力強，熔、沸點高。
③同為分子晶體，兩者的相對分子質量相同(或相近)，×××的極性大，熔、沸點高。
④同為分子晶體，×××形成分子間氫鍵，而×××形成的則是分子內氫鍵，分子間氫鍵會使熔、沸點升高。
b．共價晶體
典例3 Si單質比化合物SiC的熔點低，理由是
____________________________________________________________。
答題模板： 同為共價晶體，×××晶體的鍵長短，鍵能大，熔、沸點高。
c．離子晶體
典例4 (1)ZnO和ZnS的晶體結構相似，熔點較高的是ZnO，理由是
____________________________________________________________。
ZnO和ZnS同屬于離子晶體，O2－半徑小于S2－，故ZnO晶格能大(或離子鍵強)，熔點高
晶體硅與SiC均屬于共價晶體，晶體硅中的Si—Si比SiC中Si—C的鍵長長，鍵能低，所以熔點低
(2)FeO的熔點小于Fe2O3的熔點，原因是
____________________________________________________________。
答題模板：①陰、陽離子電荷數相等，則看陰、陽離子半徑：
同為離子晶體，Rn－(或Mn＋)半徑小于Xn－(或Nn＋)，故×××晶體晶格能大(或離子鍵強)，熔、沸點高。
②陰離子(或陽離子)電荷數不相等，陰離子(或陽離子)半徑不相同：
同為離子晶體，Rn－(或Mn＋)半徑小于Xm－(或Nm＋)，Rn－(或Mn＋)電荷數大于Xm－(或Nm＋)，故×××晶體晶格能大(或離子鍵強)，熔、沸點高。
同為離子晶體，Fe2＋半徑比Fe3＋大，所帶電荷數也小于Fe3＋，FeO的晶格能比Fe2O3小
【規范精練】
1．已知：K2O的熔點為770 ℃，Na2O的熔點為1 275 ℃，二者的晶體類型均為________，K2O的熔點低于Na2O的原因是________________________________________。
2．已知氨(NH3，熔點：－77.8 ℃、沸點：－33.5 ℃)，聯氨(N2H4，熔點：2 ℃、沸點：113.5 ℃)，解釋其熔、沸點高低的主要原因：__________________________________________。
3．已知氮化硼與砷化鎵屬于同種晶體類型。則兩種晶體熔點較高的是________(填化學式)，其理由是
__________________________________________________________。
離子晶體
K＋的半徑大于Na＋，K2O的晶格能小于Na2O
聯氨分子間形成氫鍵的數目多于氨分子形成的氫鍵
BN
兩種晶體均為共價晶體，N和B原子半徑較小，鍵能較大，熔點較高
4．S位于周期表中第________族，該族元素氫化物中，H2Te比H2S沸點高的原因是
____________________________________________________________，H2O比H2Te沸點高的原因是____________________________________。
ⅥA
兩者均為分子晶體且結構相似，H2Te相對分子質量比H2S大，分子間作用力更強
兩者均為分子晶體，H2O分子間存在氫鍵
5．[2023·全國乙卷，35(2)]已知一些物質的熔點數據如下表：
物質 熔點/℃
NaCl 800.7
SiCl4 －68.8
GeCl4 －51.5
SnCl4 －34.1
Na與Si均為第三周期元素，NaCl熔點明顯高于SiCl4，原因是______________________________________________。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點變化趨勢及其原因
____________________________________________________________。SiCl4的空間結構為________________________________________，其中Si的軌道雜化形式為________。
鈉的電負性小于硅，氯化鈉為離子晶體，而SiCl4為分子晶體
SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶體，分子晶體的熔點由分子間作用力決定，分子間作用力越大則其熔點越高；隨著其相對分子質量增大，其分子間作用力依次增大
對分子質量增大,其分子間作用力依次增大正四面體
sp3
考點三
1.典型的分子晶體——干冰和冰
(1)干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有________個。
(2)冰晶體中，每個水分子與相鄰的________個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成________ mol氫鍵。
12
4
2
2.典型的共價晶體——金剛石、二氧化硅
(1)金剛石和二氧化硅晶體結構模型比較
結構模型 晶胞
金剛石
二氧化硅
(2)金剛石和二氧化硅結構特點
金剛石 a.碳原子采取________雜化，鍵角為________
b.每個碳原子與周圍緊鄰的4個碳原子以共價鍵結合成________結構，向空間伸展形成空間網狀結構
c.最小碳環由________個碳原子組成，每個碳原子被________個六元環共用
d.金剛石晶胞的每個頂點和面心均有1個C原子，晶胞內部有________個C原子，內部的C在晶胞的體對角線的處，每個金剛石晶胞中含有________個C原子
sp3
109°28′
正四面體
6
12
4
8
二氧化硅 a.Si原子采取sp3雜化，正四面體內O—Si—O鍵角為109°28′
b.每個Si原子與4個O原子形成4個共價鍵，Si原子位于正四面體的中心，O原子位于正四面體的頂點，同時每個O原子被2個硅氧正四面體共用，晶體中Si原子與O原子個數比為1∶2
c.最小環上有12個原子，包括6個O原子和6個Si原子
d.1 mol SiO2晶體中含Si—O數目為________
e.SiO2晶胞中有________個Si原子位于立方晶胞的頂點，有________個Si原子位于立方晶胞的面心，還有________個Si原子與________個O原子在晶胞內構成4個硅氧四面體。每個SiO2晶胞中含有________個Si原子和________個O原子
4NA
8
6
4
16
8
16
3.典型的離子晶體——NaCl、CsCl、CaF2
(1)NaCl型：在晶體中，每個Na＋同時吸引________個Cl－，每個Cl－同時吸引________個Na＋，配位數為________。每個晶胞含________個Na＋和________個Cl－。
(2)CsCl型：在晶體中，每個Cl－吸引________個Cs＋，每個Cs＋吸引________個Cl－，配位數為________。
(3)CaF2型：在晶體中，每個Ca2＋吸引________個F－，每個F－吸引________個Ca2＋，每個晶胞含________個Ca2＋，________個F－。
6
6
6
4
4
8
8
8
8
4
4
8
4．過渡晶體與混合型晶體
(1)過渡晶體：純粹的分子晶體、共價晶體、離子晶體和金屬晶體四種典型晶體是不多的，大多數晶體是它們之間的過渡晶體。人們通常把偏向離子晶體的過渡晶體當作離子晶體來處理，把偏向共價晶體的過渡晶體當作共價晶體來處理。
(2)混合型晶體
石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是________________，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數是________，C原子采取的雜化方式是________。
分子間作用力
2
sp2
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．石墨為混合型晶體，因層間存在分子間作用力，故熔點低于金剛石：
____________________________________________________________。
2．構成粒子是原子的晶體一定為共價晶體：
____________________________________________________________。
3．分子晶體中一定含范德華力，可能含共價鍵或氫鍵：____________________________________________________________。
4．離子晶體中陰、陽離子的配位數一定相同：____________________________________________________________。
錯誤。石墨晶體中的碳碳鍵比金剛石中碳碳鍵鍵長短、鍵能大，故石墨熔點高于金剛石的熔點。
錯誤。不一定，像稀有氣體晶體，可以看作由原子構成(也可以看作由分子構成)。
正確。
錯誤。離子晶體中陰、陽離子的配位數之比，等于化學式中對應個數之比。
【教考銜接】
典例
[2023·湖南卷，11節選]科學家合成了一種高溫超導材料，其晶胞結構如圖所示。判斷下列說法是否正確。
(1)晶體中與K＋最近且距離相等的Ca2＋有8個[2023·湖南卷，11B](　　)
(2)晶胞中B和C原子構成的多面體有12個面[2023·湖南卷，11C](　　)
√
×
解析：(1)根據晶胞結構可知，K＋位于晶胞頂點，Ca2＋位于體心，每個K＋為8個晶胞共用，則晶體中與K＋最近且距離相等的Ca2＋有8個，正確；
(2)根據晶胞結構可知，晶胞中B和C原子構成的多面體有14個面，錯誤。
【對點演練】
1．金剛石和石墨是碳元素形成的兩種單質，下列說法正確的是(　　)
A．金剛石和石墨晶體中最小的環均含有6個碳原子
B．在金剛石中每個C原子連接4個六元環，石墨中每個C原子連接3個六元環
C．金剛石與石墨中碳原子的雜化方式均為sp2
D．金剛石中碳原子數與C—C數之比為1∶4，而石墨中碳原子數與C—C數之比為1∶3
答案：A
解析：金剛石中每個C原子連接12個六元環，石墨中每個C原子連接3個六元環，B項錯誤；金剛石中碳原子采取sp3雜化，而石墨中碳原子采取sp2雜化，C項錯誤；金剛石中每個碳原子與周圍其他4個碳原子形成共價鍵，而每個共價鍵為2個碳原子所共有，則每個碳原子平均形成的共價鍵數為4×＝2，故碳原子數與C—C數之比為1∶2；石墨晶體中每個碳原子與周圍其他3個碳原子形成共價鍵，同樣可求得每個碳原子平均形成的共價鍵數為3×＝1.5，故碳原子數與C—C數之比為2∶3，D項錯誤。
2.碳化硅(SiC)晶體具有多種結構，其中一種晶體的晶胞(如圖所示)與金剛石的類似。下列判斷正確的是(　　)
A.該晶體屬于分子晶體
B．該晶體中存在極性鍵和非極性鍵
C．該晶體中Si的化合價為－4
D．該晶體中C的雜化類型為sp3
答案：D
解析：與金剛石類似，該晶體屬于共價晶體，A錯誤；根據該晶體的晶胞結構圖可知，該晶體只存在Si—C極性共價鍵，B錯誤；Si—C中，C的電負性更強，共用電子對偏向C原子，所以Si的化合價為＋4，C錯誤；每個C原子與4個Si原子形成4個σ鍵，C原子沒有孤電子對，所以C的雜化類型為sp3，D正確。
3．有關晶體的結構如圖所示，下列說法不正確的是(　　)
A．在NaCl晶體中，距Cl－最近的Na＋形成正八面體
B．在CaF2晶體中，每個晶胞平均含有4個Ca2＋
C．冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體結構
D．該氣態團簇分子的分子式為EF
答案：D
解析：氟化鈣晶胞中，Ca2＋位于頂點和面心，數目為8×＋6×＝4，故B正確；氣態團簇分子不同于晶胞，氣態團簇分子中含有4個E原子、4個F原子，則分子式為E4F4或F4E4，故D錯誤。

展開更多......

收起↑