内容正文:
判断晶体类型的方法
1.依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断
离子晶体的晶格质点是阴、阳离子,质点间的作用是离子键;原子晶体的晶格质点是原子,质点间的作用是共价键;分子晶体的晶格质点是分子,质点间的作用为分子间作用力;金属晶体的晶格质点是金属离子和自由电子,质点间的作用力是金属键。
2.依据物质的分类判断
低价态金属氧化物(如K2O、Na2O等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外),酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等;常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等;金属单质(除汞外)与合金属于金属晶体。
3.依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高,常在数百至一千余摄氏度。原子晶体的熔点更高,常在一千至几千摄氏度。分子晶体熔点低,常在数百摄氏度以下甚至更低温度,金属晶体多数熔点高,但有的较低。
4.依据导电性判断
离子晶体水溶液及熔融态能导电;原子晶体一般为非导体;分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子,也能导电;金属晶体是电的良导体。
5.依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度大或硬而脆;原子晶体硬度大;分子晶体硬度小且脆;金属晶体多数硬度较大,但也有较低的,且具有延展性。
1.下列性质适合于离子晶体的是( )
A.熔点1 037 ℃,易溶于水,水溶液能导电
B.熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电
C.能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.5 ℃
D.熔点97.81 ℃,质软,导电,密度0.97 g·cm-3
A [四种晶体的熔点、沸点一般是原子晶体高,离子晶体较高,金属晶体高低相差较大,一般较高,但有些高于一些原子晶体(如钨),有些低于一些分子晶体(如汞、钠等),分子晶体熔点较低。四种晶体中,原子晶体一般不导电(硅为半导体);分子晶体在固态和熔融态时不导电,溶于水时可能导电;金属晶体在固态和熔融态时均可导电;离子晶体在固态时不导电,但在熔融态和溶于水时可以导电。由此可以初步推断:A为离子晶体,B、C为分子晶体,D为金属晶体。]
物质熔沸点高低比较规律
1.不同晶体类型的物质熔沸点高低顺序一般是:原子晶体>离子晶体>分子晶体。同一晶体类型的物质,其晶体内部结构粒子间的作用越强,熔沸点越高。
2.原子晶体要比较共价键的强弱。一般地说,原子半径越小,形成的共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔沸点越高,如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅。
3.离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说,阴、阳离子所带的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用就越强,其离子晶体的熔沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
4.分子晶体:组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高,如熔沸点:HI>HBr>HCl;元素周期表中第ⅦA族卤素的单质(分子晶体)的熔沸点随原子序数递增而升高。组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔沸点就越高,如熔沸点:CO>N2。在同分异构体中,一般地说,支链数越多,熔沸点越低,如沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷;同分异构体的芳香烃及其衍生物,其熔沸点高低顺序:邻位>间位>对位。
5.金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高。如第ⅠA族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔沸点随原子序数的递增而降低。合金的熔沸点一般比它各成分纯金属的低。
2.比较下列各组物质的熔沸点高低。
(1)金刚石 食盐 干冰
(2)金刚石 二氧化硅 晶体硅
(3)MgO MgCl2 NaCl
(4)HI HBr HCl HF
[解析] 先看属于何种晶体,若为不同晶体,根据一般规律可以判断;若为同种晶体,则根据同种晶体的规律来判断。
[答案] (1)金刚石>食盐>干冰
(2)金刚石>二氧化硅>晶体硅
(3)MgO>MgCl2>NaCl
(4)HF>HI>HBr>HCl
晶胞中原子空间占有率的计算方法
1.计算步骤
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2.面心立方晶胞中原子的空间占有率
如图所示是金属晶体的面心立方晶胞的结构剖面图。设金属原子的半径为R,则晶胞的面对角线为4R,假设晶胞的边长为a,则4R=a,即a=2R,则晶胞立方体的体积为(2R)3。每个面心立方晶胞中实际含有4个金属原子,4个金属原子的体积为4×πR3,因此晶胞中原子的空间占有率为×100%≈74%。
3.体心立方晶胞中原子的空间占有率
甲 乙
如图所示是金属晶体的体心立方晶胞的剖面图,设金属原子的半径为R,则晶胞的体对角线为4R,假设